CN107063185A - 一种测量大型机床床身微倾斜的实验装置 - Google Patents

一种测量大型机床床身微倾斜的实验装置 Download PDF

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张爱平
程江丽
刘志峰
李奇伟
周阳
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Abstract

本发明公开了一种测量大型机床床身微倾斜的实验装置，包括：静压供油系统、连通容器、垫板、圆柱铁块、压力传感器以及应变传感器。本发明首先根据连通器原理，建立了连通容器；然后由静压供油系统向连通容器供油；在连通容器的上边有固定圆柱铁块的垫板，垫板的两端分别与连通容器栓接；圆柱铁块位于连通容器的两侧，置于静压油的上表面，形成一个开通的连通器。在床身的一侧受重压发生倾斜时，连通器中一侧圆柱铁块会下降，另一侧的圆柱铁块会上升，保证了床身的稳定倾斜，再通过多个相应的传感器数据来直接获得床身倾斜的程度。

Description

一种测量大型机床床身微倾斜的实验装置
技术领域
本发明涉及地基-机床系统中床身精度的领域，更涉及到测量床身微倾的实验装置，可应用到小型实验设备领域。
背景技术
多年来，随着国务院实施多个重点专项计划，政府持续加大对航空航天、核电风电、铁路机车、船舶舰艇、交通运输等重点工程的投入力度。工程设备的关键零部件均为大尺寸、重吨位、高精度工件，要想承接加工这样的典型零件，就必须开发高水平的大型、重型、超重型数控机床。高精度机床是加工零件的重要基础，对精度要求很高。机床在地基以及上部动载荷等因素的影响下，会发生不同程度的变形，这些变形的可以通过不同的途径进行防治。实验方法是最节省时间，最有效的研究方法，其中，模型实验室按照比例缩尺复原工程结构，可实现模拟对象的可监测、多条件控制，可重复，是研究工程结构受力变形的有效手段，通过建立基础-机床系统模型及床身的变形调控实验，可用于真实机床-基础系统中的床身变形调控。现场测试虽然可以直观反映不均匀沉降问题，但造价较高且难以进行多影响因素控制下的重复实验，模型实验则能保证这个优点，床身的微变形会使加工精度发生很大的变化，因此有必要研究测量床身微倾的实验装置。
传统的床身直接通过垫铁与基础连接，在地基与机床动载荷的影响下，床身都会发生微变形。本发明的实验装置采用静压供油系统以及连通器原理的实验装置对床身微变形进行测量，从而进行及时的调整精度。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种可以测量大型机床床身微倾斜的实验装置。
本发明是采用以下技术手段实现的：
一种测量大型机床床身微倾的实验装置，包括：连通容器1、垫板4和圆柱铁块7。连通容器1为U形结构，U形结构利用连通器原理，建立连通结构；然后由静压供油系统向连通容器1内进行供油；在连通容器1的顶部对称布设有用于固定圆柱铁块7的垫板4，垫板4的两端分别与连通容器1通过栓接固定；圆柱铁块7位于连通容器1的U形结构两侧，静压油设在连通容器1的U形结构底部，圆柱铁块7置于静压油的上表面，圆柱铁块7与连通容器1形成一个连通结构。在床身的一侧受重压发生倾斜时，连通容器1中的一侧圆柱铁块7会下降，另一侧的圆柱铁块7会上升，保证床身的稳定倾斜，再通过多个相应的传感器数据来直接获得床身倾斜程度。
传感器包括压力传感器a2、压力传感器b3、应变传感器a5、应变传感器b6；压力传感器a2、压力传感器b3对称设置在连通容器1的U形结构内侧，应变传感器a5、应变传感器b6分别对称设置在U形结构两侧的圆柱铁块7的侧部。
工作机理：
1).建立静压供油系统。根据油压的需要手动调节静压供油系统向连通容器1内供油；
2).根据实验方法设计的连通容器1大小尺寸并建立连通器内部结构；
3).加工垫板4以及圆柱铁块7。依据连通器形状加工合适的垫板，将圆柱铁块7通过垫板4置于连通容器1内部；
4).放置测量装置。传感器置于各个需要测量的位置；
5).模拟床身受压。
6).监测调控床身倾斜。模拟床身受压，通过实验装置中的测量装置进行监控调节床身的微倾。
实验中采用以上设计方案，其优点是：
(1)系统中采用连通器的原理，可以根据不同的实验要求，调节基础的沉降量、沉降速度等。
(2)采用静压承载圆柱铁块，静压承载力较大。
(3)一些影响机床精度的环境因素可以在实验模型中易于控制。
(4)测量传感器易于监测整个实验中受力以及位移数据。
(5)实验装置构造简单，成本低，操作性强，可以广泛用于实验中。
附图说明
图1为测量机床床身侧倾实验装置初始位置图；
图2为机床床身侧倾后实验装置图；
图中：1为连通容器、2为压力传感器a、3为压力传感器b、4为垫板、5为应变传感器a、6为应变传感器b、7为圆柱铁块。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细描述。
图1为测量机床床身侧倾实验装置初始位置图。初始状态时，连通容器内油压平衡，圆柱铁块置于静压油面上，处于水平状态，支撑着床身，床身也处于水平状态。
图2为机床床身侧倾后实验装置图。当机床的床身在外载荷因素的作用下，床身一侧发生倾斜，相对应的圆柱铁块受到压力下沉，在连通容器内部静压油压强平衡受到破坏，油向压强低的另一侧流动，相对应的圆柱铁块上升，保证了床身倾斜的稳定性。此时通过传感器数据来测量床身的倾斜程度。
本发明的测量大型机床床身微倾斜的实验装置，通过以下步骤来实现：
1).建立静压供油系统。可以根据油压的需要手动连通容器内供油；
2).创建连通容器。根据实验方法设计的连通容器大小尺寸建立连通器内部结构；
3).加工垫板以及圆柱铁块。依据连通器形状加工合适的垫板，将圆柱铁块通过垫板置于连通器内部；
4).放置测量装置。传感器置于各个需要测量的位置；
5).模拟床身受压。
6).监测调控床身倾斜。模拟床身受压，通过实验装置中的测量装置进行监控调节床身的微倾。
一种大型机床床身微倾斜实验装置，包括：连通容器1、压力传感器a2、压力传感器a3、垫板4、应变传感器b5、应变传感器b6、圆柱铁块7。本发明首先根据连通器原理，建立了连通容器；然后由静压供油系统向连通容器供油；在连通容器的上边有固定圆柱铁块的垫板，垫板的两端分别与连通容器栓接；圆柱铁块位于连通容器的两侧，置于静压油的上表面，形成一个开通的连通器。在床身的一侧受重压发生倾斜时，连通器中一侧圆柱铁块会下降，另一侧的圆柱铁块会上升，保证了床身的稳定倾斜，再通过多个相应的传感器数据来直接获得床身倾斜的程度。

Claims (3)

1.一种测量大型机床床身微倾的实验装置，其特征在于：包括连通容器(1)、垫板(4)和圆柱铁块(7)；连通容器(1)为U形结构，U形结构利用连通器原理，建立连通结构；然后由静压供油系统向连通容器(1)内进行供油；在连通容器(1)的顶部对称布设有用于固定圆柱铁块(7)的垫板(4)，垫板(4)的两端分别与连通容器(1)通过栓接固定；圆柱铁块(7)位于连通容器(1)的U形结构两侧，静压油设在连通容器(1)的U形结构底部，圆柱铁块(7)置于静压油的上表面，圆柱铁块(7)与连通容器(1)形成一个连通结构；在床身的一侧受重压发生倾斜时，连通容器(1)中的一侧圆柱铁块(7)会下降，另一侧的圆柱铁块(7)会上升，保证床身的稳定倾斜，再通过多个相应的传感器数据来直接获得床身倾斜程度。
2.根据权利要求1所述的一种测量大型机床床身微倾的实验装置，其特征在于：传感器包括压力传感器a(2)、压力传感器b(3)、应变传感器a(5)、应变传感器b(6)；压力传感器a(2)、压力传感器b(3)对称设置在连通容器(1)的U形结构内侧，应变传感器a(5)、应变传感器b(6)分别对称设置在U形结构两侧的圆柱铁块(7)的侧部。
3.根据权利要求1所述的一种测量大型机床床身微倾的实验装置，其特征在于：工作机理：
1).建立静压供油系统；根据油压的需要手动调节静压供油系统向连通容器(1)内供油；
2).根据实验方法设计的连通容器(1)大小尺寸并建立连通器内部结构；
3).加工垫板(4)以及圆柱铁块(7)；依据连通器形状加工合适的垫板，将圆柱铁块(7)通过垫板(4)置于连通容器(1)内部；
4).放置测量装置；传感器置于各个需要测量的位置；
5).模拟床身受压；
6).监测调控床身倾斜；模拟床身受压，通过实验装置中的测量装置进行监控调节床身的微倾。
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