C516A立車大修改造中的設(shè)計創(chuàng)新

盧燕華

介紹了對C516A立車在大修改造中，為了恢復(fù)機(jī)床幾何精度，提高其利用率，滿足用戶特殊需要，從液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及安全防護(hù)門三方面的設(shè)計創(chuàng)新。文中的設(shè)計創(chuàng)新可供同類產(chǎn)品設(shè)計參考和借鑒。

我們要改造的C516A立車是齊齊哈爾機(jī)床廠生產(chǎn)制造的設(shè)備，由于使用年代久遠(yuǎn)，該設(shè)備電器控制系統(tǒng)及元器件嚴(yán)重老化，精度缺失，故障頻繁，且工作現(xiàn)場鐵屑飛濺，達(dá)不到環(huán)評及安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化要求標(biāo)準(zhǔn)。為了解決以上問題，確保設(shè)備修理質(zhì)量，我們除對磨損的床身導(dǎo)軌采用磨削、刮研修復(fù)，對磨損的橫梁絲杠副及立刀架升降絲杠副進(jìn)行了更換等一系列常規(guī)大修措施外，在對該設(shè)備恢復(fù)幾何精度的同時，還從液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)兩方面進(jìn)行了徹底改造，并設(shè)計增加了安全防護(hù)門。

1 液壓系統(tǒng)改造創(chuàng)新

液壓系統(tǒng)是該設(shè)備修理的重點，也是難點。因為立車工作臺18級變速及橫梁升降的加緊放松都由它控制。原液壓系統(tǒng)采用7套牽引電磁鐵控制，其故障率高且已損壞，18級變速不穩(wěn)定，備件不好買。液壓系統(tǒng)管路雜亂，液壓變速箱經(jīng)常漏油，不便維修。為了徹底解決這些問題，我們對液壓系統(tǒng)重新進(jìn)行了設(shè)計，更換了液壓齒輪泵，選用了新型濾油器。取消了原7套牽引電磁鐵，改為6套直流24V板式帶指示燈的電磁閥，增加了兩套配油板及溢流閥來完成工作臺18級變速及橫梁升降的夾緊放松。改造后，液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，液壓管路整齊美觀、體積變小，經(jīng)過多年使用，改造效果好，變速快，不漏油，維修方便。

2 電氣系統(tǒng)改造創(chuàng)新

2.1 原主電機(jī)的起動采用的是星三角降壓起動，改造后采用西安西普STR系列軟啟動控制方式。有效降低了電動機(jī)的起動電流，且在外接旁路接觸器工作后，仍對電機(jī)有保護(hù)作用，不需另加電機(jī)保護(hù)元件。STR系列數(shù)字式交流電機(jī)軟啟動器具有起動平穩(wěn)、技術(shù)性能高（采用了高性能微處理器）、保護(hù)功能完善可靠（如過流、過載、缺相、過熱等）等特點，可使電動機(jī)實現(xiàn)最佳的起動效果，延長電動機(jī)的使用壽命。

2.2 原設(shè)備的控制線路是繼電器線路，線路老化，布線零亂，線號不清，維修非常不便。改造后采用了三菱FX2N系列可編程序控制器，實現(xiàn)了設(shè)備的邏輯功能，為了使設(shè)備的控制動作更安全、更可靠，設(shè)計時增加互鎖、連鎖條件，完善了時序動作功能。

2.3 原工作臺的變速開關(guān)是18位開關(guān)，配件為定制的，開關(guān)鎖定機(jī)構(gòu)有電磁鎖，旋轉(zhuǎn)開關(guān)時有時間限制，購買困難。改造后用兩個旋轉(zhuǎn)開關(guān)，一個三位，一個六位，配合實現(xiàn)18級速度選擇，配件易購，變速很方便。18級速度的實現(xiàn)見下表1。

為了防止誤操作，在編程中設(shè)有自鎖和連鎖功能。當(dāng)工作臺以選定的速度運轉(zhuǎn)時，速度鎖定，此時操作工作臺選速按鈕及變速按鈕，變速不會動作。只有在工作臺主電機(jī)停止后，先確定并選好速度、再按變速按鈕，工作臺才能脈動，完成變速過程。

2.4 原設(shè)備的過載和短路保護(hù)不論單相、三相用的均是熔斷器，改造后采用了相匹配的斷路器，這樣在出現(xiàn)故障并排除后，可直接合上斷路器，避免了因找不到匹配的熔芯，采用不合適的方法如短接熔斷器而帶來的安全隱患。在為容量大于或等于500VA變壓器選輸入保護(hù)斷路器時，要考慮起動時沖擊電流影口向，選D型斷路器。

2.5 重新設(shè)計操作流程，制作新的懸掛按鈕站，用按鈕取代十字方向開關(guān)，用文字標(biāo)明各按鈕的功能，簡化操作步驟。并根據(jù)用戶要求，在操作面板上加裝立刀架的雙向、單相進(jìn)給選擇開關(guān)，按用戶描述要達(dá)到的目的，編相應(yīng)的邏輯控制程序，滿足了用戶的特殊加工需要。新制作的按鈕站盤面布局合理、美觀，按鈕功能一目了然，便于操作者操作。

3 立車安全防護(hù)門的設(shè)計創(chuàng)新

應(yīng)客戶安全標(biāo)準(zhǔn)化要求，我們對該設(shè)備增加設(shè)計了安全防護(hù)門。經(jīng)過多次協(xié)商討論，最終采用環(huán)形導(dǎo)軌三扇推拉門方案。環(huán)形導(dǎo)軌推拉門采用上下兩個環(huán)形導(dǎo)軌，該環(huán)形導(dǎo)軌內(nèi)部裝有滾動軸承，開口朝下，鐵屑不易進(jìn)入。新加裝的推拉門整體推拉自如，起到了有效安全防護(hù)的目的，達(dá)到了用戶要求，受到了用戶好評。該推拉門為同類立車首創(chuàng)。

C516A立車經(jīng)大修改造后，各項幾何精度達(dá)到了原出廠標(biāo)準(zhǔn)。改造后的液壓系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠。推拉門起到了安全防護(hù)目的。設(shè)備的電氣性能有了很大的提高和完善，PLC的使用適應(yīng)了現(xiàn)代機(jī)床的發(fā)展趨勢，縮短了檢修時間，可以使設(shè)備更好地發(fā)揮其利用率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

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