摘　要：對德國SCHIESS公司（sī）Φ5000mm精密轉台（tái）進行改造設計，包括齒輪傳（chuán）動消隙、定心軸承與編碼器的連接。
　　關鍵詞：數（shù）控轉台；結構；改（gǎi）造
　　鞍（ān）鋼（gāng）重型（xíng）機械（xiè）有限責任公司承攬水電設備外（wài）配（pèi）水環（huán）製（zhì）造，該零件Z大（dà）外圓直徑Φ9070mm，在Φ7836.66mm直徑位置有16個均（jun1）勻（yún）分布的（de）Φ390H7孔，分度精度要求為（wéi）9.1″，加工該類零件使用大型立車。由於（yú）該件直徑（jìng）較（jiào）大，立車工作台C軸（zhóu）分度精度很難達到工件精度要求，為此，決定用一（yī）台精密轉台和落地鏜床與其配套使用。為（wéi）了節約資（zī）金，購買一套（tào）德國（guó）席士（SCHIESS）產重型精密轉台的主要部件（jiàn）——底座轉台、主軸（zhóu），對其進行完善改造，達到定位（wèi）精度8″、Z高（gāo）轉速300°/min、承載能力800kN的要（yào）求，以滿足生產的需（xū）要。購入（rù）的轉台（tái）傳動係統（tǒng）、主軸支承零件不全，因此，需要在（zài）現有轉台結構和尺寸的基（jī）礎上進行改造設計。
　　1　傳動係統設（shè）計
　　原轉台結構采用（yòng）雙齒輪消隙（xì）的（de）傳動（dòng）方式。根據測繪結果，設計的傳（chuán）動係統結構如圖1所示。伺服電機經（jīng）電機輸出（chū）齒輪、傳動齒（chǐ）輪驅動斜（xié）齒（chǐ）輪軸，斜齒輪軸上（shàng）有兩段（duàn）螺旋角相等、旋向相反的斜齒（chǐ）輪，分別驅動齒輪2和（hé）齒輪3，再經齒輪軸1、2和傳（chuán）動齒輪1、4驅動輸出齒輪1、2。輸（shū）出齒輪1、2同時與固定在工作台（tái）上的齒圈相齧合，通過調（diào）整它們的角向位置（zhì）即可（kě）實現消除傳動間隙（xì）並且施加預加負荷。調整的（de）方（fāng）法是：將小模數齒輪從齒輪3中（zhōng）的內（nèi）齒（chǐ）輪中脫開，轉（zhuǎn）動輸出齒輪2或1，使（shǐ）兩輸出齒輪可（kě）以和齒圈正確齧合，然後將小模數齒輪裝入（rù）齒輪3的內齒輪中（zhōng）。轉（zhuǎn）動調整螺（luó）母，使斜齒輪軸上移或下（xià）移。由於斜齒輪軸上的兩段齒輪的旋向相反，因此軸向（xiàng）移動將使輸出齒輪產生相反的轉角，得到合適 的預緊力。上（shàng）移或下移決定兩輸出齒輪與齒圈齧合的齒麵。

圖1 精密轉台雙齒輪（lún）傳動機構

　　雙齒（chǐ）輪消隙機構齒輪的預（yù）加負荷（hé）在一些文獻上有推（tuī）薦值，在改造實踐中，可根據轉台的定（dìng）位精度、電（diàn）機負載情況作調整。
　　調試結（jié）果表明，使用上述機構並施加適當的預加負荷，有效地消除了返向死區，定位精度誤差為3.6″。
　　2　軸承結構和角度編碼器的連接方式
　　轉台（tái）上分布3條（tiáo）靜壓導軌，其中Z內圈的靜壓油（yóu）墊位於Z靠近工作台的中心，中心（xīn）直徑約600mm，因此軸承的結構設（shè）計不考慮軸向卸荷，僅使用一隻UP級NN4948K雙列圓柱滾子軸承，以獲得較高的回轉精度（dù）。軸承內圈裝在（zài）定位軸上（shàng），固（gù）定不動，外圈通過錐套安裝在工作台上，和回轉台一起轉動（dòng）（參見（jiàn）圖2）。位置反饋元（yuán）件（jiàn）安裝在傳動係統（tǒng）的Z末端可（kě）以得到理想的控製精度。轉台角（jiǎo）度編（biān）碼器和轉台直連，避免（miǎn）了（le）傳動鏈中（zhōng）開環部分的死區誤差。進行編碼（mǎ）器檢修時，拆除漲（zhǎng）套、銷、螺釘後取下連接盤，編碼器基座的固定螺釘露出，可方便地將編碼器基座連同編碼器一起拆出（編碼器信號線長度需有（yǒu）不少於1m的裕量）。

圖2 定心軸承結（jié）構和編碼器連接示意圖（tú）

　　轉（zhuǎn）台的承載能力主要取決（jué）於靜壓（yā）導軌的承載能力和伺服電機的轉矩。靜壓導軌的供油方式采用多頭（tóu）泵定量（liàng）供油方式，其承載（zǎi）能力取決於供油壓力，該轉台設計的Z大承載（zǎi）能力為800000kN。因為本例（lì）轉台隻（zhī）作分度工（gōng）作，不承受（shòu）切削力，計算進給伺服電機轉矩M時無（wú）需（xū）考慮切削力（lì）矩Mt，附加摩擦力矩Mo是雙（shuāng）齒輪消隙的預加負荷引起的轉（zhuǎn）矩，因齒輪傳動的效率很（hěn）高，也可忽略不計，隻需計算（suàn）加速力矩Ma和摩擦力矩Mf，即（jí）M=Ma+Mf。
　　轉台改造後驗收時定位誤（wù）差為3.6″，使用一年後複檢，定位誤差為2.8″，滿足加工工藝要求，並有很好的精度保持性（xìng）。