屠宏濤
中國航發(fā)動力股份有限公司 陜西西安 710021
光學曲線磨床是一種精密設備,公司早期幾臺光學曲線磨床的光學照明采用12V100W光學燈泡做光源,安裝部分自帶電線,每次更換燈泡時,需要在燈泡后端兩個觸頭處分別焊接電纜線,維修操作不方便。另外,設備的光學照明燈功率小,照度不夠,造成投影光屏上的圖像光線灰暗,使操作人員容易產生視覺疲勞,嚴重影響加工效率。近期幾臺光學曲線磨床的光學照明采用24V150W的鹵鎢燈泡做光源,維修不用焊線,操作更方便,功率可以增大50W,投影屏的照度也得到增強。但是,下部照明器的熱量會相應增加,溫度過高,會影響光學鹵鎢燈泡的正常使用壽命。因此,光學曲線磨床的工作環(huán)境已不能滿足生產的要求,必須對光源部分進行改進。
光學曲線磨床在加工零件時,需要通過光學系統(tǒng)觀察投影屏上零件的放大圖,對照度要求非常高。為滿足生產工藝技術要求,分解下部照明器中的光學燈安裝座,根據(jù)現(xiàn)狀,參照近期燈座結構,自主測繪、設計燈座零件圖,制定改進方案如下[1]。
1)申報備件:光學曲線磨床光學燈座專用接線端子、光學曲線磨床專用鹵鎢燈泡。
2)自主設計光學燈安裝座零件(見圖1~圖3),制作所需機械備件。
圖1 支座
圖2 支架
圖3 燈座
3)在原安裝座上加裝光學燈座。通過試驗,將燈座的材料由陶瓷替換為環(huán)氧樹脂,并用M3的螺釘將燈座固定在安裝支座上。
4)采用24V150W光學燈泡照明,根據(jù)燈泡的結構特點,在燈座上加裝銅質的接線端子,將燈座改為插入式,這樣更換燈泡方便,安裝省時省力。
5)將電柜內光學燈的變壓器更換為初級為380V,次級為18V,功率為250W。
6)由于增大了光學燈的功率,所以需要解決下部照明器的散熱問題,于是對下部照明器的通風裝置進行改進,將通風裝置與吸塵器連通,保持下部照明器的風道暢通,延長光學燈泡的使用壽命。
1)燈座專用接線端子的選用。安裝方式不同,12V100W燈泡在更換時,需要在燈泡后端兩個觸頭處分別焊接2mm2的電纜線;24V150W燈泡在更換時只需松開兩個M3螺釘,取出損壞的燈泡,插入新燈泡,擰緊M3螺釘即可。更換時操作更方便。
2)自行設計所需備件機械圖樣,多方聯(lián)系,外委加工備件。
3)燈座材料??紤]到使用環(huán)境,燈座既要耐高溫,又要絕緣性能等級高,最初燈座材料選為陶瓷,考慮到陶瓷材料制造成本太高,經過多次試驗,最終將燈座材料選為環(huán)氧樹脂。這樣既滿足耐高溫、絕緣等級高的特性,又降低了制造成本[2]。同時根據(jù)接線端子的安裝尺寸設計燈座的零件尺寸[3]。
在所有備件都到位后,依次開展改進工作。將電氣柜內光學燈的變壓器更換為初級380V、次級18V、功率150W,將變壓器和燈泡連接線緊固牢靠?,F(xiàn)場組裝,在原安裝座上加裝光學燈座,并將燈座固定在安裝支座上,在燈座上的銅質接線端子內插24V150W光學鹵鎢燈泡,擰緊兩個M3螺釘,即可通電試車??捎^察到新裝的鹵鎢燈泡會發(fā)出耀眼的亮光,試驗成功,接下來是調整下部照明器,保證投影光屏有足夠的照度[4]。
更換下部照明器內光學燈泡后,需要調整下部照明器中的光學燈泡位置,使燈絲平面與透鏡平面保持平行,光源位于光軸上。下部照明器結構如圖4所示。
圖4 下部照明器結構
1)松開燈座的緊固螺釘(見圖4),卸下燈座時看清鹵鎢燈泡的燈絲原位置并記住,換上新的相同規(guī)格燈泡。若燈絲位置有變化,松開燈座上的緊固螺釘,轉動燈座使燈泡的燈絲處于所需的原位置,再緊固螺釘。
2)裝上照明器后,接通電源,轉動燈座(結構見圖5),使燈絲平面與通光透鏡平行(也就是垂直平面內保證燈絲平面與光軸垂直)后,緊固燈座的緊固螺釘。
圖5 下部照明器燈座結構
3)擰松燈座中的滾花螺母,可上下移動燈座的支架,間接使燈絲成像在乳白色塑料保護蓋中央,然后把滾花螺母擰緊。
4)松開下部照明器中通光透鏡上的滾花螺母,旋轉滾花螺釘,微調通光透鏡的位置,直到燈絲成像最清晰時,再擰緊滾花螺母。
5)松開下部照明器中反光鏡上的滾花螺母,旋轉滾花螺釘,改變反光鏡的位置,直至乳白色塑料保護蓋上光亮度最大時,再擰緊滾花螺母。
6)觀察保護鏡上的描圖樣,影像符合加工要求后,將下部照明器固定手柄擰緊,使光源位于透鏡的光軸上,微量調節(jié),使燈絲位于透鏡的焦點上,直到照在描圖樣上的照度最亮為止。在圖4中,反光鏡的作用是保證光的亮度最大,通光透鏡的作用是保證燈絲成像清晰,3個光學鏡共同作用,保障了投影光屏的照度[5]。
通過反復調整,50倍的放大倍數(shù)恢復正常了。
將通風裝置與吸塵器用塑料透明冷卻管連接起來,冷卻管內徑 12mm、長度1m,保持下部照明器的風道暢通,這樣改進有利于及時疏散下部照明器內光學燈泡散發(fā)出的熱量,可以延長光學燈泡的使用壽命。
故障現(xiàn)象:縱向、橫向放大倍數(shù)偏大0.03~0.04mm,導致所加工零件尺寸偏小。
分析故障原因是光學放大倍數(shù)偏大。采取措施,排除故障,過程如下所示。
1)用0.1~0.2mm的實線畫450×450放大圖樣。
2)在工作臺上放一塊干凈的玻璃,用壓板壓實。
3)在玻璃上放置9mm塊規(guī)一塊。
4)找正9mm塊規(guī),反復找正,同時觀察屏幕上塊規(guī)投影線的虛實變化情況。
5)根據(jù)屏幕上投影與圖樣邊框線比對的重合情況,是壓線、空缺還是溢出,根據(jù)空缺或溢出量判斷放大倍數(shù)偏小或偏大。
6)觀察縱向、橫向是否同步,微量調投影物鏡,物鏡往上旋轉是倍數(shù)縮小,反向往下旋轉是放大倍數(shù)增大。
7)調整大反光鏡。反光鏡有3個螺桿、6個外六方螺母。反光鏡靠近投影光屏表示放大倍數(shù)縮小,相反,反光鏡遠離投影光屏表示放大倍數(shù)增大。
通過對光學系統(tǒng)中光學燈座的結構進行改進,在生產方面,使光學曲線磨床投影光屏上的照度增強,操作人員加工時的對刀效率和加工效率均提高,保證了加工精度,延長了光學燈泡的使用壽命,降低了光學故障,實現(xiàn)了光學燈泡備件的統(tǒng)一。在維修方面,方便了日常維修、裝配和調整,達到快速排除設備光學系統(tǒng)故障的效果。