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洛阳明德精密轴承科技有限公司

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中国高精密转台的发展现状

作者:洛阳明德精密轴承科技 浏览: 发表时间:2019-06-01 15:48:53 来源:洛阳明德精密轴承科技


    

转台是一种复杂的集光机电一体的现代化设备,在航空、航天领域中进行半实物仿真和测试,在飞行器的研制中起着关键的作用,它能够模拟飞行器的各种姿态角运动,复现其运动时的各种动力学特性,对飞行器的制导系统、控制系统以及相应器件的性能进行反复测试,获得充分的试验数据,并根据数据对系统进行重新设计和改进,达到飞行器总体设计的性能指标要求。

    高精密转台引入使用一种特殊伺服系统以满足参数要求,该系统能够很好的解决角度范围、角加速度、速度、定位精度和重复定位精度的问题。这种伺服系统具有响应快,力矩大,加速效果好,定位超级准确等特点,比传统位置定位用步进电机系统、伺服电机系统具有明显的优势,特别是定位精度。传统步进、伺服系统往往需要复杂的扭力传送机构,如减速机、联轴器等,这种结构本身定位精度有限。这种伺服系统是直接扭力输出,不需要采取另外的附加机械装置。       

    我国的转台研制虽然比发达国家起步晚,但这些年来也取得了一定的成就,特别是近几年来,转台的研制得到了很大的发展。目前,国内也有很多研究机构和高校在从事转台的研究与开发,例如哈尔滨工业大学、中航303所、中船6354所、河北联腾通讯科技有限公司等。我国在20世纪60年代自主研发和制造了第一台液压飞行仿真转台,为我国早期飞行器控制和制导系统的发展做出了巨大的贡献。进入80年代后,我国将数字控制引入到了转台控制中,用软件实现了复杂控制规律,参数调整也比模拟控制器方便,将我国的转台研究开发带入了一个新的时代。1990年,中航303所研制成功了SGT 1型三轴捷联惯导测试转台,这是我国第一台计算机控制的高精度三轴惯导测试台。进入90年代以来,转台的研制进入了数字和模拟的要求也越来越高,这就对转台的设计和整定提出了更高的要求。

    国内也研制了许多不同形式不同用途的精密伺服转台,从国内产品上看在相同结构刚度的前提下国内产品做的较重,载荷较小,这给小型化、机动性带来很大困难。由于国外相关产品进口始终处于严控状态。因此只能立足于自己研制。而自己研制需要解决的问题是如何在结构上做到轻质量高刚度、高精度。 


数控机床中常用的回转工作台有分度工作台和数控回转工作台。数控机床在加工某些零件的时候,除了需要X、Y、Z三个坐标轴的直线进给运动外,有时候还需要有绕X、Y、Z三个坐标轴的圆周运动,分别称为A、B、C轴。

  数控回转工作台可用来实现圆周进给运动,除此之外,还可以完成分度运动。而分度工作台的功用只是将工件转位换面,和自动换刀装置配合使用,实现工件一次安装能完成几个面的多种工序,因此,大大提高了工作效率。数控转台的外形和分度工作台没有多大差别,但在结构上则具有一系列的特点。由于数控转台能实现进给运动,所以它在结构上和数控机床的进给驱动机构有许多共同之处。不同点是驱动机构实现的是直线进给运动,而数控转台实现的是圆周进给运动。

  回转工作台广泛地使用于各种数控铣床、镗床、各种立车以及立铣等机床。除了要求回转工作台能很好地承受工件重量外,还需要保证其在承载下的回转精度。转台轴承,作为转台的核心部件,在转台运行过程中,不仅要具有很高的承载能力,还需具备高回转精度、高抗倾覆能力、以及较高的转速能力等。

  交叉滚子轴承在转台上的应用比较普遍。交叉滚子轴承的特征是轴承中有两个滚道, 两排交叉排列的滚子。与传统的推力轴承+径向定心轴承组合相比,交叉滚子轴承结构紧凑、体积小巧,并简化了工作台设计,从而降低了转台的成本。

  另外,由于使用了优化的预紧力,该类轴承具有很高的刚度,因而转台的刚度和精度也都得到了保证。得益于两排交叉滚子的设计,轴承的有效跨距能被显著提高,所以该类轴承具有很高的抗倾覆力矩。

  在交叉滚子轴承中,又分成两种类型:种是圆柱交叉滚子轴承,第二种是圆锥交叉滚子轴承。通常,圆柱交叉滚子轴承价格比圆锥交叉滚子轴承低,适用于转速相对较低的转台应用中;而圆锥交叉滚子轴承采用了圆锥滚子的纯滚动设计,具有运转精度高,转速能力强,减少了轴长度和加工成本等优势。交叉滚子轴承适用于各种类型的立式或卧式镗床,以及立磨、立车和大型齿轮铣床等应用。

  总而言之,轴承作为机床主轴和转台的核心部件,对机床的运行表现起到了举足轻重的作用。为了能选择合适尺寸和类型的轴承,我们需要综合考虑各种工况条件,例如运行速度、润滑、安装类型、主轴刚度、精度等要求。就轴承本身而言,只有充分地了解它的设计特点以及由此带来的优点和缺点,才能发挥出轴承的性能。



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