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變頻器能提高內、外圓磨床加工質量嗎?

發布時間:2017-04-12   點擊次數:2302次
  隨著電子技術的發展,變頻調速技術越來越普及,尤其在機械加工行業,變頻器的應用收到了很好的效果。變頻器的無級調速、軟啟動、恒轉矩輸出極大地滿足了機械加工設備對恒速度、恒轉矩的要求。磨床在加工過程中受負荷改變而產生旋轉速度的變化,易出現震刀紋質量問題。將變頻調速技術應用于內、外圓磨床上,通過改變磨頭電機的運行速度及頻率,可以避免直波紋的出現,提高加工精度和加工效率。
 
  1.影響磨床加工質量的主要原因
 
  外圓磨床加工過程,因加工工件的形狀、尺寸、工件材質以及磨削量、磨削參數的變化,加工負荷不斷變化。當加工工件內徑小,磨削進給少,砂輪磨削力小,加工負荷就小。當加工大內徑長套筒類工件時,工件旋轉的電動機在低速段,砂輪進給量大,砂輪磨削力也在變大,此時加工負荷就大。因負荷的變化造成電動機很難在恒轉矩、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了直波紋、粗糙度超差等質量問題,不能滿足工件加工的質量要求。
 
  2.磨床在運動中產生振動的原因分析
 
  普通磨床由3個振動源組成:一是主軸電機,主要負責工件的旋轉;二是磨頭電機,通過皮帶傳動帶動磨削砂輪的高速旋轉(含磨頭軸承和砂輪動平衡的好壞);三是油泵電機,負責磨頭的前后移動和工件的左右移動(有的設備將油泵電機系統改為單獨的液壓工作站,可以取消此項震源)。任何旋轉和移動設備都不可避免地產生振動,見圖1。X軸代表轉速,Y軸代表振動幅值。變頻器應用將改變交流電機供電的頻率和幅值,從而改變其運動磁場的周期,達到平滑控制電動機轉速的目的。如果將磨頭電機加裝匹配的變頻器,通過改變頻率,減小磨頭電機振動曲線2的幅值,從而降低曲線1、曲線2疊加后的振動幅值,減小磨削過程中產生的共振,保證加工工件的精度要求。
 
  3.加裝變頻器在內、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,設備在磨削工件時會產生直波紋,經過事業部、車間設備技術人員與設備維修人員對該設備進行研究分析,一致認為是砂輪線速度與工件旋轉線速度在頻率上相互干涉,砂輪在加工轉軸、軸套過程中產生共振而造成的,解決方案就是改變砂輪主軸電機頻率及轉速,減小共振,從而消除轉軸的直波紋。車間設備員、電氣技師經過反復協商計算,轉軸*磨削轉速820r/min,磨頭砂輪的轉速3000r/min,根據轉速與頻率成反比,確定外圓磨床磨頭電機技術參數為功率4kW、轉速1440r/min、頻率50Hz與極數4對比,認為此變頻器可以應用。zui終確定變頻器的額定功率15kW,頻率28.5~300Hz,公司及時采購,經過車間安裝、調試,zui終解決了轉軸磨削過程中出現直波紋的問題。
 
  借鑒在外圓磨床增加變頻器,解決直波紋質量問題的經驗。事業部對車間內圓磨床的磨頭電機選型、匹配合適的變頻器。參數為功率5.5kW、轉速2900r/min、頻率50Hz、極數2。安裝運行后,成功解決了內圓磨床的直波紋質量問題。
 
  4.結束語
 
  經過加裝變頻器,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備磨8根轉軸,增加為每天每臺設備可磨16根轉軸。車間后續又對兩臺磨床加裝變頻器,都成功地解決了轉軸磨削后的直波紋問題。通過此次改進,不但提高了設備加工精度,解決了車間生產的瓶頸工序。同時,節約了能源。
 

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