剃齒機刀具電機驅動的變頻升級改造

李國強

（中國重汽大同齒輪公司， 山西 大同 037305）

1 實施背景

加工部目前在用的30臺YW4232型剃齒機，大部分為2000年左右購置的設備，因設計缺陷存在以下問題：

1）刀具電機硬啟動且頻繁換向的反復沖擊，造成主軸傳動鏈各零部件故障率居高不下（平均每2個月就需要更換），不僅設備故障率高，維修停機時間長（部件更換通常需要3 h），且存在安全隱患（屬高空作業且防護困難），維修費用高，加工部每年更換該類零部件費用高達10萬余元；

2）刀具轉速調整為掛輪調整方式，調整時間長，并且調整只能有固定速度，無法依據工藝實際需求調整轉速；

3）部分產品剃齒工序出現齒向折線，消除的辦法要求刀具轉速能進行寬范圍平滑調整，而設備的設計轉速調整是通過掛輪在55～270轉之間的8個固定轉速點調整，無法達到消除齒向折線所需要的轉速調整范圍；

4）在加工運行過程中刀具的驟啟驟停沖擊，在工件表面留下停刀紋影響齒面粗糙度；

5）頻繁的交復式沖擊加速造成刀具壽命降低。

2 實施方案

應用變頻調速器對原電機的接觸器控制驅動電路進行升級改造，并對控制線路及控制程序進行相應的設計和優化，達到使變頻調速器可以完美融入整個加工控制體系的目的。

最先挑選加工部在用的三臺損壞故障頻次最高的剃齒機進行升級改造驗證，若效果良好進行全部推廣。

3 改造效果

1）最先改造的三臺故障率最高的驗證設備已正常穩定運行5個月，安全渡過兩個故障周期，檢查傳動鏈零部件依然完好。并在全加工部推廣，見圖1、圖2。

圖1 改善前后調速對比圖

圖2 改善前后齒向對比圖

2）變頻調速器的調速功能較之前的掛輪調速更加簡便精準，刀具轉速調整只需15 s以內即可設定完成，大幅提高了設備調整效率。

3）變頻調速范圍可在30～360轉之間平滑精確調整，使原設備無法實現的轉速區域得以實現，滿足了消除產品齒向折線所需的轉速調整范圍要求。

4）保護刀具傳動鏈中每一零部件，大幅延長零部件的使用壽命。年節約配件費用8～10萬元。

5）消除了停刀紋提高了產品的表面質量，齒面無明顯停刀紋，齒面粗糙度Ra1.0 μm以上。

6）減少了切削過程中的沖擊，保護剃刀免受沖擊。

7）刀具傳動鏈故障需在設備頂部進行維修，維修人員工作強度大危險系數高。改造后頂部維修次數大幅降低，且會逐步趨近與零。消除了維修作業的安全隱患。