氣動尾座的設(shè)計

齊重數(shù)控裝備股份有限公司 （黑龍江齊齊哈爾 161005） 陳棟梁 馬樹軍

1. 設(shè)計思想

氣動尾座是數(shù)控龍門銑床上的一個功能部件，與床身、床頭箱和中心架組合形成臥式車床的主運動功能，可實現(xiàn)軸類工件的旋轉(zhuǎn)及分度。要求當不加工長軸類零件時，臥式車床的功能要可以快速的拆除，當使用時可以快速的安裝及調(diào)整。因此，使得尾座需要根據(jù)工件的不同長度調(diào)整相應(yīng)的位置，如果使用常規(guī)的電動機驅(qū)動尾座，則在使用過程中的電動機電纜就要很長，而且電纜的直徑很大，在安裝使用時非常不方便，且容易產(chǎn)生切屑破壞工件的危險，所以需要使用更安全的驅(qū)動裝置代替電動機。考慮液壓馬達和氣動馬達都可以實現(xiàn)所需功能，其中液壓馬達需要高壓泵站提供壓力油，由于管路較長，在使用過程中同樣存在不便和安全隱患。氣動馬達與電動機和液壓馬達相比，其可操作性和安全性更高一些，壓縮空氣不存在環(huán)境污染的問題，并且其長距離管路質(zhì)量輕，安裝也方便，當其管路被切屑破壞后，其危險性相對較低，所以，最終使用氣動馬達代替電動機。

2. 結(jié)構(gòu)組成

氣動尾座主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）套筒驅(qū)動裝置 工作：氣動馬達7→減速器6→齒輪→絲杠驅(qū)動套筒裝置和花盤在尾座體中前后移動，用于完成對工件的軸向的夾緊。其中氣動馬達7和減速器6整體外購，其功率為3.9kW，最大功率的轉(zhuǎn)速為6r/min，起動轉(zhuǎn)矩3 117N·m，氣體消耗量為4.3m3/min，齒輪傳動比為2∶5，絲杠螺距為20mm，其可使套筒產(chǎn)生48mm/min的移動速度，頂緊質(zhì)量為25t，氣動馬達通過快換接頭與氣管聯(lián)接，完成后拆除氣管。

（2）尾座移動裝置 工作：氣動馬達8→減速器9→蝸桿→蝸輪→齒輪軸與床身齒條嚙合，帶動尾座沿床身前后移動，以適應(yīng)不同長度的工件。其中氣動馬達8和減速器9整體外購，其功率為3.9kW，減速器減速比1∶35，最大功率的轉(zhuǎn)速為71r/min，起動轉(zhuǎn)矩476N·m，氣體消耗量為4.3m3/min，蝸桿-蝸輪降速比1∶24，齒輪軸分度圓周長401.92mm，使尾座可以達到1 189mm/min的行走速度，氣動馬達通過快換接頭與氣管聯(lián)接，完成后拆除氣管。

（3）套筒夾緊裝置 由手動高壓泵12、碟簧油缸16、夾緊棒及高壓油管組成。移動套筒之前壓動高壓泵12，使高壓油將碟簧油缸16的碟簧壓縮以使夾緊棒放松，看壓力表，達到預(yù)定值時高壓泵12停止，此時掰動套筒移動控制裝置移動套筒，達到需要的位置后手動將高壓泵12泄壓，之后碟簧油缸16中的碟簧釋放，夾緊棒收緊，使套筒夾緊。

圖1 氣動尾座

（4）尾座夾緊裝置 由手動高壓泵11、碟簧油缸14、螺栓及高壓油管組成。移動尾座之前，先壓動導(dǎo)軌預(yù)動裝置（7～10次），后壓動高壓泵11，使高壓油將碟簧油缸14的碟簧壓縮，以使螺栓放松，看壓力表，達到預(yù)定值時高壓泵11停止，此時掰動尾座移動控制裝置移動尾座，達到需要的位置后將手動高壓泵11泄壓，之后碟簧油缸14中的碟簧釋放，螺栓收緊，使尾座體夾緊。

（5）導(dǎo)軌潤滑裝置 由電動稀油潤滑泵和油管及接頭組成，通過電氣插頭聯(lián)接電源，完成尾座導(dǎo)軌的潤滑，尾座移動前及移動過程中要起動此導(dǎo)軌潤滑裝置。

（6）套筒潤滑裝置 由手動稀油潤滑泵和油管及接頭組成，在套筒移動前需手動壓動潤滑泵，使套筒潤滑充分。

3. 應(yīng)用實例

在為某公司設(shè)計的XK2640×230數(shù)控龍門移動式銑鏜床中，我們應(yīng)用了該項技術(shù)，用戶要求在數(shù)控龍門移動式銑鏜床的固定工作臺上增加臥式分度頭系統(tǒng)，分度系統(tǒng)包括平臺床身、分度床頭箱和尾座，兩頂尖間工件最大質(zhì)量50t，頂尖間工件最大長度9 000mm，最大回轉(zhuǎn)直徑φ1 600mm。尾座套筒及尾座體用壓縮空氣驅(qū)動，可手動微調(diào)整，套筒及尾座夾緊為手動泵驅(qū)動液壓夾緊油缸，尾座套筒行程200mm，尾座套筒中設(shè)置有工件長度補償及頂緊力測力裝置，氣動管路聯(lián)接方式為快換接頭。

4. 結(jié)語

在氣動尾座的設(shè)計過程中，必須考慮壓縮空氣的壓力及流量的穩(wěn)定性，確保壓縮空氣有過濾裝置，把空氣中的水及油過濾干凈，壓縮空氣管路的聯(lián)接要精細，氣管及接頭選擇可靠的品牌產(chǎn)品。由于壓縮空氣的波動性，摩擦力系數(shù)的選擇要適當。

氣動尾座的實際應(yīng)用收到非常滿意的效果，與電動機相比，氣動管路比電纜柔軟，聯(lián)接及操作性更強，不存在高溫切屑燙壞電纜漏電的危險，可以提供給操作者更好的安全環(huán)境。臥式分度頭系統(tǒng)在數(shù)控龍門移動式銑鏜床固定工作臺上的拆卸和安裝方便快捷。壓縮空氣無污染，比電力更節(jié)能環(huán)保且制造成本低廉。