HD12_5龙门刨床的修理及电气改造

1、44 维修 改造机械 2000年第27卷第5期HD12 5龙门刨床的修理及电气改造浙江汽车齿轮厂(金华 321007) 丁景民摘要:介绍了HD12 5龙门刨床横梁、齿轮箱修理及电气系统改造方案。关键词:龙门刨床;修理;电气改造Abstract:AnideaofcrossrailandgeaxboxmaintenanceandelectricsystemrenovationforHD12.5planer.Keywords:planer;maintenance;electricrenovation中图分类号:TG551 文献标识码:B 文章编号:1006-0316(2000)05-0044-03我

2、厂一台捷克50年代出产的HD12 5龙门刨床,已使用40年,零部件磨损、电气元件老化严重、故障频率高、精度丧失,无法满足生产的需要。针对该设备的实际使用情况,为减少维修时间、节约资金和提高设备的使用性能,我们对机械部件、液压部件采用项目修理,电气部件应用可控硅技术改造。1 机械部件修理修前检查表明,HD12 5龙门刨床易损件(如工作台主传动齿轮、横梁走刀丝杆螺母等)磨损严重,需更换或修复。而床身导轨由于前几年在工作台导轨面镀装了夹布胶木板,提高了耐磨性能,因而磨损量少,且无拉伤现象,所以仅作精度调整即可满足要求。两根立柱在使用时不太移动,调整好后一般固定不动,导轨面磨损量少,也不用拆卸刮削或磨

3、削。根据上述情况,决定在原地对设备进行修理。在机械部件修理中,除了拆卸刀架、走刀进给箱、工作台主传动箱,清洗以及修复更换易损件外,主要对下列零部件进行了修理。1 1 横梁的修理横梁一方面受自身及两只垂直刀架重力的作用,引起下挠变形;另一方面,在使用过程中,横梁导轨面产生磨损,中部导轨面使用多,磨损较大,在刨削加工时,使工件平面产生中凹较多,并引起垂直刀架走刀不稳。拆卸横梁前,要先作如下检查:测量重力作用下横梁的下挠变形量和导轨使用后的磨损量,以确定磨削量;用塞尺检查横梁与立柱的贴合面、横梁导轨与滑座的贴合面以及各镶条滑动面等的间隙,以确定横梁夹紧装置是否失效并决定其修理方案,了解镶条的间隙并决

4、定其调整方法;检查立柱升降丝杆与横梁走刀丝杆的磨损情况及是否弯曲,确定修复方法。根据磨损量不同的情况,决定更)螺母。横梁导轨面、压板面放在M52125导轨磨床上磨削。为补偿重力的作用,导轨面磨成中凸,通常为0 04mm。厚横梁用铸铁制成,导轨面未经热处理淬硬,耐磨性差,本次修理时采用滚轮式电极淬火,提高导轨的硬度和耐磨性,以延长导轨的使用寿命。电接触淬火时的工作参数选择为:电流强度400600A;淬硬深度0 150 25mm;滚轮的回转速度2 2m/min;为防止滚轮回转不平稳,引起打弧,影响淬火质量,电极工作压力取24kgf;滚轮直径取 55mm,轮缘花纹宽0 81mm,轮缘花纹宽必须光滑匀

5、称,曲线均匀分布,不得有毛刺。横梁导轨电接触淬火时,要擦净导轨表面并用汽油清洗,装上辅助导轨。安放淬火机,使其与床身导轨处在同一水平面上,按导轨宽度调好淬火导轨的跨距,接好风管和电源,检查铜架上通风孔的通风情况,使其在淬火时压缩空气冷却滚轮,使导轨表面迅速冷却,达到导轨淬火的目的。横梁导轨淬火后,再用细油石加清洗油打磨,除去淬火时的凸起部分,使导轨表面光滑平整。注意油石打磨时不能用力过猛,以表面平滑即可,不能影响导轨精度及中凸量。横梁导轨在电接触淬火时,应注意以下几点: 铜滚轮在淬火时,要观察滚过工作表面上的花纹优劣。正常花纹应是线条清晰、表面光滑的银白色花纹。花纹的优劣标志着工作表面淬火质量

6、的好坏。如果花纹呈黑色,说明电流强度过大,造成导轨表面接触熔化严重,这样虽然硬度高,但其表面粗糙度差。如果花纹呈紫黄色,说明淬硬层深度不够,应适当增大电流强度或减小滚轮回转速度。 工作过程中如发现滚轮打滑,花纹拉出直线型,说明滚轮内孔与轴相咬,滚轮运动不平稳,应停车将轴与孔用细砂机械 2000年第27卷第5期45结时以原主动人字齿轮(过去小修时已更换)为基础,使其在啮合状态下,将两个新加工的大斜齿轮粘套在斜齿轮轴的两端进行定位粘接,待胶烘干后,用 16mm的圆柱销固定,粘接结构尺寸及加工要求如图3所示。烧伤或磨损严重,应及时对滚轮进行修复或更换新轮,同时保证滚轮与滚架配合间隙为0 3mm。沿导

7、轨运动方向应避免出现连续的未淬火带,使导轨淬硬面积约为2030%。 观察滚轮在淬火过程中和导轨相接触的火花点,如有连续的小火花出现,则导轨淬火正常。偶然出现较大的火花,则说明导轨表面不干净,需清除导轨面污垢后再淬。如发现周期性 打火 ,则说明滚轮上有毛刺或粘上烧熔的铸铁斑点,需停车用油石修磨,使淬火曲线均匀光滑。1 2 工作台面的修理工作台面在使用过程中,因工件与台面的碰撞、切削力的冲击、工件的装夹等因素,导致工作台表面磕伤碰毛并形成一层冷作硬化层。为除去表面损伤层,保证横梁与工作台面的位置精度,在机床修复基本结束、床身导轨调好水平后试车时自身精刨工作台面。1 3 加装限位装置HD12 5龙门

8、刨床床身两端无限位装置,为避免因突然停电时工作台受惯性作用跑出(经常产生此类情况),工作台齿条脱离主传动箱(减速箱)传动齿轮,加装如图1所示的限位装置,其中弹簧起缓冲作用,柱塞头部的橡皮可避免与工作台底部撞块的硬性接触。加装限位装置后,不必在每次停电后因工作台冲出而重新调整自整角机。图2 工作台减速箱斜齿轮图3 斜齿轮粘接结构粘结采用JW 1型无机粘结剂。先用汽油丙酮将齿轮内孔及轴外圆清洗干净,凉干后,均匀地涂上图1 加装限位装置粘结剂。各粘结面全部粘结完后,就以原主动人字齿轮作为定位基准,在机床上使主、被动齿轮在啮合条件下进行定位粘接。定好位后,用四根 20螺杆对称夹紧两个大斜齿轮。然后再拆

9、除,吊运到电烘箱内,先以50 温度烘1小时,再升温到以90 烘2小时即可。粘接结构尺寸及加工要求: 在加工大斜齿轮内孔时,其定位配合面必须保证其齿圈的径向跳动不超差,还要保证在粘结中胶未干时用手能微量转动两大斜齿轮,以便按主动齿轮定位; 当大斜齿轮加工到配合尺寸时,再分别在孔、轴的整个配合面的, 1 4 工作台主传动箱(减速箱)的修理在修理HD12 5龙门刨床、检查工作台主传动箱时发现驱动工作台大斜齿轮(如图2)磨损严重必须更换。这两个大斜齿轮的螺旋角 f为15 ,左右齿轮组成一个大的人字齿轮。原机床中的斜齿轮轴和两端大斜齿轮是热套配合。热套时,用已加工好的主动人字齿轮为基准,使主、被动齿轮在

10、啮合状态下,将两大斜齿轮热套于齿轮轴两端,这样就可以降低人字齿轮的加工难度。但加热操作这么大的齿轮内,46度,0 8mm/r的走刀量切一刀花,要求刀花尽量粗糙些,这样既保留了配合的基准面,又增大了容胶面积和厚度,使粘胶可靠。经实际使用,粘接强度完全可以满足负荷要求,齿轮传动平稳,无任何异常现象。2 液压系统的修理HD12 5龙门刨床横梁上两只垂直刀架、两立柱上侧刀架的工作进给、抬刀,以及横梁在立柱上的锁紧,都采用液压控制。针对使用时走刀不准、抬刀缓慢的现象,对液压系统作了修理: 清洗油箱、油路和管道,更换液压件; 更换齿轮油泵。拆洗油箱中三只齿轮油泵发现齿轮表面和两端面擦伤严重,啮合处失去密封

11、作用,不能封油,致使系统流量不足,这是引起刀架进给抬刀失灵的主要原因,故用新齿轮泵更换; 更换换向阀。原两只辅助换向阀芯移动用老式电磁铁控制,经常失灵出故障,且阀芯磨损,内部泄漏,移动不灵活。用34E 35B电磁换向阀予以更换; 更换工作缸内密封圈,消除缸内油液泄漏; 调整系统压力。在空运转调试时,油泵电机经常被跳停,电机发烫,转动电机轴手感很重。经检查齿轮泵、电机正常。通过修理改进压力继电器、调整油路系统压力至正常工作压力,降低泵的出口压力,减少电机负荷,消除了电机跳停现象。经上述修理和改造,液压系统工作正常。3 电气部件改造我厂在HD12 5龙门刨床上主要用于加工车床床头箱、溜板箱、床鞍等

12、零件的平面、斜面和槽,两班制生产,生产任务繁忙。但由于其电气控制系统接触器、继电器数量多,常因触点接触不良引起故障;加上使用年限长,主电机老化,换向不灵及烧坏,停机修理时间较多,设备利用率低,严重影响了正常生产。HD12 5龙门刨床的工作台拖动采用直流发电机 直流电动机(F D)调速系统,控制系统陈旧落后,耗电量大。针对上述情况,在本次修理时对该设备的电气控制系统进行技术更新改造。拆除原发电机、直流电机及电控柜,用一套SIMOREG V57可控硅调速装置替换。SIMOREG V57装置包括两只B2012E电控柜,一只Z 200/100、45kW直流电动机,连同蜗轮、蜗杆的自整角机。该装置主拖动

13、采用调节可控硅整流电 机械 2000年第27卷第5期闭环控制系统,并由两个接触式自整角机和晶体管组成了行程控制器和给定器。该系统保证了工作台在2575m/min速度范围内无级调速。直流电机、自整角机的安装如图2所示。直流电机在安装时,由于新直流电机比原电机中心低140mm,为保证刚性和抗振性,电机下垫一块厚度为140mm的铸铁板。电机轴与减速器轴采用柱销式刚性联轴节联接,要求对中性好。为便于联轴节安装,电动机座应能在垂直、水平、轴向三个方向移动。在铸铁板下加机床垫铁,铸铁板与地脚螺栓和电机联接处,铣成互成90 的腰形槽,以调节电机的水平和轴向位置。联轴节安装后,用手转动应无阻滞。自整角机是一种

14、将转轴位移变为电压信号的控制电机,用以控制工作台的自动反向。工作台前进、后退各采用一个无接触式自整角机。自整角机与轴联接,经蜗轮蜗杆减速,通过接杆与传动工作台的齿轮轴联接,发送工作台的角位移即工作台位置。接杆装配时不能有轴向窜动,尤其是键不可跌落,否则会导致工作台行程不准,反向失灵。电控柜内的控制板元件大部分采用COMS电路,元件的集成度高、功耗小、稳定性好,使整机(控制系统)的体积减小,可靠性提高。电控柜的通风机噪音小,风量大,可控硅散热条件良好。原直流电动机的电刷和整流子材料硬度低,易磨损,寿命低,故障高。更新的直流电动机的整流子改用超导合金材料,电阻率下降2/3,硬度提高百倍以上,电刷也

15、已改为合金材料,磨损很小,因此可靠性高,故障少。SIMOREG V57可控硅调整装置的特点: 工作台前进(切削)速度与后退速度能单独进行调速而无需停车; 工作台速度能降到1m/min,以作磨削、铣削用,为改装铣头、磨头作好了技术准备; 工作台前进和后退行程可在不停车的条件下无级调整,以适应加工工件位置的需要; 主拖动电机控制线路采用无触点控制,保证机床可靠准确地自动工作; 工作台行程终了自动减速,保证刀具慢速离开工件,同时提高反向越位的准确性。SIMOREG V57装置是晶闸管 直流电动机可逆调速系统,它完全能符合龙门刨床运行速度图(如图4)的需要。速度图中,t1t2阶段以慢速VL运行的目的是

16、使刀具以慢速切入工件,减小刀具在切入时所承受的冲击,延长(下48开始试验时是将液气分离器底部用油管直接接入曲轴箱底部油池中。实验证明因曲轴箱体内气体压力比大气压高,液气分离器底部油不易流入曲轴箱油池。最后采用将液气分离器底部用油管接到3W 1.6/10空压机机身自带的齿轮油泵下进油孔处,与滤油网内孔相通,靠齿轮油泵吸油力将液气分离器底部油吸走,这样就可解决上述问题。实验原始资料如下:将5台实验用的3W 1.6/10空压机分别编为1号机、2号机、3号机、4号机、5号机,工作压力保持1MPa,排气量为1 6m/min,满负荷下运行。(1)改进前采用透气罩实验,如表1。表1 改进前实验数据机号1号机

17、2号机3号机4号机5号机1h2h4h8h3机械 2000年第27卷第5期表2 改进后实验数据机号1号机2号机3号机4号机5号机2h4h在实验过程中未出现故障与事故。拆机检查轴套、轴瓦等磨损极小,有的几乎无磨损。实验结果表明平均每台每小时耗油量只有17g,比国家规定的优等品耗油量30g/h还要低13g,原来耗油量大的空气压缩机,改进后节油效果更好。改进后因为耗油量少,不需经常加油可使曲轴、活塞销、连杆轴瓦等润滑得到保证,不易损坏。2 液气分离器的制作液气分离器如图2所示,其外筒、内套、长方形管道材料可用Q235, =1mm板材,尺寸以图2所示为宜,尺寸太大浪费材料,提高成本,太小分离效果欠佳。液

18、气分离器尺寸大小还与空压机活塞环对气缸密封性有关,密封性好,液气分离器尺寸可小些;密封性差,液气分离器尺寸可大些。确定回油管直径。从实验过程中证明回油管直径大一点好,因为管内阻力小,但耗用材料多,若回油管太小又会使回油阻力大,回油慢,引起液气分离器出口有少量油雾喷出,以内径为 =10mm左右管径为宜。这种自行设计液气分离器分离液气效果好,耗油量显著降低,减少油雾对环境的污染。刀具使用寿命。t4t5阶段退出工件之前减速的目的是为了防止工件边缘的崩裂,返回过程不切削工件。为提高生产率,反向时直接加速到高速返回速度VR。返回行程在反向到工件行程起始点之前,为了减小反向时的越位和对传动机构的冲击,还设置了t7t8的减速过程。 节电效果显著。在同等生产条件下,改造后的耗电量仅为改造前的三分之二。按二班制生产,投资8万元的电气改造费用,用两年多的时间通过节电产生效益即可收回,投资效益十分明显。 性能稳定可靠。改造后很少出故障,提高了设备利用率,减少了停机损失。通过对该龙门刨床的改造与维修,提高了机床的技术