机床导轨防护罩结构设计参数的计算
机床导轨防护罩结构设计参数的计算
机床导轨防护罩结构设计参数的计算摘要机床防护罩是机床重要的防护部件，影响着机床加工的精度和机床加工的性能。
本文全面分析了机床导轨防护罩结构特点，对机床导轨防护罩结构设计进行了深入研究，最后给出了防护罩各种参数的计算方法和计算公式。
关键词机床；导轨防护罩；参数计算0引言机床的导轨防护罩作为机床导轨、控制电机、传动丝杠、电缆等电气设备防护的重要部件，可以避免冷却液、切削铁屑等进入机床内部。
另外，防护罩也起到机床外观的美化作用。
因此，近年来机床的防护罩设计已经开始受到人们的重视。
机床防护罩进行结构设计时，有关参数比较重要，关系到防护罩的制作、安装等关键环节。
机床防护罩主要结构参数包括防护罩拉伸最大长度、压缩最小长度、防护罩的节数、防护罩宽度等。
另外，一些高速机床防护罩上使用了密封条而密封条使用寿命的计算会影响防护罩的保养、维护工作。
因此，本文提出了机床防护罩的结构有关参数的计算方法和公式。
这些参数的计算有助于防护罩的设计、生产和安装等环节[1]。
1 机床导轨防护罩的参数设计要求机床防护罩的计算参数主要指防护罩的物理结构和尺寸。
这些参数有些可以直接测量得到，还有些参数需要利用已知参数计算得到。
如果设计人员得到的参数没有准确的数值或是参数自相矛盾、相互冲突，结果就是制造、安装防护罩时发生错误，甚至无法生产或安装，产生诸多问题。
因此，本文针对设计防护罩需要的各种参数进行了推导和计算并分析了各个参数之间的关系，最终明确了防护罩结构设计过程和参数计算方法。
2机床导轨防护罩结构设计的常用公式根据防护罩结构参数已知情况，未知防护罩结构参数的求解可采用不同的计算公式[2]。
具体防护罩结构设计如图1所示。
1）如果已知防护罩的最大拉伸量Lmax、第一节缩进量Ffirst、叶片错开量E、防护罩节数n、相邻两节重叠量C，求防护罩最小收缩量Lmin、每节平均长度Lev、第一节长度Lfirst；2）如果已知防护罩最小收缩量Lmin、防护罩节数n、第一节收缩量Ffirst 和相邻两节重叠量C，叶片错开量E，求防护罩的最大拉伸量Lmax和每节防护罩平均长度Lev以及第一节长度Lfirst；3）防护罩宽度参数计算防护罩宽度包括防护罩防护罩宽度和侧面宽度两个指标。
导轨防护罩点焊式唇形密封装置的设计与寿命计算
／ ／ × ／ 。ｒ ／
图 ３ ０ 形密封条最大半径
２ １ ０ 形 密封条 最大半 径 ｒ ａ ． ｍｘ 的计算
拟 聚氨酯 密封条合 理 变形 而 设 计 ， 以密 封 条变 形 合 所
理、 寿命长 、 密封效 果好 且易更 换 。不 锈钢 的密封 条座 可 防蚀 、 防锈 、 型 美 观 、 构 紧 凑 。而且 不 锈 钢密 封 外 结 条 座采用 热冷轧 异型 型材轧 制和精 整拉削 专用设 备制
Ｉ ｓ １×
ｉ ０ ｍ ： ５ ：ｍ 。
孝
现行 机床 导轨伸 缩式 防护罩壳 体相对 运动 间 的密
封多是螺 钉联 接 、 接 或其 他 不 可拆 卸 的 结构 。普 铆
遍 采用 的螺钉联 接需 要配作 ， 不仅 工艺性 差 ， 而且 防松 的可靠性 也不好 。本 文介 绍笔者设 计 的一种专 利结 构
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如果 ０形 橡胶条 材料全 部填 满三角 形面积 （ ３ 图 ）
时， ０形橡胶密封条最大半径 ｒ ＝√ 订＝ 即 … ｓ／
＿ ０３ ８９ ０４ｍ 即最大 ０形橡 胶密 封条 ．９ ． ｍ，
直 径 ｄ ＝ ． ｍ。 … ０ ８ｍ
造， 专业 化生产 、 量好 、 本 低 。唇 形密 封 条 有 ４种 质 成
功 能 部件 Ｆｃ ｉ ｕｉＵｓ ｎｎｎ ｔ ｔ ０
导轨 防护罩 点焊 式唇 形 密 封装 置 的设 计与 寿 命 计算
张 家 驷
摘 要 ： 介绍 实用新 型专利 “ 导轨 防护 罩 点焊 式唇 形 密封 装 置 ” 结构 和特 点 。为 了提 高 点焊 防 渗透 性 能 ， 的 在 防护罩 壳体 与密 封条座 间增 设三角 沟槽 用以 固定 ０形橡 胶 密 封条 。 介绍 其密 封 的设计 及计 算 。 并 同时 。 针对 其 中聚 氨酯唇 形密 封条提 出其耐磨 寿命 计算 方 法 ， 为在 维修 或 小修 时 是否 需 要更 换密 封 条提供 了理 论依据 ， 充分显 示该项 专利易 于更换 唇形 密封条 的优点 。 更 关键 词 ： 实用 新型专 利 三角沟 槽 固定 用密封 耐磨 寿命 计算 唇形 密封
钢制机床导轨防护罩行程排列参数化设计
钢制机床导轨防护罩行程排列参数化设计作者：程亮蒋莉来源：《企业技术开发·中旬刊》2015年第06期摘要：文章介绍了钢制机床导轨防护罩行程排列的计算方法，给出了各参数之间的相互关系；利用VB语言编写计算程序及应用算法，并实例说明防护罩行程排列参数化设计方法以及实际工作应用效果。
关键词：机床导轨防护罩；行程排列；参数化；VB中图分类号：TG502.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）17-0009-02钢制机床导轨防护罩（下称“防护罩”）是数控机床重要的功能部件，在加工过程中能够有效保护机床导轨、丝杠等精密部件，优化车间工作环境。
防护罩主要包括低速拖拽式结构和高速同动式结构两大类，拖拽式结构系借着一片推动一片产生位移，适用于30 m/min以下的低速运行；同动式结构依靠同动机构实现防护罩的快移，从而满足数控机床的快速移动要求。
目前生产机床部件的中小企业在设计过程中主要依靠设计人员的实践经验或参照市场上已有的产品进行设计，同时在防护罩设计之初计算行程排列时，需手工反复排列计算。
本文主要介绍防护罩行程排列方法，并实现防护罩行程排列参数化设计。
1 防护罩行程排列方法钢制防护罩各层罩板重叠具有伸缩性，因此从结构和尺寸上对机床部件空间布局有一定影响，同时满足机床主机的行程要求。
防护罩的行程设计主要根据机床主机大件（或整体）结构尺寸及主机的行程确定，同时根据防护罩自身结构确定防护罩拉板、筋板材质及规格、刮屑条结构、运动附件等内部细节结构尺寸。
一般情况下，防护罩在达到理论最大拉伸与最小压缩极限位置后相应各增加3～5倍丝杠导程的“冗余量”，以保证防护罩运行性能及安全性，保障机床主机稳定运行。
防护罩行程设计，如图1所示。
相关参数命名：Lmax为防护罩最大拉伸长度；Lmin为防护罩最小压缩长度；n为防护罩层数；P1为第1层罩板与第2层罩板的相对行程，以下以此类推；Pn-1：第n层罩板与第n-1层罩板的相对行程；P为防护罩总行程（含冗余量），P=P1+P2+……+Pn-1；t1为与机床连接板规格（注：可选项）；t2为筋板厚度规格；b1为与机床内部安装安全距离；b2为相邻两个筋板距离（不含t2），根据运动部件不同设定不同值；a1为第1层罩板与第2层罩板最小压缩状态下的层错位量，以此类推至第n-2层罩板与第n-3层罩板；a2为第n-1层罩板与第n层罩板最小压缩状态下的层错位量；L1为第1层防护罩板长度；Li为第i层防护罩板长度（2≤i≤n-1）；Ln为第n层防护罩板长度；tzl：为安装调整量包括刮屑板（tzl1）、缓冲垫（tzl2）等安装尺寸，通常为常数；通过式（1）和式（9）可得到最大拉伸、最小压缩、行程及层数之间的相互转化，输入其中已知两项就可以得出其他两项的参数，同时可根据式（5）、式（6）、式（7）得出各层罩板的长度，实现防护罩行程的参数化设计。
基于TRIZ理论的高速机床导轨防护罩设计
基于TRIZ理论的高速机床导轨防护罩设计作者：李建光韩博来源：《科技创新与品牌》2016年第12期摘要：在高速机床导轨防护领域，国外和台湾一直走在前列，其在大陆申请了相关的专利。
为提高机床导轨防护罩的运行速度而又不侵权，故利用TRIZ进行解题，在TRIZ工具的应用过程中，得到了理想的结果。
更重要的是本文探索了TRIZ理论在提高机床导轨防护罩运行速度方面的应用，丰富了机床防护罩速度提升的方法，为大陆机床导轨防护罩行业集体迈向高端，挑战国外和台湾同行做出相应的思考。
关键词：TRIZ理论；高速机床导轨防护罩；技术矛盾；物理矛盾机床号称工业之母，目前的数控机床技术逐步向精密、高效、柔性、集成的方向发展。
而机床导轨防护罩作为机床的关键附件，主要目的在防护加工时所产生的切屑掉入机械内部和加工所用切屑液喷溅或渗入机械内部，而造成导轨、电机、光栅尺、感应器、丝杠等精密组件的损坏。
目前国内中低档数控机床的导轨防护市场，基本由国内产品占领，而高档机床的导轨防护罩，一直依赖于进口。
发明问题解决原理（TRIZ）已经成为目前技术创新领域的研究热点，本文针对现有导轨防护罩存在的问题，运用TRIZ理论对其进行分析，建立其矛盾，并结合TRIZ矛盾矩阵对其进行创新求解。
更重要的是本文探索了TRIZ理论在提高机床导轨防护罩运行速度方面的应用，丰富了机床防护罩速度提升的方法，为大陆机床导轨防护罩行业集体迈向高端，挑战国外和台湾同行做出相应的思考。
1 初始问题描述1.1工作原理现有防护罩本身由相似的几个单元，立板、防护板、减震垫、刮屑条、滚轮所组成的单元嵌套而成。
护罩一端连接工作台，一端连接机床导轨尾部，工作台移动带动护罩进行运动，拉伸压缩比可达5：1。
在机床工作台的带动下，上一单元的刮屑条和下一单元立板接触以后可以进行拉伸，一节拖拽一节实现最大拉伸量；当机床工作台反向运动，这一单元的立板和下一单元的减震垫接触以后进行压缩，一节压缩一节实现最小压缩量。
机床导轨防护罩结构设计参数的计算
床主机的这些参数并不能直接用于导来自防护罩的设计 计 算 ， 必须 对这 些参 数进 行适 当的 “ 放处 理 ” 还 缩 。
处理 的办 法 一般 是 ： 由机 床 主 机 结 构 确定 的压 将 缩 到最 小 时 的尺 寸值减 小 ３～ ５倍 的丝杠 导程 ； 将拉 伸
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机床防护罩技术参数表
机床防护罩技术参数表机床防护罩技术参数表1. 引言机床防护罩是一种用于保护机床及其操作者的装置。
它通过隔离机床的运动部件，防止因误操作或工件碎片飞溅而造成的危险。
机床防护罩技术参数表是评估和选择适合机床的防护罩的重要依据。
2. 机床防护罩的重要性在机床操作过程中，不可避免地会产生一些危险因素，如旋转刀具、高温材料和粉尘等。
机床防护罩的作用是保持操作者的安全，减少事故发生的可能性。
选择合适的机床防护罩至关重要。
3. 机床防护罩技术参数表的主要内容（1）尺寸和形状：机床防护罩应根据机床的尺寸和形状进行设计。
它应能够完全覆盖机床的运动部件，并提供足够的空间供操作者操作。
（2）材料选择：机床防护罩的材料应具有耐磨、耐高温、耐冲击和耐腐蚀等特性，以确保其长时间使用的稳定性。
（3）可见性：机床防护罩应保证操作者对机床操作过程的观察和判断，以便及时发现问题并采取措施。
（4）开关控制：机床防护罩应配备简单、可靠的开关控制系统，使操作者能够方便地打开和关闭。
（5）耐用性：机床防护罩应具有较长的使用寿命并能经受重负荷的振动和冲击。
（6）漏电保护：机床防护罩应配备漏电保护装置，以防止漏电事故。
（7）易于维护：机床防护罩应设计成易于清洁和维护，以保证其正常的工作状态。
4. 个人观点和理解机床防护罩技术参数表是评估和选择适合机床的防护罩的重要参考。
在实际应用中，我们应该根据机床的特点和工作环境的需求来选择合适的机床防护罩。
对于不同的机床，其防护罩的尺寸、形状和材料选择都可能有所不同。
机床防护罩的可见性和耐用性也是需要考虑的要素。
只有兼顾到这些参数，我们才能选择到具有高质量和性能的机床防护罩。
通过分析和评估机床防护罩技术参数表，我们可以更好地理解机床防护罩的设计原理和功能。
我们能够意识到机床防护罩的作用远比简单地保护机床和操作者的安全要大。
它还可以提升生产效率，降低机床维修成本，增加机床的使用寿命。
总结：机床防护罩技术参数表是评估和选择适合机床的防护罩的重要参考依据。
机床防护罩的分类及计算公式
机床防护罩是用来保护机床的．他可以保护机床的表面不受外界的腐蚀和破坏．他有很多种类．有：风琴防护罩，钢板防护罩，这两种是导轨上所用的．还有丝杠上所用的丝杠防护罩包括：圆形，方形，多边形．这几种的做法又有所不同．有用钢丝支撑式还有缝合式．还有卷帘式防护罩和盔甲防护罩。
1. 钢制导轨防护罩的分类及工作原理按防护方向的不同，防护罩分为水平防护罩和垂直防护罩。
钢制导轨防护罩一般用1Cr13材质制成能防止锈蚀。
防护罩有多节钢板重叠在一起组成，每节后侧均有一块立板，立板上镶有滑块或滚轮，可在导轨上滑动，防护罩可随之伸长或压缩。
2.防护罩设计中的计算公式
1）防护罩宽度计算公式H1>（5+d）n+15；Bc>2（3+d）n+Bg+20 H1：防护罩上部宽度；n：估计节数；Bk：防护罩侧面宽度;Bk>（Bc-Bs）/2；Bc：防护宽度：d：主体材料厚度；Bg：机床导轨宽度。
2）防护罩长度计算公式Le=（x-15）（n-1）+x+Lg；Lz=（n-1）15+x+Lr Le：拉伸量；Lz：最小压缩量；Lg：辅助导轨长度：x：每节防护罩长度。
数控机床水平导轨防护罩的创新设计
机电信息工程数控机床水平导轨防护罩的创新设计杨春红张（长春光华学院，吉林长春130033）摘要:对中小型数控机床水平导轨防护罩结构进行创新设计，在现有防护罩结构基础上增设宽度调节机构、定量注油装置、风机、滤网、干燥剂层等，可适应不同导轨跨距的使用需求，实现防护、散热、定量润滑等功能，新型防护罩具有磨损小、噪音小、调整灵活等特点。
关键词：数控机床;导轨；防护罩数控机床导轨防护罩是数控机床重要的防护部件，可机床内部各轴电机###机械装置及电气设备的破坏：1],屑、冷却液、灰尘及杂质等进入机床内部,减面的磨损、擦伤及锈蚀，进而延长导轨寿命）1设计目标现有防护罩多为长宽不可调节，或只能进行长度方向的应长度导轨,但是还进行宽度方向的，因此设计一种长、宽均能进行i调整的分结构，这里将设计适应中小型水数控机床导轨跨距，宽度可调范围为500〜1000mm,两分可实现固定连接,并能够进行可靠调节。
现多关注效果，功能却有待继化，与相对运动时多为金属面之间的，磨损，容易加表面的温升，因此可间的滑动改为滚动，设计一种滚动支撑机构作的支撑和运动部件，润滑#装置，以减小磨损，降低热量，的精度。
数控机床水平导轨虽然导向性好,易于保证定位精度，但是也易于积存切屑、冷却液及杂质灰尘等，因此可进一化尘功能，适当增设风机、滤网及干层等对进行有效防护。
综合以上功能，对 进行设计,使其结构和布局设计合理，能够实现灵活调节，还现防、散热、定量润滑等功能，具有足够的强度、刚度，噪音小，成本低。
2防护罩组成结构本由分罩体、宽度调节机构、定量润滑装基金项目：校青年科研基金项目（QNJJ2019012）。
置、辅助结构（风机、滤网、干燥层）等部分组成。
1结构示，主分罩体1、2,它们的上端部由宽度机构相连接，宽度机构采用锯齿状结构进行定位，可以在宽度方现调节。
分罩体1、通过各自底端的多对滚轮与相应的，对对分在的两，夹在中间,分罩体1的结构中顶端加工出通风口，再上依次为干燥层、过滤网1以及风机。
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机床导轨防护罩结构设计参数的计算
作者：赵伟孙彬
来源：《科技传播》2013年第09期
摘要机床防护罩是机床重要的防护部件，影响着机床加工的精度和机床加工的性能。
本文全面分析了机床导轨防护罩结构特点，对机床导轨防护罩结构设计进行了深入研究，最后给出了防护罩各种参数的计算方法和计算公式。
关键词机床；导轨防护罩；参数计算
中图分类号TG5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）90-0178-02
0引言
机床的导轨防护罩作为机床导轨、控制电机、传动丝杠、电缆等电气设备防护的重要部件，可以避免冷却液、切削铁屑等进入机床内部。
另外，防护罩也起到机床外观的美化作用。
因此，近年来机床的防护罩设计已经开始受到人们的重视。
机床防护罩进行结构设计时，有关参数比较重要，关系到防护罩的制作、安装等关键环节。
机床防护罩主要结构参数包括防护罩拉伸最大长度、压缩最小长度、防护罩的节数、防护罩宽度等。
另外，一些高速机床防护罩上使用了密封条而密封条使用寿命的计算会影响防护罩的保养、维护工作。
因此，本文提出了机床防护罩的结构有关参数的计算方法和公式。
这些参数的计算有助于防护罩的设计、生产和安装等环节[1]。
1 机床导轨防护罩的参数设计要求
机床防护罩的计算参数主要指防护罩的物理结构和尺寸。
这些参数有些可以直接测量得到，还有些参数需要利用已知参数计算得到。
如果设计人员得到的参数没有准确的数值或是参数自相矛盾、相互冲突，结果就是制造、安装防护罩时发生错误，甚至无法生产或安装，产生诸多问题。
因此，本文针对设计防护罩需要的各种参数进行了推导和计算并分析了各个参数之间的关系，最终明确了防护罩结构设计过程和参数计算方法。
2机床导轨防护罩结构设计的常用公式
根据防护罩结构参数已知情况，未知防护罩结构参数的求解可采用不同的计算公式[2]。
具体防护罩结构设计如图1所示。
1）如果已知防护罩的最大拉伸量Lmax、第一节缩进量Ffirst、叶片错开量E、防护罩节数n、相邻两节重叠量C，求防护罩最小收缩量Lmin、每节平均长度Lev、第一节长度Lfirst；
2）如果已知防护罩最小收缩量Lmin、防护罩节数n、第一节收缩量Ffirst和相邻两节重叠量C，叶片错开量E，求防护罩的最大拉伸量Lmax和每节防护罩平均长度Lev以及第一节长度Lfirst；
3）防护罩宽度参数计算
防护罩宽度包括防护罩防护罩宽度和侧面宽度两个指标。
如果已知防护罩上部宽度为Hup、防护罩板材厚度D、防护罩估算节数N、机床导轨宽度Hg，求解防护罩宽度Hz、和防护罩侧面宽度Hc。
具体公式如下所示：
求解过程如下：
首先，根据未定的防护罩上部宽度，利用公式（7）估算防护罩节数；然后利用公式（8），根据给定的导轨宽度和防护罩板材厚度计算防护罩宽度；最后利用公式（9）计算防护罩侧面宽度。
3机床导轨防护罩密封条使用寿命分析
防护罩密封圈或密封条的设计主要有两个指标，一是外形设计，包括尺寸、选材等方面；另一个是使用寿命设计。
由于不同类型的防护罩使用的密封条外形尺寸是不相同的，因此本文对密封条外形设计不做具体分析。
但是防护罩密封条的材料大都相同，其使用寿命的计算是通用的，因而下面分析密封条的使用期限的参数计算方法。
一般密封条的工作寿命主要防护罩和移动速度有关，移动速度越大寿命越短。
目前，从机床的工作速度角度讲，机床可分为普通机床和高速机床。
普通机床的防护罩移动速度一般在1m/min～30m/min；高速机床的防护罩移动速度可达到30m/min～200m/min。
在计算密封条使用寿命时，主要采用的是机床防护罩叶片之间的相对运动的平均速度V，因此，该速度并不是很大，一般在3m/min左右。
防护罩密封条主要采用聚氨酯阿克隆作为主要制造原料。
该原料的磨损率可取0.05左右。
因此，假设机床防护罩由5片叶片组成，则机床防护罩的磨损量一般可计算为m=
（0.05/1.61x103）x（60V/5）=1.12 m3/h。
由此也可以推断出密封条的有效工作时间
t=M/m=3315/1.12=2911h，其中M为可磨损的最大值。
根据一般机床维修的期限为3～5年计算，防护罩密封条的使用寿命完全可以达到机床维修年限，可以在维修机床时更换密封条或密封圈[3]。
有关防护罩参数的计算，本文采用了传统机理计算公式进行计算的。
其实，在实际计算过程中也可以借助计算机辅助设计各种参数。
例如利用ANSYS WORKBENCH 分析软件分析防护罩伸缩的动态响应情况，分析不同防护罩结构的动态性能，最后选择性能最好的结构进行计算机辅助设计。
另外，设计防护罩外形参数时，一定要考虑安装等情况。
因此，设计外形时需要留有足够的冗余量，方便安装，保证机床正常运行。
例如，当设计机床防护罩最大伸长量时可以参照机床丝杠的长度，加长机床丝杠3-5倍的长度；计算防护罩最小收缩量时，可以在计
算的基础上再减少机床丝杠的3-5倍的长度为宜。
本文采用的公式已经考虑了这种情况，但是如果设计大型加工中心的防护罩时还应根据实际情况进行调整，以满足设计的要求。
4结论
导轨防护罩是高速机床中非常重要的组成部分，可以起到防护导轨等部件的作用。
本文详细分析了高速机床防护罩的结构和有关参数之间的相互关系。
本文提出的各种参数的计算公式也会对高速机床防护罩的制造和安装工作具有指导作用。
参考文献
[1]弓清忠.高速机床导轨防护罩的结构分析[J].机床与液压，2011，39（2）.
[2]杨沛湛，王瑾.机床导轨防护罩结构设计参数的计算[J].制造技术与机床，2008（10）.
[3]张家驯.导轨防护罩点焊式唇形密封装盆的设计与寿命计算[J].制造技术与机床，2008（11）.。