[发明专利]一种提高立式车床工作台以外区域承载力的装置及其方法

说明书

【技术领域】

本发明属于重型机械制造领域，尤其是涉及一种水平拉杆提高立式车床工作台以外区域承载力的装置及其方法。 

【背景技术】

公知的，在重型机械制造中，通常是采用立式车床加工大直径的工件，而工作台是立式车床用来支撑装夹工件并带动工件产生旋转运动的部件，工件的旋转运动配合装夹着车刀的刀架水平和竖直运动，从而实现对工件的外圆、内孔和端面的车削加工；立式车床的工作台直径一般小于其允许的最大加工工件直径，立式车床的承载能力在工作台不同直径位置有所不同，特别是在大于工作台直径位置时，随着直径的增大其承载能力将会显著减小，当工件直径大于工作台直径，即工件重量作用在工作台直径以外区域时，立式车床的承载能力有一个很大幅度的减小，即允许支撑装夹的工件重量要大幅度的减轻，但是，对于大型立式车床，当工件直径大于其工作台直径时，其工件重量往往特别重，常常会大于立式车床工作台以外区域的承载能力，因此为了满足这种大直径特重型工件的车削加工需要，通常会采用延伸立式车床工作台直径的方式，而延伸立式车床工作台直径的方式通常有两种，一种是弹性条形延伸卡爪座支撑装夹延伸方式，如图1-图2所示，该方式是在立式车床工作台A2上用T型螺栓A3和螺母A4紧固联接弹性条形延伸卡爪座A1，以增大立式车床工作台A2支撑装夹工件的直径，实现支撑装夹直径大于立式车床工作台A2直径的工件，该支撑装夹延伸方式的特点是由多个弹性条形延伸卡爪座A1均布在立式车床工作台A2上，并通过T型螺栓A3、螺母A4与立式车床工作台A2联接成 为一个整体，在立式车床工作台A2正上方的弹性条形延伸卡爪座1的底面部分与立式车床工作台A2完全接触；当弹性条形延伸卡爪座A1承受工件载荷F作用时，弹性条形延伸卡爪座A1与立式车床工作台A2将同时产生弯曲变形，其相接触部分的变形量几乎相等；如图3-图4所示，该方式使立式车床工作台2产生变形的力矩M等于作用在弹性条形延伸卡爪座A1上的载荷力F与该力作用点到立式车床静压轴承A外圆的距离L之乘积，即M=F·L；因此，当弹性条形延伸卡爪座A1承受一个较大载荷并且该载荷作用点又位于大于立式车床工作台A2直径位置时，将对立式车床工作台A2产生一个力矩作用，使其产生较大的变形，这种变形的结果使静压轴承A5内圆一侧产生间隙δ，当该间隙增大到一定量时，静压轴承A5将泄压失效，而无法正常工作；由于立式车床工作台A2能承受的最大力矩相对于泄压间隙为一定值，因此随着L的增大，即承载力作用点所在直径的增大，立式车床工作台A2的承载力将减小；当工件直径较大、重量也很重时，该弹性条形延伸卡爪座支撑装夹延伸方式将使立式车床工作台超载。 

另一种延伸方式是整体延伸卡爪辅助工作台支撑装夹的延伸方式，如图5所示，该方式是在立式车床工作台A2上用T型螺栓A3和螺母A4紧固联接整体延伸卡爪辅助工作台6，以增大立式车床支撑装夹工件的直径，实现支撑装夹直径大于立式车床工作台A2直径的工件；该支撑装夹延伸方式的特点是由多个均布的延伸卡爪座连接成一体的整体延伸卡爪辅助工作台6，通过T型螺栓A3、螺母A4紧固联接在立式车床工作台A2上，T型螺栓A3分布在整体延伸卡爪辅助工作台6上一环形区域，该环形区域位于立式车床工作台静压轴承A5的正上方，并且其底面与立式车 床工作台A2接触，环形区域以外的其余部分的底面均不与立式车床工作台A2接触，整体延伸卡爪辅助工作台支撑装夹延伸方式与弹性条形延伸卡爪座支撑装夹延伸方式不同，如图6所示，当整体延伸卡爪辅助工作台A2承受载荷F作用时，整体延伸卡爪辅助工作台6将产生弯曲变形，而这种变形量并不是1：1传递给立式车床工作台A2，立式车床工台A2的弯曲变形近似等于在环形区域位置受均布载荷力F作用时所产生的弯曲变形，这种变形对静压轴承A5变形影响极小，因此整体延伸卡爪辅助工作台A6受力弯曲变形并不影响静压轴承A5的正常工作，即不影响立式车床工作台A2的承载能力而使其减小，但是整体延伸卡爪辅助工作台6的重量远大于上述弹性条形延伸卡爪座A1的重量，特别是当工件直径很大、重量也很重时,延伸卡爪座的数量将会增加，整体延伸卡爪辅助工作台6的重量也将会更大，而立式车床工作台2所承受的重量是工件和整体延伸卡爪辅助工作台6的总重量，于是整体延伸卡爪辅助工作台6的重量所占立式车床工作台A2所承受重量中的比例将会很大，即立式车床工作台A2所能承受的有效载荷将大大减少，以致造成立式车床工作台超载。