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在我公司多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，認(rèn)為小于三米五立車（包括三米五立車在內(nèi)）在數(shù)控改造中垂直刀架的滑枕可不加平衡裝置。但也有例外，如C5112立車，加工直徑只有一米二，屬于小型立車，可是滑枕卻帶有帽式的平衡塊以平衡滑枕重量。以成都飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)廠為例，該廠在要求對(duì)其數(shù)控改造時(shí)，因使用習(xí)慣而堅(jiān)持改造后必須保留此滑枕平衡裝置，經(jīng)過與數(shù)家大型機(jī)床廠洽談，皆認(rèn)為難以達(dá)到此項(xiàng)要求而予擱置。零四年，我公司承攬了此項(xiàng)改造任務(wù)圓滿地完成了用戶要求，改造后保留了原有的機(jī)械平衡，得到用戶的贊賞，一舉開拓了該廠的市場。
在超過三米五規(guī)格的大型立車上，滑枕的平衡在改造中應(yīng)予保留，據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，如果在改造中能將滾珠絲杠的直徑適當(dāng)選大，可以在很大程度上增加加工的穩(wěn)定性和提高生產(chǎn)效率。我們選擇這樣做后用戶非常滿意，在對(duì)亞洲通用水電公司六米三和三米五立車改造中，我們就是這樣做的。重型立車刀架的水平進(jìn)給絲杠一般皆位于橫梁導(dǎo)向?qū)к壷拢褍蓷l導(dǎo)軌之間的位置留給將運(yùn)動(dòng)傳給垂直進(jìn)給的光杠。在數(shù)控改造中因?yàn)槿∠藗鲃?dòng)光杠，原先光杠的位置便空了下來。若結(jié)構(gòu)允許時(shí)，將此位置給予水平絲桿則顯得較為合理，安裝防護(hù)罩保護(hù)絲杠也較為有利?？墒且蛟飧苤С惺芰π。瑱M梁上留給此支承面的加工平面也相應(yīng)較小，對(duì)需要?jiǎng)傂院艽蟮臐L珠絲杠支承來說顯得尺寸太小，相應(yīng)處理的方法為：如改造后只保留一個(gè)刀架，則可利用原左右刀架光杠的兩個(gè)后支承面設(shè)計(jì)新支承。如仍要求保留另一個(gè)普通刀架，則可將原來的兩個(gè)光杠支承，改造后設(shè)計(jì)成一體，一邊給光杠，另一邊用作滾珠絲杠支承。以盡可能提高滾珠絲杠支承的剛性。但同時(shí)也增加了安裝時(shí)的工藝難度。
因重大型機(jī)床的工件重量大，改造中便遇到卸荷問題?，F(xiàn)有卸荷分恒壓與恒流兩種，由于恒流卸荷對(duì)偏載的穩(wěn)定性好，目前生產(chǎn)的機(jī)床多采用此種方法卸荷。若用戶不提出卸荷問題，我們對(duì)工作臺(tái)下的潤滑和卸荷方式不予更動(dòng)，只對(duì)直線運(yùn)動(dòng)需要時(shí)加粘塑料軟帶以減小摩擦改善低速移動(dòng)性能。對(duì)重型立車工作臺(tái)面下的環(huán)形導(dǎo)軌采用排式多頭定量分油器卸荷（俗稱多頭泵）。但中小型立式也有用戶提出要改裝成靜壓卸荷的，如亞洲通用水電公司的進(jìn)口二米立車。便要求在改造中同時(shí)對(duì)回轉(zhuǎn)采用靜壓卸荷。多頭定量分油器（多頭泵）分排式和圓盤式兩種。前者靠大流量的油（可調(diào)）沖擊排式齒輪向?qū)к壣隙c(diǎn)定量供油。后者依靠前置泵供油，因分油器本身帶有小電機(jī)由各個(gè)分布于圓柱面上的油孔向?qū)к壣隙c(diǎn)定量供油。后者出油量小，僅能用于較小立車中。排式泵油量可調(diào)節(jié)，所以工作臺(tái)浮升量可按工件重量變化予以調(diào)整。浮升量隨供油泵流量可大可小，而后者每點(diǎn)供油量不能調(diào)整（一般電機(jī)轉(zhuǎn)速固定）所以浮升量也基本固定。眾所周知，油膜厚度也即油袋剛性由工作臺(tái)浮升量決定。油膜厚度越小油袋剛性越大，加工工件精度越高，所以采用圓盤式多頭泵時(shí)工作臺(tái)浮升量應(yīng)較小，關(guān)于此部分論述以CT5256立式鏜床為例。（自行設(shè)計(jì)制造的非標(biāo)準(zhǔn)系列）計(jì)算其工作臺(tái)靜壓導(dǎo)軌如下：
1， 承受負(fù)載
工作臺(tái)自重 G臺(tái) = 13500kg·f
工件最大重量 G工 = 50000 kg·f
切削力相對(duì)于工件重量可以忽略不計(jì)，其他重量皆可認(rèn)為可由油袋剛度承受。
G = G臺(tái)+G工=63500kgf
工作臺(tái)最高轉(zhuǎn)速；
Nmax =40rpm
2， 環(huán)形導(dǎo)軌尺寸 （參見附圖）
外徑 D外 = 2350 mm
內(nèi)徑 D內(nèi) = 1850 mm
采用12個(gè)油袋，油袋間排油溝寬 b =20mm
油臺(tái)寬 a = 4（2 – 2）=60mm
3， 油腔面積及壓力（ 參見附圖）
油臺(tái)面積A臺(tái)
A臺(tái)=｛〔（2）2 ＿（2＿ a）2〕+ 〔（2+a）2 ＿（2）2〕｝·12+ 〔（2 ＿ a）＿ （2 + a）〕·2a＿4a·2
最大接觸壓力 ： Pmax =12A臺(tái)
工作臺(tái)邊緣最大線速度： Vmax = 60
計(jì)算得： A臺(tái) = 790㎝2
Pmax = 6.7kgf/㎝2
Vmax = 4.92 m/sec
〔PV〕max = 33kgf·m/ sec·. ㎝2
油袋等效面積Ae （參見附圖），
環(huán)形平行狹縫中的油液屬層流，其液壓在流向方向呈自然對(duì)數(shù)曲線分布，為計(jì)算方便，以直線近似看待，油袋外緣與大氣相通壓力為0.故近似三角形分布。據(jù)此，油層中線所圍面積即為油袋等效面積Ae
Ae = 〔（2－2）2－（2＋2）2〕·12－〔（2－2）－（2＋2）〕·2·（2＋2）
油腔壓力： Pr = 12Ae
Prmax = 12Ae
Prmin = 12Ae
計(jì)算得： Ae = 890 ㎝2
Prmax = 5.95 kgf/ ㎝2
Prmin = 1.26 kgf/ ㎝2
油腔面積A腔 （參見附圖）
A腔 = 〔（2－a）2－（2＋a）2〕·12－〔（2－a）－（2＋a）〕2·（a＋2）= 530㎝2
啟動(dòng)時(shí)油腔壓力 Pr0
Pr0max = 12A腔＝10kgf/㎝2
Pr0min ＝ 12A腔 ＝ 2.12kgf/㎝2
4， 油膜厚度h，排油量Q及油袋剛度△G
平行狹縫層流的流阻R
R ＝ 12μa/Bh3（kgf· sec /㎝5）
式中：a---油臺(tái)寬度 μ—油的動(dòng)力粘度
B---狹縫寬度 h—油膜厚度
每個(gè)油袋排油量為：Pr/R （cm3/sec）
總排油量Q
Q ＝ 1000R 升/分
以Pr = 12Ae，R = Bh3代入
Q = 1000·12Ae·12μa = μaAe
20#機(jī)油，50℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為23厘沲，動(dòng)力粘度μ=2×10ˉ7 kgf·sec/㎝ 2
狹縫寬度B，此處以油袋油臺(tái)中線周長近似代之 （參見附圖）
B = 〔（2－2）＋（2＋2）〕·6－4（2＋2）＋2〔（2－2）－（2＋2）〕＝132㎝
以B,a，μ，Ae代入
Q = 2·10ˉ7·6·890·5·10ˉ3= 618Gh3
式中G改用噸，h改用微米（1μM）3=（ 10 4cm）3
則 Q = 6.18×10ˉ7 Gh3
油袋剛度 ：△G = 6.18〔 （h-△）3－ h3〕
為使油膜厚度h保持常數(shù)，Q/G必須為常數(shù)，即負(fù)載變化時(shí)油量也應(yīng)隨之變化，故可用變量泵供油，但調(diào)整麻煩。為在負(fù)載變化時(shí)，油腔壓力不變，則要采用機(jī)械方法限制工作臺(tái)上浮，此時(shí)對(duì)底座剛性要求高，結(jié)構(gòu)也麻煩，尤其輕載時(shí)，主軸止推軸承負(fù)荷急劇增加。為此采用兩個(gè)不同油泵，即一個(gè)定量泵，一個(gè)變量泵供油，可使導(dǎo)軌油膜厚度在一定范圍內(nèi)變化，此二油泵由單向閥并聯(lián)，按負(fù)載大小調(diào)整變量泵流量。定量泵作為必要時(shí)補(bǔ)油用，油流經(jīng)單向閥進(jìn)入12頭齒輪定量分油器，再流入各個(gè)油袋油腔，這樣每個(gè)油袋的供油量都相等。據(jù)此，按流量Q和負(fù)載G，得出油膜厚度h。
本計(jì)算中最小承載取工作臺(tái)自重14噸，最大承載取70噸，為顧及工作臺(tái)剛性可能不夠而使兩導(dǎo)軌面間成傾斜狀態(tài)，造成邊緣接觸，破壞了靜壓形成。所以油膜厚度h可適當(dāng)取大以策安全。本計(jì)算中取h = 90μM左右。油袋剛度△G足夠保證了油膜厚度的穩(wěn)定性。今將不同承載條件下采取不同供油量時(shí)的導(dǎo)軌油膜厚度h（μM）和△=10μM時(shí)的油袋剛度△G值，列表如下。
Q升/分 | G噸 | 14 | 20 | 35 | 50 | 60 | 70 |
10 | h | 105 | 93 | 77 | 68 | 65 | 61 |
△G | 4.9 | 8.17 | 18.35 | 31.47 | 38.33 | 50.7 | |
15 | h | 120 | 106 | 88 | 78 | 74 | 70 |
△G | 4.2 | 7.06 | 15.53 | 26 | 32.7 | 41.6 | |
20 | h | 132 | 117 | 97 | 86 | 81 | 77 |
△G | 3.75 | 6.21 | 13.7 | 22.85 | 28.51 | 36.7 | |
25 | h | 142 | 126 | 105 | 93 | 88 | 83 |
△G | 3.44 | 5.7 | 12.26 | 20.43 | 25.89 | 33.25 | |
30 | h | 150 | 134 | 111 | 99 | 93 | 88 |
△G | 3.3 | 5.29 | 11.6 | 18.83 | 24.51 | 31.07 | |
35 | h | 160 | 140 | 117 | 104 | 98 | 93 |
△G | 2.94 | 5.15 | 10.87 | 17.84 | 25.32 | 28.6 | |
40 | h | 166 | 150 | 123 | 109 | 102 | 97 |
△G | 2.91 | 4.4 | 10.1 | 16.7 | 22.13 | 27.38 |
從上表所列數(shù)據(jù)可以看出，在工作臺(tái)承重不變時(shí)，供油量愈大，臺(tái)面的浮升量愈大，而油袋剛度則隨之變小，加工的精度會(huì)受一定的影響。若供油量不變時(shí)，隨著承重的變大，油膜厚度逐漸變小，而油袋剛性逐步增大，加工的精度會(huì)隨之提高。但在考慮到工作臺(tái)導(dǎo)軌邊緣可能出現(xiàn)的荷葉邊現(xiàn)象和底座因承重的變形因素后，油膜厚度不應(yīng)過小，一般隨機(jī)床大小而取不同的油膜厚度，機(jī)床大則油膜厚度可適當(dāng)取大，機(jī)床小則適當(dāng)取小。因?yàn)榇笮蜋C(jī)床工作臺(tái)面因各種因素而采用拼裝式，也由于工件重量變化幅度較大，臺(tái)面和底座變形，漏油等情況不如整體臺(tái)面式的機(jī)床所致。油膜厚度取值約在0.09-0.14之間變化較為合適。
圖中b為油溝寬
油臺(tái)面積 A臺(tái) 圖中除去油溝面積和陰線面積后的面積
油袋等效面積 Ae 圖中虛線所圍成的面積
油腔面積 A腔圖中陰線所圍成的面積
狹縫寬度 B 以油臺(tái)中線周長近似取代，即圖中虛線周長
油袋面積即去除油溝面積后的全面積
