MZ2015D內(nèi)圓磨床電氣系統(tǒng)的改造

陳 滔，王麗梅，王立波

（1. 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 通用軸承公司，黑龍江 哈爾濱 150036；2. 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 質(zhì)量控制部，黑龍江 哈爾濱150036；3. 哈爾濱中潤(rùn)房產(chǎn)經(jīng)營(yíng)物業(yè)管理有限公司，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

MZ2015D是我公司專(zhuān)為加工精密品軸承引進(jìn)精密設(shè)備，目前我公司用于加工NN系列雙列短圓柱滾子軸承和精密級(jí)圓錐滾子軸承，由于原設(shè)備 工件軸電機(jī)采用4/8級(jí)變速和塔形輪皮帶調(diào)整變換轉(zhuǎn)速，當(dāng)工件變換轉(zhuǎn)速時(shí)很不方便，而且中間轉(zhuǎn)速?zèng)]有，很難達(dá)到精密品軸承的加工要求。該設(shè)備小往復(fù)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，但滾珠絲桿沒(méi)有自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，仍采用手動(dòng)潤(rùn)滑。

2 利用變頻器改造機(jī)床電氣系統(tǒng)

變頻器調(diào)速技術(shù)具有運(yùn)行平穩(wěn)可靠，故障率低，控制簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)力矩強(qiáng)、保護(hù)系統(tǒng)完善等特點(diǎn)。近年來(lái)，技術(shù)日趨成熟，已被廣泛應(yīng)用于很多行業(yè)。因此決定應(yīng)用變頻技術(shù)對(duì)MZ2015D內(nèi)圓磨床工件主軸電機(jī)及電氣系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。電氣改造原理圖見(jiàn)圖1 所示。

圖1 電氣改造原理

2.1 工件主軸部分電氣系統(tǒng)的改造

（1）將工件軸電機(jī)由原來(lái)的4/8級(jí)1.1/0.75kW雙速交流電機(jī)改變接線(xiàn)方式，該變成4級(jí)1.1kW交流電機(jī)。

（2）變頻器的選擇：由于使用1.1kW電機(jī)作為工件主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，變頻器選擇臺(tái)達(dá)1.5kW變頻器。

（3）利用原電機(jī)高速起動(dòng)接觸器觸點(diǎn)作為變頻器正轉(zhuǎn)運(yùn)行起動(dòng)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

（4）利用原電機(jī)低速起動(dòng)接觸器觸點(diǎn)作為變頻器寸動(dòng)運(yùn)行信號(hào)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)（機(jī)床對(duì)點(diǎn)時(shí)使用）。

（5）將轉(zhuǎn)速表85C1-V接入變頻器0～10V接線(xiàn)端子。

（6）安裝5W4.7k電位器作為變頻器頻率指令來(lái)源。

（7）將變頻器多功能指示輸出接點(diǎn)RC RB串入控制回路起保護(hù)作用。

（8）將變頻器初始運(yùn)行參數(shù)做相應(yīng)修改，如將第一頻率指令來(lái)源設(shè)定為由數(shù)字操作器輸入改為外部端子控制，增加了寸動(dòng)功能。變頻器運(yùn)行參數(shù)詳見(jiàn)表1 。

表1 變頻器運(yùn)行參數(shù)

3 步進(jìn)電機(jī)滾珠絲杠加裝自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)

該設(shè)備步進(jìn)電機(jī)安裝在小往復(fù)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，滾珠絲杠潤(rùn)滑方式采用手動(dòng)油壺定期人為潤(rùn)滑（加工4h潤(rùn)滑一次）沒(méi)有定量，很不方便，容易造成忘記潤(rùn)滑或造成過(guò)量潤(rùn)滑。進(jìn)而導(dǎo)致進(jìn)給機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠磨損，影響設(shè)備的加工精度。

3.1 步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造

受CNC數(shù)控設(shè)備伺服電機(jī)進(jìn)給機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑方式的啟發(fā)，數(shù)控設(shè)備的潤(rùn)滑方式一般采用定量自動(dòng)潤(rùn)滑。設(shè)備在加工過(guò)程中，由CNC數(shù)控系統(tǒng)定時(shí)定量發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)給定量泵來(lái)進(jìn)行潤(rùn)滑。伺服電機(jī)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠始終保持潤(rùn)滑狀態(tài)。

3.1.1 電氣系統(tǒng)的改造

具體問(wèn)題具體分析，對(duì)MZ2015D設(shè)備進(jìn)給機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，決定采用獨(dú)立的定時(shí)定量潤(rùn)滑系統(tǒng)總成，加裝在設(shè)備步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)上?？刂贫擞蒔LC可編程控制器的輸出端（油泵的啟動(dòng)信號(hào)）控制。這樣只要設(shè)備開(kāi)動(dòng)油泵，潤(rùn)滑系統(tǒng)就會(huì)給滾珠絲杠定時(shí)定量的潤(rùn)滑。

設(shè)計(jì)自動(dòng)間歇潤(rùn)滑電路，潤(rùn)滑工作由一臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)油泵完成，要求潤(rùn)滑10秒后停止2min，不斷循環(huán)工作。

自動(dòng)間歇潤(rùn)滑電路圖如圖2 所示，其工作原理如下：

圖2 自動(dòng)間歇潤(rùn)滑電路

（1）按下啟動(dòng)按鈕SB2,中間繼電器KA線(xiàn)圈通電，其常開(kāi)觸頭KA閉合自鎖。

（2）KA閉合自鎖后，接觸器KM線(xiàn)圈通電，其主觸頭（圖中未畫(huà)）閉合，接通電動(dòng)機(jī)主電路使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)工作，潤(rùn)滑開(kāi)始。KM的常開(kāi)輔觸頭KM1閉合，使10秒延時(shí)時(shí)間繼電器1KT線(xiàn)圈通電，并開(kāi)始延時(shí)。KM的常閉觸點(diǎn)KM2斷開(kāi)，使2分鐘延時(shí)時(shí)間繼電器2KT線(xiàn)圈回路斷開(kāi)。

（3）當(dāng)1KT時(shí)間繼電器10秒延時(shí)時(shí)間到，其常閉觸頭1KT1斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭1KT2閉合。接觸器KM線(xiàn)圈斷電，斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)主電路，電動(dòng)機(jī)停止工作，潤(rùn)滑停止。且KM接觸器的常閉觸頭KM2閉合，2分鐘延時(shí)時(shí)間繼電器2KT線(xiàn)圈通電，并開(kāi)始延時(shí)。

（4）當(dāng)2KT時(shí)間繼電器2分鐘延時(shí)時(shí)間到，其常閉觸頭2KT斷開(kāi)，時(shí)間繼電器1KT線(xiàn)圈斷電。1KT時(shí)間繼電器常閉觸頭1KT1閉合，接觸器KM線(xiàn)圈再次通電使電動(dòng)機(jī)再次起動(dòng)工作，開(kāi)始潤(rùn)滑。

（5）由于1KT時(shí)間繼電器線(xiàn)圈斷電時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)1KT2斷開(kāi)，而接觸器KM通電后常閉輔觸頭KM2斷開(kāi)，所以時(shí)間繼電器2KT線(xiàn)圈斷電，其常閉觸頭2KT閉合，時(shí)間繼電器1KT線(xiàn)圈再次通電延時(shí)。如此往復(fù)，電動(dòng)機(jī)將工作10秒后停止2分鐘周期地工作下去，直到按下停止按鈕SB1,中間繼電器KA線(xiàn)圈斷電，自鎖觸頭KA斷開(kāi)，整個(gè)控制回路和電動(dòng)機(jī)停止工作。

潤(rùn)滑定時(shí)定量的時(shí)間可在潤(rùn)滑系統(tǒng)上隨時(shí)調(diào)整。

3.1.2 機(jī)械系統(tǒng)的改造

該設(shè)備潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)分析：由于采用手動(dòng)潤(rùn)滑，看其潤(rùn)滑系統(tǒng)的油路通道剖面圖如圖3 所示。

圖3 潤(rùn)滑系統(tǒng)油路

分析決定：在其原來(lái)的注油孔上，裝上油嘴、油管引入潤(rùn)滑系統(tǒng)就可以了。

4 結(jié)束語(yǔ)

該設(shè)備改造之后，經(jīng)過(guò)一年多的使用驗(yàn)證，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，操作方便，工件電機(jī)主軸實(shí)現(xiàn)了0～30r/min平滑無(wú)極調(diào)速。潤(rùn)滑系統(tǒng)由原來(lái)的手動(dòng)潤(rùn)滑，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)定量潤(rùn)滑方式即自動(dòng)潤(rùn)滑。其特點(diǎn)是操作方便，故障率低，節(jié)約了維修成本，并且在加工NN系列雙列短圓柱滾子軸承等其它精密品軸承的產(chǎn)品，完全能達(dá)到各種工藝參數(shù)要求。產(chǎn)品精度的提升，品質(zhì)得到保障，達(dá)到預(yù)期效果，該項(xiàng)目技術(shù)改造值得同類(lèi)設(shè)備中推廣使用。