通过加装变频器提高磨床加工效率

在机械加工行业中,随着电子技术的发展,变频调速技术越来越普及,变频器的应用收到了很好的效果。尤其是变频器的无级调速、软启动、恒转矩输出极大地满足了机械加工设备对恒速度、恒转矩的要求。磨床在加工过程中受负荷改变而产生旋转速度的变化,易出现振刀纹质量问题。通过将变频调速技术应用于内、外圆磨床上,经过改变磨头电机的运行速度及频率,可以避免直波纹的出现,提升加工精度和加工效率。

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外圆磨床加工过程,因加工工件的形状、尺寸、磨削参数的变化,工件材质以及磨削量、加工负载不断变化。当加工工件内径小,磨削进给少,砂轮磨削力小,加工负载就小。当加工大内径长套筒类工件时,工件旋转的电动机在低速段,砂轮进给量大,砂轮磨削力也在变大,此时加工负荷就大。因负载的变化造成电动机很难在恒转矩、恒速度下运行。同时,速度的变化改变了主轴、磨头等振动频率及幅值,加工后工件加工面出现了直波纹、粗糙度超差等质量问题,不能满足工件加工的质量要求。

普通磨床由3个振动源组成:一是主轴电机,主要负责工件的旋转;二是磨头电机,通过皮带传动带动磨削砂轮的高速旋转;三是油泵电机,负责磨头的前后移动和工件的左右移动。任何旋转和移动设备都不可避免地产生振动。为保证加工工件的精度要求,变频器运行改变交流电机供电的频率和幅值,从而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。如果将磨头电机加装匹配的变频器,通过改变频率,减小磨头电机振动曲线2的幅值,从而降低曲线1、曲线2叠加后的振动幅值,减小磨削过程中产生的共振。

有个二手设备aijiuku.com使用近30年,担负着动车转轴磨削工序,各方面性能老化,已无法满足加工精度的工艺需求,设备在磨削工件时会产生直波纹,经过研究分析,发现是工件旋转线速度与砂轮线速度在频率上相互干涉,砂轮在加工转轴、轴套过程中产生共振而造成的,解决方案就是改变砂轮主轴电机频率及转速,减小共振,从而消除转轴的直波纹。经过车间安装、调试,最终解决了转轴磨削过程中出现直波纹的问题。

由加装变频器前的每天每台设备磨8根转轴,经过加装变频器,增加为每天每台设备可磨16根转轴。车间后续又对两台磨床加装变频器,都成功地解决了转轴磨削后的直波纹问题。通过此次改进,不但提升了设备加工精度,解决了车间生产的关键工序。同时,节约了能源,极大地提高了磨床加工效率。

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