单位文秘网 2021-07-04 08:08:50 点击: 次
摘要 本文从不同角度分析了6m B201 6A龙门刨床工作台及横梁的改造技术,结合当前的实际情况提出了自己的解决方案,为龙门刨床的改造提供了广阔的途径。
关键词 龙门刨床工作台;直流电动机;优化刨削性能
中图分类号TH16文献标识码A文章编号 1674-6708(2011)42-0139-02
当前,我国机械加工的实力比较强,拥有一大批具有自主产权的生产设备,龙门刨床作为机械加工的主要设备,已是所有机械加工领域不可或缺的产品,然而我国部分企业的机械设备都是20世纪中期的产品。工作台拖动还是依靠交流电动机-直流发电动机-直流电动机这种老式的系统,电气控制相比落后,从而导致了效率低、耗能高,加上强大的噪声不但严重地污染车间的环境,同时也大大影响了工人们的工作效率和身心健康。鉴于此,我们必须对所有的设备进行改造,为龙门刨床的改造提供可靠性发展前景。
1 优化龙门刨床刨削性能
龙门刨床主在拖动过程中对电气的驱动有着特殊的要求,它的特点就是小精度差、快速平稳过渡、宽调速范围、大力矩低速切削等指标。根据操作情况我们设计了如下图所示的拖动调速系统的负荷性质:图中n1为切削速度,Nm为最大切削力矩,Pm为最大切削功率,n2为最大转矩时的最高速度,在n2-n3范围内进行横功率调速,而在n1-n2范围内进行恒转矩调速。
基于以上分析,我们设计了以下4种改造方案,实施利用交流变频器调速、KBS-Ⅲ型晶闸管调速柜、数字直流调速器加PLC和数字直流调速器进行了试验。实验表明,4种方案节能效果都比较明显,不过也存在一些细微上的差异。如利用交流变频器调速方案要把直流电动机换成交流电动机不经济;KBS-Ⅲ型晶闸管调速柜方案属于早期产品,体积大,调速控制复杂,分立元件多,现已不宜推广;数字直流调速器方案调速系统改造升级,但是电控部分未改造,所以故障率还未降低;所以还是数字直流调速器加PLC的方案改造龙门刨床效果最好。
原刨床属于继电器组成的控制系统,所以元件数量比较多,出现故障的概率也就很高,对于这种情况,我们在电路图的设计上选用PLC作为核心,用PLC直接控制调速装置,从而取得稳定性和可靠性的保障。至于机床电器的其他一些部件比如液压泵、风机、进刀、抬刀、横梁加紧、横梁升降及信号灯指示都是利用PLC来控制的,这样一来外围线路就会大大减少,重新设计出来的线路就会变得简单而清晰,接触器、继电器都是按照“模块”化的方式进行组合,数量一步到位直接减少为14个,值得一起的是除PLC及调速器之外,所有的部件都是国内产品。
2 改造横梁刨铣两用
进过我们改造过的机床主要具有低速转矩的恒定输出、无极变速、以及操作方便等特点,同时还大大提高了加工的效率,并且初次将出现故障的概率降低到80% ,平均能够节电30% ,这就完全改善了以往的工作环境。在进行试验的一年多的时间里,所有的操作者都反映比较良好。不过随着分厂生产任务的逐渐增加,因为该机床只由单一的刨削而缺少铣削功能,所以还是大大制约了企业生产效率。
基于此,实验人员同技术部的机械技术人员共同对该刨床的横梁进行了实地考察,同时还参照了济南第二机床厂龙门刨床的铣头结构,结合我们单位的龙门刨床的横梁结构,绘制出了机械零件的结构图,然后才进行了关于变速箱零件的安装和加工。在变速箱的设计完成之后我们再将其与外购的铣头进行了配套调试,实行机械二挡,共分6种速度的变速(80r/min~610r/min)。
具体的操作是:选择铣头时,首先要确保能够满足我们的加工要求,在操作上要简单方便,在运行中要安全可靠,外观上要经济客观,同时还特别要考虑到横梁的刚性,如果横梁承载能力较小而铣头较重,就极易出现铣头发抖,这样就能影响到工件的表面粗糙度和加工精度。经过与龙门铣床的相比,我们发现B2016A的横梁截面选择要尽量小,不能选择一些大而重的铣头。在垂直刀架的位置要配置一款性价比比较高的龙门铣床专用的铣头,其重量仅150kg,而且还是手柄调速,主轴得电动机只有7.5kW,这样就完全满足了所有铣削加工的要求。最大可安装加工直径300mm的铣刀盘,7:24的标准锥孔锥度,套筒行程为140mm,这些都具有可更换性。在安装的时候,因为刀架溜板要比铣头的安装面小很多,所以在工作台与整块调整铣头的垂直度,当联接上紧以后,垂直度的误差不能大于0.01/300mm,那么工作台的全宽误差也就不会大于0.05mm,用定位销定位,这样就能满足所有的加工精度要求。
注:1.减速器伸出轴,2.减速机,3、10.支架,4.联接套,5.下光杆,6.上光杆,7、9.横梁,8.变频电动机
在改造的整个过程中,为了完全满足所有工件角度的旋转要求(通常情况下铣头的可扳动为45°左右),我们的方法就是,在过渡板上先镗一个孔,然后用原溜板上法兰台阶的定位旋转,在过渡板及溜板上部安装一套蜗杆配扇形蜗轮的传动机构,过渡板上有角度刻度线,并在30°或45°的角度位置钻定位孔。角度调整的时候,先要松开铣头固定螺钉,然后将拔插式的锥形定位销从0°定位孔中拔出,扳动铣头到刻度指示的角度,插入到该角度定位孔并锁紧就算完工。至于立铣头的横铣功能改造如图2所示。当控制右端的传动机构要与左溜板的下光杠横梁脱开时,就要手柄固定,便于减速机输入轴的伸出,用于手动调整。2.2kW变频电动机50Hz时的转速为1 000r/min,通过1:30的蜗轮减速机减速后,下光杠转速1 000/30=33(r/min),丝杆导程8×2=16(mm),则横铣最快移动速度为33 x16=533(mm/min),变频电动机变速调节范围1:20,那么,横铣可调速度为27 533m/min,从而满足了横向铣削速度要求。
经过实际铣削测试,直流调速改造后的效果良好,比原来的生产效率提高了20%,受到操作者和厂领导的一致好评,取得了很好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]机械设计手册编委会.机械设计手册(新版)第4卷[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2]马玉贵.液压件使用与维修技术大全[M].北京:中国建材工业出版社,1994.
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