主轴箱重心平衡装置
阅读说明：本技术 主轴箱重心平衡装置 (Spindle box gravity center balancing device ) 是由 谭勇 苏辉南 于 2021-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种主轴箱重心平衡装置,包括平衡气缸和储气装置,平衡气缸的缸体与机床滑鞍紧固连接,平衡气缸的活塞杆与主轴箱的外壁铰接连接,主轴箱在机床上做升降运动；平衡气缸在主轴箱的两侧分别安装有一个,两个平衡气缸以主轴箱的重心呈对称设置,且主轴箱的重心和两个平衡气缸的平衡点三者位于同一直线上；储气装置的出气口与两个平衡气缸分别连通。通过在主轴箱的两侧设置两个以主轴箱的重心为对称中心的两个平衡气缸,两个平衡气缸的平衡点与主轴箱的中心轴线位于同一直线上,使两个平衡气缸配合对主轴箱的自身重力进行平衡,符合重心平衡的设计理念,有助于增强平衡效率,从而有助于减小主轴箱自身重力对其动态响应性能的影响。(The invention provides a main shaft box gravity center balancing device which comprises a balancing cylinder and a gas storage device, wherein a cylinder body of the balancing cylinder is fixedly connected with a machine tool sliding saddle, a piston rod of the balancing cylinder is hinged with the outer wall of a main shaft box, and the main shaft box moves up and down on a machine tool; the two balancing cylinders are symmetrically arranged by the gravity center of the spindle box, and the gravity center of the spindle box and the balancing points of the two balancing cylinders are positioned on the same straight line; the air outlet of the air storage device is respectively communicated with the two balance cylinders. Two balancing cylinders which take the gravity center of the spindle box as a symmetric center are arranged on two sides of the spindle box, the balancing points of the two balancing cylinders and the central axis of the spindle box are located on the same straight line, the two balancing cylinders are matched to balance the self gravity of the spindle box, the design concept of gravity center balance is met, the balancing efficiency is enhanced, and the influence of the self gravity of the spindle box on the dynamic response performance is reduced.)
技术领域
本发明涉及机械加工设备领域，具体地，涉及一种主轴箱重心平衡装置。
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Z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。
现有公开号为CN209124913U的中国专利，其公开了一种内置式主轴箱平衡装置，包括有滑座、主轴箱、平衡装置，滑座安装于机床上，主轴箱活动连接于滑座内；主轴箱包括方形轴架、设置在方形轴架上的用于与滑座连接的运动导向装置，方形轴架可在运动导向装置的作用下做垂直升降运动，方形轴架内部为中空结构；平衡装置安装于主轴箱和滑座上方并深入主轴箱内部，平衡装置可对主轴箱所受到的重力作用进行平衡调节。
发明人认为，现有技术中平衡装置的平衡效率差，存在待改进之处。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种主轴箱重心平衡装置。
根据本发明提供的一种主轴箱重心平衡装置,包括平衡气缸和储气装置，所述平衡气缸的缸体与机床滑鞍紧固连接，所述平衡气缸的活塞杆与主轴箱的外壁铰接连接，所述主轴箱在机床上做升降运动；所述平衡气缸在主轴箱的两侧分别安装有一个，两个所述平衡气缸以主轴箱的重心呈对称设置，且所述主轴箱的重心和两个平衡气缸的平衡点三者位于同一直线上；所述储气装置的出气口与两个平衡气缸分别连通。
优选地，两个所述平衡气缸的平衡点以主轴箱的重心为对称点呈对称设置。
优选地，所述主轴箱的上侧紧固安装有平衡架，所述平衡架的一端水平向远离主轴箱的一侧延伸，所述平衡气缸的活塞杆连接在平衡架伸出主轴箱的一侧。
优选地，所述平衡气缸活塞杆的端部与平衡架通过万向活动接头铰接连接。
优选地，所述机床滑鞍包括呈水平设置的安装部，所述安装部位于平衡架的下侧，所述平衡气缸的缸体竖直安装在安装部上，且所述平衡气缸的活塞杆自下向上穿设安装部并与其滑移配合。
优选地，所述储气装置包括压力瓶，所述储气装置为两个平衡气缸提供稳定的气压。
优选地，所述储气装置的出气口通过高压管分别与两个平衡气缸连通，且所述储气装置输出的压力值与主轴箱整体重力大小呈正比。
优选地，所述高压管与平衡气缸的连接处位于平衡气缸的下部。
优选地，所述平衡气缸的平衡点位于平衡气缸与滑鞍的连接点的竖直轴线上。
优选地，所述机床上竖直设置有导向滑轨，所述主轴箱安装在导向滑轨上并与其滑移配合，且所述主轴箱的运动方向与导向滑轨的长度方向同向。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过在主轴箱的两侧设置两个以主轴箱的重心为对称中心的两个平衡气缸，并使两个平衡气缸的平衡点与主轴箱的中心轴线位于同一直线上，从而使两个平衡气缸配合对主轴箱的自身重力进行平衡，符合重心平衡的设计理念，有助于增强平衡效率，从而有助于减小主轴箱自身重力对其动态响应性能的影响，进而有助于提高机床整体精度、静动态性能以及使用寿命；
2、本发明通过平衡架和安装部的配合将平衡气缸安装在机床滑鞍上，并使平衡气缸对主轴箱进行支撑，且使平衡气缸不随主轴箱进行竖直方向的运动，有助于提高平衡气缸对主轴箱的重力进行平衡的稳定性；
3、本发明通过万向活动接头将平衡气缸的活塞杆与平衡架活动连接，有助于对平衡气缸进行保护，进而有助于提高平衡气缸的使用寿命。
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，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明主要体现平衡装置整体结构的示意图；
图2为本发明主要体现平衡装置底部结构的示意图。
图中所示：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，根据本发明提供的一种主轴箱重心平衡装置，包括平衡气缸3和储气装置1，平衡气缸3的缸体与机床滑鞍紧固连接，平衡气缸3的活塞杆与主轴箱6的外壁铰接连接，且主轴箱6在机床上做升降运动。平衡气缸3在主轴箱6的两侧分别安装有一个，两个平衡气缸3以主轴箱6的重心9呈对称设置，且储气装置1分别与两个平衡气缸3连通。
借助两个以主轴箱6的重心9呈对称设置的平衡气缸3同时作用于主轴箱6，并对主轴箱6起到支撑作用，平衡主轴箱6自身的重力，以达到优化机床动态性能的目的。
如图1所示，机床滑鞍包括两个水平向外延伸的安装部4，两个安装部4分别位于主轴箱6的两侧，两个安装部4均与主轴箱6呈间隔设置，且两个安装部4分别为两个平衡气缸3的安装基础，并使两个平衡气缸3不参与主轴箱6沿竖直方向的运动。两个平衡气缸3的缸体均竖直紧固安装在对应的安装部4的下侧，且两个平衡气缸3的活塞杆均自下向上竖直穿设安装部4并与其滑移配合。
主轴箱6的上侧紧固安装有平衡架7，平衡架7的上端水平向远离主轴箱6的一侧延伸，平衡架7与安装部4呈一一对应设置，且平衡架7位于安装部4的上侧。两个平衡气缸3竖直穿出安装部4的活塞杆的端部均通过万向活动接头铰接连接在对应的平衡架7上。通过活动接头将平衡气缸3的活塞杆安装在平衡架7上，实现了平衡气缸3的活塞杆与平衡架7的活动连接，提高了平衡气缸3的使用寿命。
平衡气缸3的平衡点10位于平衡气缸3与滑鞍的连接点的竖直轴线上，优选地平衡点10位于平衡气缸3与安装部4的连接处，两个平衡气缸3的平衡点10以主轴箱6的重心9为对称点呈对称设置。安装时，将主轴箱6的重心9和两个平衡气缸3的平衡点10三者安装在同一直线上，此设计能够增强此平衡装置的平衡效率，进而提高主轴箱6运动的动态响应性能，符合重心9平衡的设计理念。
储气装置1为压力瓶，储气装置1内存储有高压气体，且储气装置1通过抱箍紧固安装在机床上。储气装置1的出气口通过高压管2分别与两个平衡气缸3连通，从而为两个平衡气缸3提供稳定的压力。高压管2与平衡气缸3的连接处均位于平衡气缸3的下部，从而实现对两个平衡气缸3活塞杆的驱动，且储气装置1输出的压力值与主轴箱6整体重力大小呈正比，以达到两个平衡气缸3恰好能平衡主轴箱6自身重力的效果。
如图1和图2所示，机床上竖直设置有导向滑轨8，主轴箱6安装在导向滑轨8上并与其滑移配合，且主轴箱6的运动方向与导向滑轨8的长度方向同向。当主轴箱6运动时，借助两个平衡气缸3对主轴箱6重力进行平衡，此平衡装置便是利用重心9平衡设计理念，能够增强平衡效率，直接平衡主轴箱6自身重力，从而减小主轴箱6自身重力对其动态响应性能的影响，达到提高机床整体精度，提高机床静动态性能和使用寿命。
工作原理
安装时，将两个平衡气缸3分别安装在主轴箱6两侧的安装部4和平衡架7上，从而使两个平衡气缸3的平衡点10以主轴箱6的重心9为对称中心呈对称设置，并使主轴箱6的重心9和两个平衡气缸3的平衡点10位于同一直线上；储气装置1通过高压管2分别与两个平衡气缸3连通，并为两个驱动气缸提供稳定的气压，实现对两个平衡气缸3活塞杆的驱动，且储气装置1输出的压力值与主轴箱6整体重力大小呈正比，以达到两个平衡气缸3恰好能平衡主轴箱6自身重力的效果。
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。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明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，这并不影响本发明的实质内容。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。
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