[实用新型]龙门加工中心主传动的直联结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械设备制造领域，一种龙门加工中心主传动的直联结构。

背景技术

目前，龙门加工中心的主传动及主轴箱结构布局采用以下方式：小箱体通过螺栓和键安装在主轴箱前面，主电机输出轴与减速机输入端通过平键联接，并安置在小箱体上端面上；主轴单元安装在主轴箱底部加工孔中，减速机输出轴与主轴单元通过带轮及同步齿形带联接，在两根平行轴间传递扭矩。

这种布局存在诸多缺点和不足，首先，主电机与主轴箱距离过近，主电机发热通过相邻侧面传递给主轴箱，对主轴箱热变形影响较大；其次，布局不对称导致主轴箱一侧受热，受热变形不均匀，影响加工精度；再者，使用同步带传动是为了解决减速机输出轴与主轴单元输入轴两平行轴之间动力传递问题，而齿形带传动的张紧力给主轴单元附加了径向偏载，增加主轴单元中轴承的负荷，加剧主轴振动和噪声。

目前，存在实用新型专利《龙门加工中心主轴直连传动结构》、公告号：CN203679903U。该实用新型专利采用了主轴直联结构，主电机输出轴与主轴单元输入轴通过联轴节联接，并将主电机整体安装在主轴箱内部。虽然该设计取消了带轮及同步齿形带，提出主轴直联结构，但该实用新型仍存在以下不足之处：

1、主电机整体置于主轴箱内部，不利于主电机散热，使得主电机产生的热量绝大部分传导至主轴箱，导致主轴箱热变形严重，对机床加工精度影响大。2、在主轴箱前侧开大尺寸豁口，只考虑降低加工及装配难度，却忽略了这使得主轴箱整体刚度降低了，在切削抗力作用下使主轴箱变形加剧，影响加工精度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种龙门加工中心主传动的直联结构，将主电机置于主轴箱顶端，动力通过高扭转刚性联轴器传递给主轴单元，解决了主轴箱受热变形、主轴振动噪声等问题，并保证了主轴箱整体刚度。

该龙门加工中心主传动的直联结构，涉及减速机、主电机与主轴箱，其特征在于将主电机、双速行星减速机垂直叠落于主轴箱顶端；主电机输出轴与双速行星减速机同轴联接，通过双头螺柱联接把合；双速行星减速机与主轴箱顶面之间安装连接盘，使用螺栓将三者联接到一起；主轴单元安装在主轴箱底部孔中，并使用螺栓将主轴单元和主轴箱底部加工面把合在一起；高扭转刚性联轴器两端使用弹性联轴节分别与双速行星减速机的输出轴和主轴单元输入轴联接，通过高扭转刚性联轴器将双速行星减速机输出的扭矩传递给主轴单元；主轴单元内置液压打刀缸，为刀具松夹提供动力；机床控制电路通过输入电压信号控制双速行星减速机中的换挡机构，实现不同档位的齿轮啮合。

相较之前的主传动方案，该方案具有以下显著优点：

1、将主电机及双速行星减速机置于主轴箱顶端，散热性能好，主轴箱热变形大幅度减小，提高加工精度及稳定性。

2、双速行星减速机输出轴与主轴单元输入轴直接通过高扭转刚性联轴器联接，并使用弹性联轴节补偿轴线偏差。缩短了传动链，消除了之前主传动方案存在的主轴单元径向偏载，大幅度降低了主轴单元的振动和噪声。

3、使用高扭转刚性联轴器传递动力，中间不需要任何轴承支撑，降低了主轴箱加工精度要求及装配难度，节约成本。

4、主轴箱延用四面封闭结构(除局部开有小尺寸工艺孔)，保证了主轴箱整体刚度。

附图说明

图1是本设计中主轴箱装配状态的剖视图；

图2是主轴箱部件在龙门机床中的安装位置示意图；

图3是图2中的A向仰视图；

图4是图2的俯视图；

图5是该主传动结构的电气原理图。

具体实施方式

本实用新型龙门加工中心主传动的直联结构如附图所示，其特征在于图1中的主电机1与双速行星减速机2垂直叠落于主轴箱顶端，通过图2中的4组双头螺柱8(12.9级强度，包括螺母及平垫圈)和弹簧垫圈9联接；主电机1输出轴与双速行星减速机2的输入端通过平键联接传递动力。双速行星减速机2与主轴箱7之间安装连接盘3，并使用高强度螺栓10(12.9级)、弹簧垫圈9及平垫圈将三者把合到一起；连接盘3下端面与主轴箱7上端面间使用O型圈4密封。图1中高扭转刚性联轴器5，两端有弹性联轴节，分别联接双速行星减速机2的输出端和主轴单元6的输入端，通过高扭转刚性联轴器5将双速行星减速机2输出的扭矩传递给主轴单元6，弹性联轴节可以补偿二者轴线偏差。

图1、3中主轴单元6安装在主轴箱7的加工孔中，通过图3中的8个高强度螺栓10(12.9级)将主轴单元6和主轴箱7把合在一起。