龙门刨床的性能优化与节能改造-全国设备管理创新成果评选活动.PDF

全国设备管理创新成果2015 龙门刨床的性能优化与节能改造 南昌矿山机械有限公司 成果主要创造人：朱斌 成果参与创造人：卫强 马志军 潘新平 缪学亮 摘 要：分析了龙门刨床的运动特点，利用590直流调速器、PLC和变频技术对龙门刨床进行性能优化和数字自 动化改造，以增强其使用功能，提高效率和精度，实现节能降耗。 关键词：龙门刨床 直流调速器 PLC 编码器 性能优化 节能 改造 一、前 言 龙门刨床是制造业的主要装备之一，在工业生产中占有重要位置，起着重要作用。其加工性能只能进行刨削和磨 削加工。电气控制系统包括：工作台主传动和进给机构时序控制两大部分。龙门刨床供电系统采用电动机—发电机供 电方式，工作台的行程控制采用传统的继电器、行程开关控制方式。该控制方式存在着耗能、效率低、故障率高、接 线复杂，不便于调整、检修困难的缺点，对该设备的正常使用带来很大的影响，有的甚至无法对要求较高的零件进行 加工。 但是，目前仍有不少企业还在广泛使用这种传动控制，更新设备需要大量的资金，采购、安装周期较长。因此， 我们对龙门刨床加工性能和产品加工工艺要求进行分析研究，在充分调查研究的基础上，设计制订一套低成本、高性 能的改造方案应用于实践之中，可最大限度地发挥龙门刨床的加工能力，扩大龙门刨床的使用功能，提高设备的可靠 性，降低生产加工成本，节约电能消耗，对改造老式龙门刨床具有非常大的实际意义。 随着数控技术、PLC、变频技术、光电编码技术的快速发展，为改造老式龙门刨床提供了有效的技术支持途径。 因此，本文以B2020A型龙门刨床改造的实际成功效果为例，根据龙门刨床的使用性能和加工产品的工艺特点，采用 590直流调速器、变频技术、铣削加工技术、光电编码技术对其传动系统、电气控制系统和加工方式进行改造。 二设备及新增部件介绍 1.龙门刨床简介 龙门刨床是机械加工中的重要设备，在工业生产中占有重要地位。龙门刨床可进行粗加工和精加工水平面、垂直 面、斜面及各种平面组合的轨道面。改造的这台龙门刨床型号为B2020A，是南昌矿山机械有限厂于一九八四年十一 月份购置安装，于一九八五年三月投入使用，由济南第二机床厂生产的大型机械加工设备。该设备从使用到改造的二 十多年时间里，没有进行过大修、项修，机械磨损较大，经常出现主变速箱齿轮、机械离合器损坏，进给传动箱的超 越离合器的失效，发电机、励磁机、电机扩大机、继电器、接触器、电阻器、行程开关故障频繁，经常出现停机待修， 使得正常的生产秩序被打乱。 B2020A龙门刨床属大型设备，为双立柱龙门刨床，具有刨削和磨削功能，可加工工件的最大长度为6000mm， 最大宽度为2000mm，最大高度为1600mm，最大承载加工工件为20000kg；该设备工作台传动为发电机—电动机系 统，辅助传动为三相交流电动机，供电电源电压为三相380V，有9 台交流电动机，总功率为66.75KW，直流电机4 台，工作台齿条上允许在最大拉力为8000kg （运行速度为10-20米/分）；机床床身由两节组成，工作台面由一节组成， 其行程速度可无级调整，切削行程速度：高速挡为7-70米/分，低整档为3.5-35米/分，返回行程速度：高速档为7-70 米/分，低速档为3.5-35米/分，工作台调整移动速度为3米/分，磨削时工作台移动速度为1米/分；刀架的运动可机动 全国设备管理创新成果2015 和手动，垂直刀架进刀范围：水平分为两档： Ⅰ档为0.2-3.35mm，Ⅱ档为3.5-20mm，垂直刀架进刀范围：Ⅰ档为 0.15-1.3mm，Ⅱ档为 1.25-7.5mm；侧刀架进刀范围：垂直分为两档：Ⅰ档为0.2-2mm，Ⅱ档为2-11.5mm，垂直刀架 快速移动范围为：垂直刀架水平为 1600mm/分，垂直为600mm/分，侧刀架快速移动范围为：垂直850mm/分；横梁 的升降与夹紧具有自动联锁装置，升降速度为440mm/分，床身导轨及主驱动齿轮箱为集中压力润滑，油泵流量为6 升/分；机床的外形结构坚实，机床最大长度为12800mm，机床最大宽度为4800mm，机床最大高度为4150mm，机床 总重量为45000kg。 2.PLC 的基本介绍 PLC又称可编程控制器，是上世纪70年代在集成电