王 伟

（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司设计院，黑龙江齐齐哈尔161005）

在超大超重型机床的主轴箱平衡系统设计过程中，由于主轴箱部件重量的限制，主轴箱组件与平衡锤之间在一般的情况下会选择平衡链进行联结。如图1所示，平衡锤置于立柱内部，链条支座6分别结合在主轴箱和平衡锤的上表面上。需要注意的是，链条支座6的安装位置需要处在主轴箱和平衡锤的重心线上，只有这样才能很好地平衡掉主轴箱组件的重量;链条支座3支承两个链轮4安装在立柱的上表面上，这样，平衡链条5通过两个链轮4将主轴箱组件与平衡锤联结在一起，实现了主轴箱部件的重量平衡。

虽然平衡链条5具有承载大，传动平稳等特性，但是由于平衡链条5的链片与销轴间是刚性联结，长时间运行后不可避免地会出现磨损或失效等情况的发生，同时由于其安装在立柱的上表面，距离地面有一定高度，人员的定期检查也有一定的困难。而且一旦发生平衡链条5断裂的情况时，就会给数控机床造成不可估量的损害。因此，需要对平衡链条5增加保护装置，在平衡链条5产生变形或断裂时，发出警告，以提醒机床操作者停机检查，同时更换链条。

如图1a所示，保护装置的原理是通过在平衡链条5外侧安装一根保护钢丝绳2，随平衡链条5一起运动，如果平衡链条5发生变形过大或断裂等情况，保护钢丝绳2可起到有效的保护作用，使主轴箱组件与平衡锤仍保持联结状态，不会对机床造成损害。

具体安装方法如下:在链条支座6的侧面分别安装保护钢丝绳支座1、8，其中保护钢丝绳支座1安装于主轴箱上表面，保护钢丝绳支座8安装在平衡锤的上表面。安装好后将保护钢丝绳2通过保护钢丝绳支座1、8安装在平衡链条5的外表面上。同时为避免保护钢丝绳2与平衡链条5脱离，需要用固定块7将保护钢丝绳2与平衡链条5紧固住，在平衡链条5的长度方向上，顺序安装多个固定块7（根据长度具体确定），以使保护钢丝绳2与平衡链条5紧密相连。

由于保护钢丝绳2在安装时带有预紧，所以不可避免地在运行过程中会产生振动或摆动，仅依靠固定块7有可能无法完全固定住保护钢丝绳2，所以需要对保护钢丝绳2进一步进行限定。如图1b所示，在支架10上安装有两组支承轴承9，图中的L值为所选择的保护钢丝绳2直径的两倍，支架10安装在链条支座3的两端，调整安装位置后，使保护钢丝绳2处于两轴承的中间位置，这样可以有效地限制保护钢丝绳2只能随平衡链条5一起运动，而不会单独向两侧摆动;同时也能有效避免固定块7因受力太大而变形或损坏，进而使保护钢丝绳2与平衡链条5脱开的情况发生，以确保保护钢丝绳2能正常工作，起到应有的保护作用。

在设计过程中，为了使保护钢丝绳2能够比较灵敏地反应出平衡链条5的变形状态，所以对保护钢丝绳2只进行了较轻的预紧，并且完装时，保护钢丝绳2是完全不受力的。如图1c所示，在保护钢丝绳支座1的侧面安装有无触点开关12和识别块11，其中无触点开关12处于常闭状态，通过电气信号与数控机床控制面板相连，实时反映无触点开关12的接触状态。图1c中的K值是在装配时给定的安全距离。如果出现平衡链条5发生变形，使保护钢丝绳2受拉力产生的变形量超过K值，则无触点开关12和识别块11将分开，使无触点开关12处于常开状态 ，此时机床系统会即时报警，提醒机床操作者平衡链条5发生状况，需要马上进行检查，以有效避免发生更加严重的情况。

综上所述，由于数控机床安装了这套平衡链保护装置，极大地提高了机床的安全性能，在平衡发生不可预知的损坏时，能够即时报警，可有效避免发生更加严重的状况，节省大量的维修费用。本装置已申请专利，专利号为 201220261836.3。