CN215547124U - 卧式重力平衡机构及机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种卧式重力平衡机构及机床，包括平衡缸、固定支架及传动组件，所述平衡缸和所述传动组件设置在所述固定支架上；所述固定支架上设置有活动空腔，所述传动组件和所述平衡缸设置在所述活动空腔内，所述传动组件与所述平衡缸联动设置。本实用新型可适用于机床空间狭窄，厂房空间小的情况，更是直接减短了平衡液压缸的直线行程。

Description

卧式重力平衡机构及机床

技术领域

本实用新型涉及机床加工技术领域，具体地，涉及一种卧式重力平衡机构及机床。

背景技术

主轴箱是整个机床中最重要的部件之一，它起到了辅助主轴运动的责任，并串联主轴进行加工，主轴箱动静态性能的好坏更是直接影响到机床整体的运行精度。然而由于主轴箱自身重力的原因，往往导致主轴箱在Z轴动态响应性能能力减弱，所以对于主轴箱自身重力的平衡抵消是非常必要的。以往大多重力平衡机构均采用立式平衡，即平衡缸活塞杆直联于主轴箱，直接进行平衡，立式平衡的特点是所需结构空间要求大，液压缸要求行程长，而对于大行程的主轴箱，或因机床自身尺寸限制以及机床厂房限制等等原因，立式平衡机构往往不能适用。

公开号为CN1462662A的专利文献公开了一种机床主轴箱的回转及其平衡机构,其特征在于：设置有可沿立柱导轨垂直上、下移动的滑鞍和平衡由滑枕移动及主轴箱转动的位置变化引起的主轴箱重心变化的液压油；主轴箱支承在水平固定于滑鞍上的回转轴上,可绕该回转轴于垂直平面内摆动；该液压油缸两端分别与滑鞍和主轴箱连接。但是该专利文献仍然存在所需结构空间要求大，液压缸要求行程长的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种卧式重力平衡机构及机床。

根据本实用新型提供的一种卧式重力平衡机构，包括平衡缸、固定支架及传动组件，所述平衡缸和所述传动组件设置在所述固定支架上；

所述固定支架上设置有活动空腔，所述传动组件和所述平衡缸设置在所述活动空腔内，所述传动组件与所述平衡缸联动设置。

优选的，所述传动组件包括活动链轮、固定链轮、低速双排链及连接块；

所述活动链轮设置在所述平衡缸上；所述固定链轮设置在所述固定支架远离所述平衡缸的一端；

所述低速双排链的一端固定设置在所述固定支架靠近所述固定链轮的一端，所述低速双排链的另一端依次绕过活动链轮和固定链轮，所述低速双排链的另一端连接设置有所述连接块。

优选的，还包括活动架，所述活动架设置在所述平衡缸上，所述活动链轮设置在所述活动架上。

优选的，所述活动链轮通过轴承和转轴固定于所述活动架上。

优选的，所述固定链轮通过轴承和转轴固定于所述固定支架上。

优选的，所述固定支架位于所述活动空腔的内侧壁上设置有固定块，所述低速双排链的一端固连在所述固定块上。

优选的，所述平衡缸活塞杆端部设置有活动接头，所述活动接头滑动设置在所述固定支架上。

优选的，所述活动接头包括连接件和连接杆；

所述连接件设置在所述连接杆的一端，所述连接件远离所述连接杆的一端设置在所述平衡缸活塞杆端部，所述连接件活动设置在所述固定支架上。

优选的，所述固定支架上设置有穿孔，所述连接件通过穿孔活动设置在所述固定支架上。

本实用新型还提供一种机床，包括上述的卧式重力平衡机构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型可适用于机床空间狭窄，厂房空间小的情况，更是直接减短了平衡液压缸的直线行程；

2、本实用新型的低速双排链式传动稳定，能有效吸收瞬时冲击，对主轴箱重力平衡做出了很多有利贡献；

3、本实用新型平衡主轴箱自身重力，消除丝杆的额外负载，使丝杆正反两向受力相同，以达到机床更优动态性能的目的。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的卧式重力平衡机构的整体结构示意图；

图2为本实用新型的卧式重力平衡机构的剖视图；

图3为本实用新型的卧式重力平衡机构的俯视图。

图中示出：

平衡缸401 活动空腔404

固定支架402 活动架405

传动组件403 固定块406

活动链轮40301 活动接头407

固定链轮40302 连接件40701

低速双排链40303 连接杆40702

连接块40304 穿孔408

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

图1～3所示，本实用新型提供的一种卧式重力平衡机构，包括平衡缸401、固定支架402及传动组件403，平衡缸401和传动组件403设置在固定支架402上，固定支架402上设置有活动空腔404，传动组件403和平衡缸401设置在活动空腔404内，传动组件403与平衡缸401联动设置。

传动组件403包括活动链轮40301、固定链轮40302、低速双排链40303及连接块40304，活动链轮40301设置在平衡缸401上；固定链轮40302设置在固定支架402远离平衡缸401的一端，低速双排链40303的一端固定设置在固定支架402靠近固定链轮40302的一端，低速双排链40303的另一端依次绕过活动链轮40301和固定链轮40302，低速双排链40303的另一端连接设置有连接块40304。固定支架402位于活动空腔404的内侧壁上设置有固定块406，低速双排链40303的一端固连在固定块406上。固定链轮40302通过轴承和转轴固定于固定支架402上。

平衡缸401活塞杆端部设置有活动接头407，活动接头407滑动设置在固定支架402上，活动接头407包括连接件40701和连接杆40702，连接件40701设置在连接杆40702的一端，连接件40701远离连接杆40702的一端设置在平衡缸401活塞杆端部，连接件40701活动设置在固定支架402上，固定支架402上设置有穿孔408，连接件40701通过穿孔408活动设置在固定支架402上。

还包括活动架405，活动架405设置在平衡缸401上，活动链轮40301设置在活动架405上。活动链轮40301通过轴承和转轴固定于活动架405上。

本实用新型还提供一种机床，包括上述的卧式重力平衡机构。

在优选例中，此卧式重力平衡机构目的在于平衡主轴箱自身重力，消除丝杆的额外负载，使丝杆正反两向受力相同，以达到机床更优动态性能的目的。其结构主要由平衡缸，固定支架和传动组合组成。其中，固定支架固定于立柱顶面，连接后固定不动。固定支架后侧端面安装平衡缸。固定支架内腔为空心结构，内腔内安装有传动组合。具体为，传动组合主要由活动链轮，固定链轮，低速双排链，连接块和活动架组成。其中，固定链轮通过轴承和转轴固定于固定支架前部位置。活动链轮通过轴承和转轴固定于活动架上。低速双排链一端刚性固定于固定支架前部内腔底部位置。依次绕通过活动链轮，固定链轮，并在双排链另一端头上安装有连接块，连接块可快速连接于待重力平衡的主轴箱。另外，平衡缸活塞杆端部安装有活动接头，活动架固定安装于活动接头上。

工作原理：

一般情况下，主轴箱在机床中做竖直垂向运动，其重力作用会影响机床在主轴箱方向运动的动态响应性能，所以对于主轴箱做重力平衡装置是必要的。本套重力平衡机构为卧式结构，采用平衡缸提供拉力，通过低速双排链与链轮将拉力传播到主轴箱上，用以平衡抵消主轴箱部自身重力对系统的影响。本机构链轮传动采用固定链轮和活动链轮相结合的结构方式，好处是，活动架输出位移将是连接块端主轴箱实际位移的一半，这样便可缩小整个平衡机构的整体尺寸，更重要的是，也会将平衡缸的直线行程缩小一半，从而使整个机构更适用于狭小空间场合。具体工作过程是：固定在固定支架上的平衡缸活塞杆通过活动接头对活动架产生拉力(活动接头的作用是增加机构的柔性，防止机构在此处产生轴向以外其他方向的有害力矩。)，活动架通过低速双排链传动拉力，在固定链轮处实现拉力的90°转换，将拉力直接施加在与连接块相连的待重力平衡的主轴箱上，拉力与待重力平衡的主轴箱重力相等，直接抵消平衡掉主轴箱部自身重力，连接块将连接在主轴箱重心点附近，以保证主轴箱重力被平稳平衡。

本实用新型可适用于机床空间狭窄，厂房空间小的情况，更是直接减短了平衡液压缸的直线行程。并且，低速双排链式传动稳定，能有效吸收瞬时冲击，对主轴箱重力平衡做出了很多有利贡献。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种卧式重力平衡机构，其特征在于，包括平衡缸(401)、固定支架(402)及传动组件(403)，所述平衡缸(401)和所述传动组件(403)设置在所述固定支架(402)上；

所述固定支架(402)上设置有活动空腔(404)，所述传动组件(403)和所述平衡缸(401)设置在所述活动空腔(404)内，所述传动组件(403)与所述平衡缸(401)联动设置。

2.根据权利要求1所述的卧式重力平衡机构，其特征在于，所述传动组件(403)包括活动链轮(40301)、固定链轮(40302)、低速双排链(40303)及连接块(40304)；

所述活动链轮(40301)设置在所述平衡缸(401)上；所述固定链轮(40302)设置在所述固定支架(402)远离所述平衡缸(401)的一端；

所述低速双排链(40303)的一端固定设置在所述固定支架(402)靠近所述固定链轮(40302)的一端，所述低速双排链(40303)的另一端依次绕过活动链轮(40301)和固定链轮(40302)，所述低速双排链(40303)的另一端连接设置有所述连接块(40304)。

3.根据权利要求2所述的卧式重力平衡机构，其特征在于，还包括活动架(405)，所述活动架(405)设置在所述平衡缸(401)上，所述活动链轮(40301)设置在所述活动架(405)上。

4.根据权利要求3所述的卧式重力平衡机构，其特征在于，所述活动链轮(40301)通过轴承和转轴固定于所述活动架(405)上。

5.根据权利要求2所述的卧式重力平衡机构，其特征在于，所述固定链轮(40302)通过轴承和转轴固定于所述固定支架(402)上。

6.根据权利要求2所述的卧式重力平衡机构，其特征在于，所述固定支架(402)位于所述活动空腔(404)的内侧壁上设置有固定块(406)，所述低速双排链(40303)的一端固连在所述固定块(406)上。

7.根据权利要求1所述的卧式重力平衡机构，其特征在于，所述平衡缸(401)活塞杆端部设置有活动接头(407)，所述活动接头(407)滑动设置在所述固定支架(402)上。

8.根据权利要求7所述的卧式重力平衡机构，其特征在于，所述活动接头(407)包括连接件(40701)和连接杆(40702)；

所述连接件(40701)设置在所述连接杆(40702)的一端，所述连接件(40701)远离所述连接杆(40702)的一端设置在所述平衡缸(401)活塞杆端部，所述连接件(40701)活动设置在所述固定支架(402)上。

9.根据权利要求8所述的卧式重力平衡机构，其特征在于，所述固定支架(402)上设置有穿孔(408)，所述连接件(40701)通过穿孔(408)活动设置在所述固定支架(402)上。

10.一种机床，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的卧式重力平衡机构。

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