机座或机架的作用和基本要求

机座或机架是支承其他零部件的基础部件。它承受起零部件的质量和工作载荷，同时又起保证各零部件相对位置的基准作用。机座多采用铸件，机架多由型材装配或焊接构成。其基本特点是尺寸较大、结构复杂、加工面多，几何精度和相对位置精度要求较高。在设计时，首先应对某些表面及其相对位置精度提出相应的精度要求，以保证产品总体精度。其次，机架或机座的变形和振动将直接影响产品的质量和正常运转，故应对其刚度和抗振性提出下列基本要求。

（1）刚度与抗振性

抵抗恒定载荷变形的能力称静刚度；抵抗交变载荷变形的能力称动刚度。静刚度是衡量载荷变形的主要指标，动刚度是衡量抗振性的主要指标。如果基础部件的刚性不足，则在工件的重力、夹紧力、摩擦力、惯性力和工作载荷等的作用下，就会产生变形、振动或爬行，从而影响产品的定位精度、加工精度及其他性能。机座或机架的静刚度主要指它们的结构刚度和接触刚度。动刚度与静刚度、材料阻尼及固有振动频率有关。在共振条件下的动刚度Kω可用下式表示

式中　K——静刚度，N/m；

ζ——阻尼比；

B——阻尼系数；

ωn——固有振动频率，1/s。

动刚度是衡量抗振性的主要指标，在一般情况下，动刚度越大，抗振性越好。抗振性是指承受受迫振动时的能力。受迫振动的振源可能存在于系统（或产品）内部，如为驱动电动机转子或转动部件旋转时的不平衡等。振源也可能来源于外部，如邻近机器设备、运行车辆、人员活动以及恒温设备等。因此为提高机架或机座的抗振性，可采取如下措施：①提高静刚度，即从提高固有振动频率入手，以避免产生共振；②增加阻尼，增加阻尼对提高动刚度的作用很大，如液（气）动、静压导轨的阻尼比滚动导轨的大，故抗振性能好；③在不降低机架或机座静刚度的前提下，减小质量可提高固有振动频率，如适当减小壁厚、增加筋和隔板、采用钢材焊接代替铸件等；④采取隔振措施，如加减振橡胶垫脚、用空气弹簧隔板等。(www.xing528.com)

（2）热变形

系统运动时，电动机、强光源、烘箱等热源散发的热量，零部件间相对运动而摩擦生热，电子元器件发热等，都将传到机座或机架上。如果热量分布不均匀，散热性能不同，就会由于不同部位的温差而产生热变形，影响其原有精度。为减小热变形其主要措施是控制热源或者采用热平衡的方法。

（3）提高稳定性

机座或机架的稳定性是指长时间地保持其几何尺寸和主要表面相对位置的精度，以防止产品原有精度的丧失。为此，对铸件机座应进行时效热处理来消除产生机座变形的应力。时效常用方法是自然时效和人工时效。振动时效是将铸件或焊接件在其固有振动频率下共振10～40 min。其优势是时间短，设备费用低，消耗动力少；结构轻巧，操作简便，可消除热处理无法处理的非金属材料的应力；时效后无氧化皮和尺寸变化，也不会引起新的应力。

（4）其他要求

除上述要求之外，还应考虑工艺性、经济性及人机工程等方面的要求。