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沈陽機(jī)床配件改造龍門刨床主拖動(dòng)系統(tǒng)
發(fā)布者:admin  日期:2012/6/8  點(diǎn)擊:450

沈陽機(jī)床配件龍門刨是加工大型工件的刨削和磨削兩用機(jī)床,其主運(yùn)動(dòng)是工作臺的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),主拖動(dòng)系統(tǒng)完全依靠發(fā)電機(jī)組-擴(kuò)大機(jī)組-直流電動(dòng)機(jī)組成的調(diào)速沈陽機(jī)床配件系統(tǒng)(簡稱F-D調(diào)速系統(tǒng))來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作。這種調(diào)速系統(tǒng)有以下缺點(diǎn):①設(shè)備大,占地面積大:②價(jià)格昂貴:③工作效率低:④能源利用率低、生產(chǎn)成本高:⑤噪音大:⑥故障率高:⑦線路復(fù)雜,維修難度大、工作量大。
由于F-D調(diào)速系統(tǒng)有以上缺點(diǎn),所以長期以來人們十分關(guān)注龍門刨床主拖動(dòng)系統(tǒng)的改造。怎樣改造才合適,下面就這一問題進(jìn)行討論,希望能給機(jī)床電氣工作者點(diǎn)滴啟發(fā)。
1 主拖動(dòng)系統(tǒng)的特殊性
為滿足刨削和磨削的加工工藝要求,主拖動(dòng)系統(tǒng)有如下的特殊性:①具有較寬的調(diào)速范圍,調(diào)速比為1:45:②具有較硬的機(jī)械特性,靜差率小于10%:③具有沈陽機(jī)床配件較好的挖土機(jī)特性,自動(dòng)將過載電流限制在1.4倍的額定電流內(nèi):④具有較強(qiáng)、較快的啟動(dòng)、換向、停車過程,響應(yīng)時(shí)間小于0.5秒:⑤前進(jìn)、后退有一定的自動(dòng)平滑減速:⑥工作臺能自動(dòng)、頻繁地往返運(yùn)動(dòng)。要改造龍門刨的主拖動(dòng)系統(tǒng),必須在保留原特性的基礎(chǔ)上,提高性能,降低生產(chǎn)成本。
2 龍門刨主拖動(dòng)系統(tǒng)的改造
改造方案
機(jī)械設(shè)計(jì)
電氣設(shè)計(jì)

表  SRD-L-55kW與F-D-60kW調(diào)速系統(tǒng)沈陽機(jī)床配件的性能比較序號特點(diǎn)SRD-L-55kWF-D調(diào)速系統(tǒng)
1啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩>150%<30%
2效率100%T和100%N>92%55.9%
3效率100%T和50%N>92%<35%
4功率因數(shù)0.950.82
5啟動(dòng)電流/額定電流(全壓)0.31.4(限制)
6過載能力/額定能力120%120%
7制動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩100%20%
8啟動(dòng)、停車響應(yīng)時(shí)間<0.3秒<0.5秒
9穩(wěn)速精度0.25%10%
10電壓范圍320~418360~400
11電源缺相保護(hù)有無
12電流過載相護(hù)160%140%
13調(diào)速比1:451:45
14給定轉(zhuǎn)速為零,沈陽機(jī)床配件電動(dòng)機(jī)輸出對抗轉(zhuǎn)矩有無
15程序控制、自診斷功能有無
16噪聲dB7085


圖  龍門刨床主拖動(dòng)系統(tǒng)
根據(jù)上述特性和要求,從性能、價(jià)位和經(jīng)濟(jì)適用等綜合指標(biāo)的考核,目前能達(dá)到和超過原技術(shù)指標(biāo)的調(diào)速系統(tǒng)唯有SRD,SRD又稱為開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)沈陽機(jī)床配件速系統(tǒng),其性能好,技術(shù)指標(biāo)高,是國際上80年代推出的新型無刷無級調(diào)速系統(tǒng),主要由SR電動(dòng)機(jī),功率變換器,控制器,位置檢測器四大部分組成。可直接用于龍門刨床,也適用于各種調(diào)速機(jī)械設(shè)備。由于SR電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子無繞組,電動(dòng)機(jī)可高速旋轉(zhuǎn)而不致變形:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,易于加速、減速、停車,并在寬廣的轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)均具有高輸出和高效率。SRD體積小,占地面積小,易于安裝,而且傳輸效率高,發(fā)熱量小,散熱好。其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于F-D調(diào)速系統(tǒng)。原B2016A主拖動(dòng)使用60kW 直流電動(dòng)機(jī),根據(jù)SRD的特點(diǎn),改造B201沈陽機(jī)床配件6A龍門刨主拖動(dòng)應(yīng)選用SRD-L-55kW開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng),現(xiàn)將SRD-L-55kW 與F-D-60kW 調(diào)速系統(tǒng)的性能進(jìn)行比較如右表。
用SRD改造的龍門刨床主拖動(dòng)系統(tǒng)簡圖如圖右。
由于原直流電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1000r/min對應(yīng)的高速檔為90m/min,低速檔為45m/min,在磨削工作時(shí)要求最低速度為1m/min,所對應(yīng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為22r/min,而SR-L-55kW開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍為30-1350r/min,所以需將減速箱的第一組減速主動(dòng)齒輪由23齒改為18齒,從動(dòng)齒輪由64齒改為69齒,保證了1:45的調(diào)速比。
取消發(fā)電機(jī)組、擴(kuò)大機(jī)組、直流電動(dòng)機(jī),將55k沈陽機(jī)床配件W開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)直接安裝在原直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上,與減速箱直接聯(lián)接。
抬刀系統(tǒng)由激勵(lì)發(fā)電機(jī)供電,改為單相橋式整流、加續(xù)流二極管的直流電源供電。取消全部的直流繼電器和直流接觸器,增設(shè)一只20A交流接觸器,編號仍然為2H,由Q、H交流中間繼電器控制2H,2H主觸點(diǎn)接通抬刀線圈。
取消Y、△交流接觸器和SJ-A時(shí)間繼電器,保留AC交流接觸器,由AC接通SRD-控制功率轉(zhuǎn)換器電源。用AC輔助觸點(diǎn)接通BC交流接觸器,由BC控制開關(guān)沈陽機(jī)床配件磁阻電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)用電動(dòng)機(jī)。
由ZJ、J、LQ、R-Q、R-H、b-q、b-H、Q-JS、H-JS、M和兩只電阻等元件組成速度自動(dòng)調(diào)整線路,調(diào)節(jié)SRD——控制功率轉(zhuǎn)換器的速度給定信號。
將原1R、2R改制成6W、10kW的制動(dòng)電阻,接在控制功率轉(zhuǎn)換器的R1、R2端子上,作為釋放電動(dòng)機(jī)在停轉(zhuǎn)時(shí)反送回的能量。
取消直流電流表、轉(zhuǎn)速表,將面板顯示安裝于此,用以顯示開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速和SRD調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生各種故障后的故障類型。
3 主拖動(dòng)的工作原理
SRD系統(tǒng)啟動(dòng)和停止。當(dāng)按動(dòng)“主機(jī)沈陽機(jī)床配件啟動(dòng)”按鈕,AC吸合并自鎖,SRD控制功率轉(zhuǎn)換器得電準(zhǔn)備,主電機(jī)的通風(fēng)用電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),按動(dòng)“主機(jī)停止”按鈕,AC釋放,切斷SRD控制功率轉(zhuǎn)換器和通風(fēng)機(jī)電源。SRD系統(tǒng)和通風(fēng)機(jī)任何一個(gè)過載,熱保護(hù)動(dòng)作,能保證工作臺自動(dòng)停止運(yùn)行,并能保證工作臺始終停止在后退終了的位置上,以防止損壞刀具和工作表面。
工作臺的啟動(dòng)和停止。當(dāng)Q或H吸合接通工作臺啟動(dòng)信號和給定信號,由Q的閉合與釋放決定工作臺前進(jìn)和后退,由“工作臺停止”按鈕接通復(fù)位信號。
工作臺的運(yùn)行。改造后工作臺仍保持原有工作方式、工作曲線、工作條件,步進(jìn)、步退、自動(dòng)循環(huán)、刨削和磨削運(yùn)行與原來相同。
4 改造結(jié)果
用SRD改造龍門刨床主拖動(dòng)系統(tǒng),既保持了F-D調(diào)速系統(tǒng)的功能,提高了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),增加了缺相保護(hù),給定轉(zhuǎn)速為零時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出對抗轉(zhuǎn)矩,程序控制沈陽機(jī)床配件、自診斷功能。并且使龍門刨床工作更可靠,不再有飛車、爬行、蠕動(dòng)現(xiàn)象出現(xiàn)。既可保持原操作方式,又簡化了電氣線路,減小故障率,減少維修工作量。改造后的龍門刨可節(jié)約10平方米的廠房,提高廠房的利用率,降低噪聲,提高生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本。改造后的龍門刨可減少9千瓦的空載損耗,減少6千瓦的銅損,減少21%的負(fù)載傳輸損耗,年節(jié)約能源費(fèi)1.4萬元,而改造投資費(fèi)用為4.5~6.9萬元,可在五年內(nèi)收回。
用SRD改造龍門刨主拖動(dòng)系統(tǒng),使龍門刨主拖動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)優(yōu)化,結(jié)構(gòu)優(yōu)化,功能和性能優(yōu)化。改善了靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性。新的調(diào)速系統(tǒng)將會(huì)帶動(dòng)沈陽機(jī)床配件機(jī)械設(shè)備的改造,增加社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

 
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