CN103212997A - 基于销槽结构的横梁膨胀关节 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于销槽结构的横梁膨胀关节，主要解决现有技术中机床横梁热膨胀引起的应力变形问题。本发明通过采用一种基于销槽结构的横梁膨胀关节，包括销槽结构，所述横梁一端为固定连接，一端为柔性连接，横梁上固定一个或多个导槽，方向和横梁长度方向相同，立柱上配合横梁导槽固定一个或数个销。当横梁受热膨胀时，销在销槽中滑动，吸收横梁膨胀引起的形变量，而垂直横梁方向的结构因刚度较高，能够维持横梁原先的相对位置的技术方案，较好地解决了该问题，可用于龙门结构机床的工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于销槽结构的横梁膨胀关节。
背景技术
龙门结构机床中，横梁是高精度的结构件。龙门结构的机床尺寸通常较大，且采用金属材料制成。常用工程材料都有受热膨胀变形的问题，如典型的钢材热膨胀系数为10×10-6m/m*℃，铝合金的膨胀系数为22×10-6m/m*℃，在温度每升高1摄氏度的条件下，1米长的钢质横梁膨胀10微米，1米长的铝合金横梁膨胀22微米。横梁膨胀必然引起相应的应力变形问题，导致结构件精度变化或者导轨磨损加剧，寿命下降。为了解决此问题，提出一种基于销槽结构的横梁膨胀关节。
本发明提供一种基于销槽结构的横梁膨胀关节，适用于龙门结构机床，解决机床横梁膨胀引起的应力变形问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中龙门机床横梁膨胀引起相应的应力变形，导致结构件精度变化或者导轨磨损加剧，机床寿命下降的问题，提供一种新的基于销槽结构的横梁膨胀关节，该横梁膨胀关节具有能吸收横梁受热膨胀引起的应力变形的优点。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种具有解决上述技术问题之一的销槽结构的龙门机床。
为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种基于销槽结构的横梁膨胀关节，所述胀关节为销槽结构，所述销槽结构连接在横梁的末端，横梁固定在立柱上，横梁具有销槽结构的末端为柔性连接，另一端为固定连接，横梁上固定一个或多个导槽方向和横梁长度方向相同，立柱上配合横梁导槽固定一个或数个销；所述横梁在沿横梁平行方向收缩或膨胀时，销发生沿横梁平行方向的相对移动，吸收横梁收缩或膨胀引起的形变量。
上述技术方案中，所述柔性连接端采用柔性铰链结构。所述横梁沿垂直于横梁长度方向的结构刚度高于沿横梁长度方向的结构刚度。所述横梁膨胀或收缩时，横梁沿垂直横梁方向稳定。所述横梁受热膨胀时，销在销槽中滑动，销发生沿横梁长度方向的相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变量。所述横梁收缩时，销恢复到原来位置。
为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种龙门结构机床，包括基座、横梁、左立柱、右立柱，所属横梁具有膨胀关节，所述胀关节为销槽结构，所述销槽结构连接在横梁的末端，横梁固定在立柱上，横梁具有销槽结构的末端为柔性连接，另一端为固定连接，横梁上固定一个或多个导槽方向和横梁长度方向相同，立柱上配合横梁导槽固定一个或数个销；所述横梁在沿横梁平行方向收缩或膨胀时，销发生沿横梁平行方向的相对移动，吸收横梁收缩或膨胀引起的形变量。
上述技术方案中，所述龙门机床横梁柔性连接端采用柔性铰链结构；所述横梁沿垂直于横梁长度方向的结构刚度高于沿横梁长度方向的结构刚度；所述横梁膨胀或收缩时，横梁沿垂直横梁方向稳定；所述横梁受热膨胀时，销在销槽中滑动，销沿横梁长度方向的相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变量；所述横梁收缩时，销槽恢复到原来位置。
横梁两端采用两种不同的固定方式，一端为固定连接，一端为柔性连接。柔性连接端采用柔性铰链结构。该固定方式的特点是沿垂直于横梁长度方向的结构刚度很高，沿横梁长度方向的结构刚度较低。
本发明的技术方案，基于销槽结构的横梁膨胀关节，当横梁受热膨胀时，销槽发生沿横梁长度方向的相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变量，而垂直横梁方向的结构因刚度较高，能够维持横梁原先的相对位置；当横梁收缩时，销槽恢复到原来位置，横梁收缩回初始的位置而不引起结构的松动，保护横梁及相关的连接结构件，维持横梁的配合精度。本发明解决横梁热膨胀引起的应力变形问题，用于龙门结构机床，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为龙门结构横梁的固定示意图。
图2为销槽结构布局示意图。
图3为销槽结构布局示意图。
图4为销槽结构布局示意图。
图5为为销槽结构布局示意图。
图6为销槽结构固定示意图。
图7为销槽发生相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变示意图。
图8为销槽发生相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变示意图。
图9为销槽发生相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变示意图。
图10为销槽发生相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变示意图。
图1中，1为基座，2为横梁，3为左立柱，4为右立柱，5为销槽。
图2、3、4、5中，1为销，2为槽。
图6中，1为销槽结构。
图7、8、9、10中，1为销，2为槽；
其中，图7、图9中销槽结构A1-A4螺孔固定龙门立柱，B1-B4固定横梁。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
【实施例1】
一种基于销槽结构的横梁膨胀关节，如图1所示，所述胀关节为销槽结构，所述销槽结构连接在横梁的末端，横梁固定在立柱上，横梁具有销槽结构的末端为柔性连接，另一端为固定连接，横梁上固定一个或多个导槽方向和横梁长度方向相同，立柱上配合横梁导槽固定一个或数个销；所述横梁在沿横梁平行方向收缩或膨胀时，销发生沿横梁平行方向的相对移动，吸收横梁收缩或膨胀引起的形变量。所述销槽结构局部放大图如图6所示。
【实施例2】
一种基于销槽结构的横梁膨胀关节，所述胀关节为销槽结构，所述销槽结构连接在横梁的末端，该横梁末端柔性连接，另一端为固定连接，所述横梁在沿横梁平行方向收缩或膨胀时，销槽发生沿横梁平行方向的相对移动，吸收横梁收缩或膨胀引起的形变量。所述柔性连接端采用柔性铰链结构，所述横梁沿垂直于横梁长度方向的结构刚度高于沿横梁长度方向的结构刚度。所述横梁膨胀或收缩时，横梁沿垂直横梁方向稳定，所述横梁受热膨胀时，销槽发生沿横梁长度方向的相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变量。所述横梁收缩时，销槽恢复到原来位置。如图2、3所示。
【实施例3】
一种基于销槽结构的横梁膨胀关节，所述胀关节为销槽结构，所述销槽结构连接在横梁的末端，该横梁末端柔性连接，另一端为固定连接，所述横梁在沿横梁平行方向收缩或膨胀时，销槽发生沿横梁平行方向的相对移动，吸收横梁收缩或膨胀引起的形变量。所述柔性连接端采用柔性铰链结构，所述横梁沿垂直于横梁长度方向的结构刚度高于沿横梁长度方向的结构刚度。所述横梁膨胀或收缩时，横梁沿垂直横梁方向稳定，所述横梁受热膨胀时，销槽发生沿横梁长度方向的相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变量。所述横梁收缩时，销槽恢复到原来位置。如图4、5所示。
【实施例4】
一种基于销槽结构的横梁膨胀关节，所述胀关节为销槽结构，所述销槽结构连接在横梁的末端，该横梁末端柔性连接，另一端为固定连接，所述横梁在沿横梁平行方向收缩或膨胀时，销槽发生沿横梁平行方向的相对移动，吸收横梁收缩或膨胀引起的形变量。所述柔性连接端采用柔性铰链结构，所述横梁沿垂直于横梁长度方向的结构刚度高于沿横梁长度方向的结构刚度。所述横梁膨胀或收缩时，横梁沿垂直横梁方向稳定，所述横梁受热膨胀时，销槽发生沿横梁长度方向的相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变量。所述横梁收缩时，销槽恢复到原来位置。如图7、8所示。
【实施例5】
一种基于销槽结构的横梁膨胀关节，如图9、10所示，所述胀关节为销槽结构，所述销槽结构连接在横梁的末端，该横梁末端柔性连接，另一端为固定连接，所述横梁在沿横梁平行方向收缩或膨胀时，销槽发生沿横梁平行方向的相对移动，吸收横梁收缩或膨胀引起的形变量。所述柔性连接端采用柔性铰链结构，所述横梁沿垂直于横梁长度方向的结构刚度高于沿横梁长度方向的结构刚度。所述横梁膨胀或收缩时，横梁沿垂直横梁方向稳定，所述横梁受热膨胀时，销槽发生沿横梁长度方向的相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变量。所述横梁收缩时，销槽恢复到原来位置。
【实施例6】
一种龙门结构机床，如图1、所示，包括基座、横梁、左立柱、右立柱，所属横梁具有膨胀关节，所述胀关节为销槽结构，如图6所示，所述销槽结构连接在横梁的末端，该横梁末端柔性连接，另一端为固定连接，所述横梁在沿横梁平行方向收缩或膨胀时，销槽发生沿横梁平行方向的相对移动，吸收横梁收缩或膨胀引起的形变量。
【实施例7】
一种龙门结构机床，包括基座、横梁、左立柱、右立柱，所属横梁具有膨胀关节，所述胀关节为销槽结构，所述销槽结构连接在横梁的末端，该横梁末端柔性连接，另一端为固定连接，所述横梁在沿横梁平行方向收缩或膨胀时，销槽发生沿横梁平行方向的相对移动，吸收横梁收缩或膨胀引起的形变量。所述柔性连接端采用柔性铰链结构。所述横梁沿垂直于横梁长度方向的结构刚度高于沿横梁长度方向的结构刚度；所述横梁膨胀或收缩时，横梁沿垂直横梁方向稳定。所述横梁受热膨胀时，销槽发生沿横梁长度方向的相对滑动，吸收横梁膨胀引起的形变量；所述横梁收缩时，销槽恢复到原来位置。
Claims (6)
1.一种基于销槽结构的横梁膨胀关节，所述胀关节为销槽结构，所述销槽结构连接在横梁的末端，横梁固定在立柱上，横梁具有销槽结构的末端为柔性连接，另一端为固定连接，横梁上固定一个或多个导槽方向和横梁长度方向相同，立柱上配合横梁导槽固定一个或数个销；所述横梁在沿横梁平行方向收缩或膨胀时，销槽发生沿横梁平行方向的相对移动，吸收横梁收缩或膨胀引起的形变量。
2.根据权利要求1所述的基于销槽结构的横梁膨胀关节，其特征在于所述柔性连接端采用柔性铰链结构。
3.根据权利要求1所述的基于销槽结构的横梁膨胀关节，其特征在于所述横梁沿垂直于横梁长度方向的结构刚度高于沿横梁长度方向的结构刚度。
4.根据权利要求1所述的基于销槽结构的横梁膨胀关节，其特征在于所述横梁膨胀或收缩时，横梁沿垂直横梁方向稳定。
5.根据权利要求1所述的基于销槽结构的横梁膨胀关节，其特征在于所述横梁受热膨胀时，销在销槽中滑动，吸收横梁膨胀引起的形变量。
6.根据权利要求5所述的基于销槽结构的横梁膨胀关节，其特征在于所述横梁收缩时，销恢复到原来位置。
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