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變頻器能提高內(nèi)、外圓磨床加工質(zhì)量嗎?

更新時間:2017-04-12   點擊次數(shù):3037次
  隨著電子技術(shù)的發(fā)展,變頻調(diào)速技術(shù)越來越普及,尤其在機(jī)械加工行業(yè),變頻器的應(yīng)用收到了很好的效果。變頻器的無級調(diào)速、軟啟動、恒轉(zhuǎn)矩輸出極大地滿足了機(jī)械加工設(shè)備對恒速度、恒轉(zhuǎn)矩的要求。磨床在加工過程中受負(fù)荷改變而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度的變化,易出現(xiàn)震刀紋質(zhì)量問題。將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)、外圓磨床上,通過改變磨頭電機(jī)的運行速度及頻率,可以避免直波紋的出現(xiàn),提高加工精度和加工效率。
 
  1.影響磨床加工質(zhì)量的主要原因
 
  外圓磨床加工過程,因加工工件的形狀、尺寸、工件材質(zhì)以及磨削量、磨削參數(shù)的變化,加工負(fù)荷不斷變化。當(dāng)加工工件內(nèi)徑小,磨削進(jìn)給少,砂輪磨削力小,加工負(fù)荷就小。當(dāng)加工大內(nèi)徑長套筒類工件時,工件旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)在低速段,砂輪進(jìn)給量大,砂輪磨削力也在變大,此時加工負(fù)荷就大。因負(fù)荷的變化造成電動機(jī)很難在恒轉(zhuǎn)矩、恒速度下運行。同時,速度的變化改變了主軸、磨頭等振動頻率及幅值,加工后工件加工面出現(xiàn)了直波紋、粗糙度超差等質(zhì)量問題,不能滿足工件加工的質(zhì)量要求。
 
  2.磨床在運動中產(chǎn)生振動的原因分析
 
  普通磨床由3個振動源組成:一是主軸電機(jī),主要負(fù)責(zé)工件的旋轉(zhuǎn);二是磨頭電機(jī),通過皮帶傳動帶動磨削砂輪的高速旋轉(zhuǎn)(含磨頭軸承和砂輪動平衡的好壞);三是油泵電機(jī),負(fù)責(zé)磨頭的前后移動和工件的左右移動(有的設(shè)備將油泵電機(jī)系統(tǒng)改為單獨的液壓工作站,可以取消此項震源)。任何旋轉(zhuǎn)和移動設(shè)備都不可避免地產(chǎn)生振動,見圖1。X軸代表轉(zhuǎn)速,Y軸代表振動幅值。變頻器應(yīng)用將改變交流電機(jī)供電的頻率和幅值,從而改變其運動磁場的周期,達(dá)到平滑控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。如果將磨頭電機(jī)加裝匹配的變頻器,通過改變頻率,減小磨頭電機(jī)振動曲線2的幅值,從而降低曲線1、曲線2疊加后的振動幅值,減小磨削過程中產(chǎn)生的共振,保證加工工件的精度要求。
 
  3.加裝變頻器在內(nèi)、外圓磨床上的效果
 
  如部分使用年限長久的外圓磨床加工精度已很難滿足工藝要求,設(shè)備在磨削工件時會產(chǎn)生直波紋,經(jīng)過事業(yè)部、車間設(shè)備技術(shù)人員與設(shè)備維修人員對該設(shè)備進(jìn)行研究分析,一致認(rèn)為是砂輪線速度與工件旋轉(zhuǎn)線速度在頻率上相互干涉,砂輪在加工轉(zhuǎn)軸、軸套過程中產(chǎn)生共振而造成的,解決方案就是改變砂輪主軸電機(jī)頻率及轉(zhuǎn)速,減小共振,從而消除轉(zhuǎn)軸的直波紋。車間設(shè)備員、電氣技師經(jīng)過反復(fù)協(xié)商計算,轉(zhuǎn)軸*磨削轉(zhuǎn)速820r/min,磨頭砂輪的轉(zhuǎn)速3000r/min,根據(jù)轉(zhuǎn)速與頻率成反比,確定外圓磨床磨頭電機(jī)技術(shù)參數(shù)為功率4kW、轉(zhuǎn)速1440r/min、頻率50Hz與極數(shù)4對比,認(rèn)為此變頻器可以應(yīng)用。zui終確定變頻器的額定功率15kW,頻率28.5~300Hz,公司及時采購,經(jīng)過車間安裝、調(diào)試,zui終解決了轉(zhuǎn)軸磨削過程中出現(xiàn)直波紋的問題。
 
  借鑒在外圓磨床增加變頻器,解決直波紋質(zhì)量問題的經(jīng)驗。事業(yè)部對車間內(nèi)圓磨床的磨頭電機(jī)選型、匹配合適的變頻器。參數(shù)為功率5.5kW、轉(zhuǎn)速2900r/min、頻率50Hz、極數(shù)2。安裝運行后,成功解決了內(nèi)圓磨床的直波紋質(zhì)量問題。
 
  4.結(jié)束語
 
  經(jīng)過加裝變頻器,極大地提高了磨床加工效率,由加裝變頻器前的每天每臺設(shè)備磨8根轉(zhuǎn)軸,增加為每天每臺設(shè)備可磨16根轉(zhuǎn)軸。車間后續(xù)又對兩臺磨床加裝變頻器,都成功地解決了轉(zhuǎn)軸磨削后的直波紋問題。通過此次改進(jìn),不但提高了設(shè)備加工精度,解決了車間生產(chǎn)的瓶頸工序。同時,節(jié)約了能源。
 

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