在機(jī)床的使用過(guò)程中，主軸箱需在垂直方向上運(yùn)動(dòng)，重力作用下，向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力與重力方向相同，向上運(yùn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)力與重力方向相反。這樣下運(yùn)動(dòng)狀況下，如不采取措施平衡重力，機(jī)床傳動(dòng)部件將一直負(fù)擔(dān)著主軸箱的重量，將增大導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)部件的負(fù)載造成單面磨損，加劇電機(jī)和絲桿的發(fā)熱，降低其使用壽命，且會(huì)影響機(jī)床的加工精度。

實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)床上常見(jiàn)的主軸箱重力平衡方式有：重錘配重平衡、氮?dú)馄胶飧灼胶狻⒁簤浩胶?、制?dòng)器鎖緊。

1、 重錘配重平衡

重錘平衡的原理較為簡(jiǎn)單，只需按主軸箱部分的重量配以同等重量的重錘即可。重錘的傳動(dòng)部件，一般采用鏈條鏈輪傳動(dòng)，立式加工中心多采用此種方式。也可選用鋼絲繩傳動(dòng)，但需要注意傳動(dòng)輪的直徑需盡量大些，避免在鋼絲繩傳動(dòng)輪所允許的最小曲率半徑選用傳動(dòng)輪，否則易造成鋼絲繩疲勞破壞。
這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，不需要經(jīng)常性的維修，可適用于惡劣環(huán)境下缺少維護(hù)的場(chǎng)景。但速度和加速度較大時(shí)重錘的部分重量失重，平衡主軸單元的重量的效果降低，應(yīng)答特性差，使得機(jī)床的速度和加速度受限，不適合高速切削的場(chǎng)景。另一方面重錘占用空間較大，會(huì)增加機(jī)床的總體重量。
2、 氮?dú)馄胶飧灼胶?/span>
氮?dú)馄胶飧灼胶馐?/span>利用蓄能器的原理，是當(dāng)主軸上升時(shí)，蓄能器中的液壓油進(jìn)入平衡油缸后，平衡缸體上部的壓縮空氣排出，這時(shí)氮?dú)鈿馀蛎?，將油液壓入平衡缸，產(chǎn)生一個(gè)向上的壓力平衡主軸箱自重；當(dāng)主軸箱下降時(shí)，經(jīng)由蓄能器分流，進(jìn)入主軸箱兩側(cè)平衡油缸，以此平衡主箱自重的影響。臥加多采用此種方式來(lái)平衡主軸箱重力。這種形式成本低，維修方便，安裝簡(jiǎn)單。且無(wú)需動(dòng)力系統(tǒng)，節(jié)省能源?？蛇m應(yīng)高速時(shí)需要快速平衡主軸箱提升和下降的場(chǎng)景。可以在加工過(guò)程中使精度和表面粗糙度大幅提升。

3、液壓平衡

液壓平衡式將油缸固定在連接到機(jī)床立柱上，再將活塞桿的一端連接到主軸箱上，通過(guò)壓力油使活塞桿產(chǎn)生一個(gè)豎直向上的拉力，從而平衡主軸箱的重力。油缸平衡的結(jié)構(gòu)形式較多，按照布置形式分為雙油缸對(duì)稱布置、單油缸布置，按照壓力控制方式分為蓄能器平衡和泵閥平衡，組合起來(lái)便有4種形式。
使用液壓平衡時(shí)，需要油壓?jiǎn)卧团涔?，也必須處理油壓回路的油溫上升。?yīng)答特性也差。而且必須配液壓站，立加為了節(jié)省成本一般是不配液壓站的，故油缸配重不用在立加上，多用于大型龍門加工中心。

4、制動(dòng)器鎖緊平衡
制動(dòng)器鎖緊平衡是利用摩擦力平衡主軸箱重力，主軸箱運(yùn)動(dòng)時(shí)制動(dòng)器處于松開(kāi)的狀態(tài)，不起平衡作用，停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，制動(dòng)器的摩擦力才與主軸箱的重力形成平衡關(guān)系。一般制動(dòng)器油兩種形式，一種是盤式制動(dòng)器，安裝于伺服電機(jī)軸上，來(lái)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。一種是直線式制動(dòng)器，與導(dǎo)軌同向安裝，向主軸箱施加一個(gè)與重力方向相反的摩擦力。適用于主軸箱重力對(duì)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能影響不大的場(chǎng)景。