机床液压变速系统的简易化机电改造实例-.pdf

．拦 ．旦 主 持 ．i ． ⋯ ．．萋 机床液压变速系统的简易化 机电改造实例 湖北襄阳保质捷机电公司 4 4 1 0 0 0 潘新平 在很多国产及进 口机床设备 中，液压变速系统 往往是该设备的核心配置，新设备故障一般较少， 但 经过一两 年的运转 ，它的毛病就 日渐显现 ，主要 表现在 漏 油、变速不到位 、更换维修不便 及配件 不易采购 ，同时 由于机 、电、液三者相互关联 ，故 障点判断困难 ，继而使整 台设备失去原有功能而无 法运转。 能否去掉容 易出故障的液压变速系统 ，将复杂 的液压变速 系统进行简易化改造呢在6 年 间2 0 0 多 项改造案例中 ，我们成功探索和总结 出一套切实可 行的改造方法 ，有采用伺服 电动机及驱动器进行改 造的，有采用直流 电动机进行调速改造的 ，也有采 用变频调速的。 本文以某厂的国外设备F L M1 2 5 0 ／ 4 0 0 0 龙门铣的 综合机 电改造为例 ，对以液压变速为主的机床变速 系统进行简易化机电改造进行详细说 明。 1 ． 改造原因 F L M 1 2 5 0 ／ 5 0 0 0 龙门铣 是该 厂的重 点加 工设 务与维簪 上 q u i t ， me n t a n d Ma i n t e n a n c e 备 ，承担着重要的铣削加工任务 。但由于该机床使 用年限较长 ，1 8 级液压变速和工作台液压变速系统 经常 出现 故障 ，维修 困难 ，加之 电气老化 ，因此其 故障率也相 当高 ，严重影响了生产进度。但该设备 整体框架结构设计合理 ，材质优越 ，导轨面完好， 非常适宜进行改造 。 2 ． 基本思路 电气部 分全部 进行 改造 ，重新 制作 电气控制 柜 ，所有 器件采用可 靠 、易采购的 电气器件 ；工 作 台进给取 消原变速箱及 原繁杂 的1 8 挡液压换挡 变速方式 ，采用交流伺服 电动机带动及调速 非数 控 ；4 个原 l O k W铣头更 换为两个 国产 1 5 k W机械 铣头；各铣头进给 快速及工进及横梁升降的原 1 8 挡液压变速箱也同时取消 ，也采用交流伺服带动 和调速 非数控 ；改造后应达到实用、好用、故 障率低的 目的。 3 ． 具体改造方法 本着经济、实用、好用、故障率低的原则，采 面是否平行 ，按图7 所 示将 锥 齿轮 刨 刀 与 工装 装 配 到位 ， 如 图 8 所 示 在 测 量 命 令 中选 中刨 刀工 作 面 与工 装 底座 底 面 ，我们 可知 所 选 两 平 面平 行 ，从 而 验 证 了此 工 装 的设 计是成功的。 综 上 所 述 ，我 图6 图7 们在S o l i d Wr o k s 里只 用很简单的步骤就将 底座设计完毕 ，相比 传统 的二维设计省去 了繁琐的立体几何计 算过程 ，三维设计更 加直观 、简单 、准确 的反映 出各部件的几 何关 系 ，提高 了工作 效率及其准确性 。 图8 MW 收稿 日期 2 0 1 1 1 0 2 3 参磊 籼 旺 7 5 备与维 q u i p me n t a n d M a i n t e n a n c e 取以下改造方案 1 工作 台进给方 式改造原传 动进给方式 为 5 ． 5 k W、1 4 2 0 r ／ rai n 普通交流电动机带动 1 8 挡 液压控制变速箱 ，传动到工作台下丝母 ，丝母转动 带动 固定在工作台下的丝杆 不转 ，驱动工作台 快移和 工进 。现取消 原交流 电动机 及 1 8 挡液压控 制变速箱，在原位置替换为5 ． 5 k W、1 5 0 0 r ／ mi n 交 流伺服 电动机和速 比为 1 8 的行星减 速机 ，对伺 服 电动机进行无级调速。工作 台快移 速度 1 5 0 0 ／ 8 2 5 ／ 2 7 2 7 ／ 4 5 2 0 2 0 0 0 mm ／ mi n ， 进给速度0 ～2 0 0 0 mm ／ mi n 范围内无极可调速。 2 铣头 进 给方 式 改造原传 动 方式 为 5 ． 5 k W、1 4 2 0 r ／ mi n 普通交流电动机带动 l 8 挡液压 控制变速箱 与工作台进给机构极为相似 ，但不是 同一套 ，通 过床身 下的长横轴 后分别带动 立柱 上的两根长花键轴 立 ，左侧花键轴分别传动至 左侧铣头丝杆和横梁上的左立铣头丝杆 ，带动两铣 头移 动和进给 ，右侧 同理 。改造取消 了原5 ． 5 k W 、 1 4 2 0 r ／ mi n 普 通交 流 电动 机 及 1 8 挡 液压 控 制变 速 箱 ，在 原 电动 机 及 减速 箱 位 置联 接 5 ． 5 k W 、 1 5 0 0 r ／ mi n 交流伺服电动机和速比为1 8 的行星减 速机 见图1 。进给速度用 电位器进行调速 ，各 铣头快移速度 1 5 0 0 ／ 8 1 4 ／ 2 2 x 7 8 3 5 m m／ m i n ， 即工作速度0 ～8 3 5 m m ／ m i n 范 围内无级可调速。 图1 原液压变速箱去掉后增加伺服电动机和减速机 3 更换铣头原铣 头传动功能丧失 ，控制 复杂 ，我们将原来的两个立铣头及左侧铣头去掉 ， 在左侧 铣头 1 位置 、左 立 铣头2 位置 更换 为性价 比较高 的国产X T 9 SD龙门铣专用镗铣头 见 图2 ，手柄调速 ，重量 6 5 0 k g ，主轴 电动机 1 5 k W，满足一般铣削加工要求 ，最大可安装加工 7 6 ， 加 争磊 加 冷 加 T f d ．，．1 狮 ， 口 ．， ’ 恂 。 碍 加 直径3 5 0 mm的铣 刀盘 ，7 0 ～7 0 5 mm／ mi n 共9 种 主 轴速度 ，滑枕 工作行程 6 5 0 mm，进给速 度0 ～4 2 0 mm／ mi n ，7 2 4 的通用标准锥孔锥度 ，具 有可换 性。 图2 加装两个有镗铣功能的铣头 4 液压 系统的改造 由于各液压 变速箱全 部取消，因此各用于变速 的占大多数的液压 管路也 相应去掉 ，只保留如丝杆 、齿轮 箱及导轨等常规低 压润滑部分 ，大大简化液压系统 ，减少 了因液压产 生故障的可能性 。． 5 电气 的综 合改造所有控 制元件如接触 器、空开及继 电器等全部更新为优质、可靠、国内 易于采购的器件 ；采用先进可靠的欧姆龙P L C 检测 各按钮 、限位开关等信号 ，按照程序去控制各接触 器及相关执行元件 ，有效地避免 了故障 点，提高了 机床电气 自动化程度 ，大大降低 了机床的故障率和 维修费用 ；增加镗铣头 的镗功能 的控制 ，镗铣头升 降 电动机用安 I I CI MRG矢量变频 器控制 ，升 降 速度0 ～1 5 0 0 mm／ mi n 无级调速 ；两镗铣头用同一 个变频 器切换来分别实现镗铣头升 降；增加两台用 于工作台进给和铣头 进给的3 7 N IT I 伺服 电动机及配 套驱动器，分别采用 电位器进行调速 ，实现无级调 速 ；更换 电控柜、悬挂箱及控制电缆 ，达到方便实 用 、运行可靠、无故障以及提高效率的 目的。 MW 收稿 日期 2 0 1 1 1 2 1 3 提示 请作者投稿时务必 留下详细联 系方 式，包括姓 名 、地 址、邮编 、电话 、身份证号码 ，以便我们 及时与您取得联 系