MZ2015D內圓磨床電氣系統的改造

陳 滔，王麗梅，王立波

（1. 哈爾濱軸承集團公司 通用軸承公司，黑龍江 哈爾濱 150036；2. 哈爾濱軸承集團公司 質量控制部，黑龍江 哈爾濱150036；3. 哈爾濱中潤房產經營物業管理有限公司，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

MZ2015D是我公司專為加工精密品軸承引進精密設備，目前我公司用于加工NN系列雙列短圓柱滾子軸承和精密級圓錐滾子軸承，由于原設備 工件軸電機采用4/8級變速和塔形輪皮帶調整變換轉速，當工件變換轉速時很不方便，而且中間轉速沒有，很難達到精密品軸承的加工要求。該設備小往復采用步進電機驅動，但滾珠絲桿沒有自動潤滑系統，仍采用手動潤滑。

2 利用變頻器改造機床電氣系統

變頻器調速技術具有運行平穩可靠，故障率低，控制簡單，驅動力矩強、保護系統完善等特點。近年來，技術日趨成熟，已被廣泛應用于很多行業。因此決定應用變頻技術對MZ2015D內圓磨床工件主軸電機及電氣系統進行技術改造。電氣改造原理圖見圖1 所示。

圖1 電氣改造原理

2.1 工件主軸部分電氣系統的改造

（1）將工件軸電機由原來的4/8級1.1/0.75kW雙速交流電機改變接線方式，該變成4級1.1kW交流電機。

（2）變頻器的選擇：由于使用1.1kW電機作為工件主軸驅動電機，變頻器選擇臺達1.5kW變頻器。

（3）利用原電機高速起動接觸器觸點作為變頻器正轉運行起動的開關量信號。

（4）利用原電機低速起動接觸器觸點作為變頻器寸動運行信號的開關量信號（機床對點時使用）。

（5）將轉速表85C1-V接入變頻器0～10V接線端子。

（6）安裝5W4.7k電位器作為變頻器頻率指令來源。

（7）將變頻器多功能指示輸出接點RC RB串入控制回路起保護作用。

（8）將變頻器初始運行參數做相應修改，如將第一頻率指令來源設定為由數字操作器輸入改為外部端子控制，增加了寸動功能。變頻器運行參數詳見表1 。

表1 變頻器運行參數

3 步進電機滾珠絲杠加裝自動潤滑系統

該設備步進電機安裝在小往復橫向進給機構上，滾珠絲杠潤滑方式采用手動油壺定期人為潤滑（加工4h潤滑一次）沒有定量，很不方便，容易造成忘記潤滑或造成過量潤滑。進而導致進給機構的滾珠絲杠磨損，影響設備的加工精度。

3.1 步進電機進給機構的改造

受CNC數控設備伺服電機進給機構潤滑方式的啟發，數控設備的潤滑方式一般采用定量自動潤滑。設備在加工過程中，由CNC數控系統定時定量發出一個脈沖信號給定量泵來進行潤滑。伺服電機進給機構的滾珠絲杠始終保持潤滑狀態。

3.1.1 電氣系統的改造

具體問題具體分析，對MZ2015D設備進給機構內部結構進行分析，決定采用獨立的定時定量潤滑系統總成，加裝在設備步進電機的進給機構上。控制端由PLC可編程控制器的輸出端（油泵的啟動信號）控制。這樣只要設備開動油泵，潤滑系統就會給滾珠絲杠定時定量的潤滑。

設計自動間歇潤滑電路，潤滑工作由一臺電機帶動油泵完成，要求潤滑10秒后停止2min，不斷循環工作。

自動間歇潤滑電路圖如圖2 所示，其工作原理如下：

圖2 自動間歇潤滑電路

（1）按下啟動按鈕SB2,中間繼電器KA線圈通電，其常開觸頭KA閉合自鎖。

（2）KA閉合自鎖后，接觸器KM線圈通電，其主觸頭（圖中未畫）閉合，接通電動機主電路使電動機起動工作，潤滑開始。KM的常開輔觸頭KM1閉合，使10秒延時時間繼電器1KT線圈通電，并開始延時。KM的常閉觸點KM2斷開，使2分鐘延時時間繼電器2KT線圈回路斷開。

（3）當1KT時間繼電器10秒延時時間到，其常閉觸頭1KT1斷開，常開觸頭1KT2閉合。接觸器KM線圈斷電，斷開電動機主電路，電動機停止工作，潤滑停止。且KM接觸器的常閉觸頭KM2閉合，2分鐘延時時間繼電器2KT線圈通電，并開始延時。

（4）當2KT時間繼電器2分鐘延時時間到，其常閉觸頭2KT斷開，時間繼電器1KT線圈斷電。1KT時間繼電器常閉觸頭1KT1閉合，接觸器KM線圈再次通電使電動機再次起動工作，開始潤滑。

（5）由于1KT時間繼電器線圈斷電時，常開觸點1KT2斷開，而接觸器KM通電后常閉輔觸頭KM2斷開，所以時間繼電器2KT線圈斷電，其常閉觸頭2KT閉合，時間繼電器1KT線圈再次通電延時。如此往復，電動機將工作10秒后停止2分鐘周期地工作下去，直到按下停止按鈕SB1,中間繼電器KA線圈斷電，自鎖觸頭KA斷開，整個控制回路和電動機停止工作。

潤滑定時定量的時間可在潤滑系統上隨時調整。

3.1.2 機械系統的改造

該設備潤滑結構分析：由于采用手動潤滑，看其潤滑系統的油路通道剖面圖如圖3 所示。

圖3 潤滑系統油路

分析決定：在其原來的注油孔上，裝上油嘴、油管引入潤滑系統就可以了。

4 結束語

該設備改造之后，經過一年多的使用驗證，設備運行平穩，操作方便，工件電機主軸實現了0～30r/min平滑無極調速。潤滑系統由原來的手動潤滑，實現了自動定量潤滑方式即自動潤滑。其特點是操作方便，故障率低，節約了維修成本，并且在加工NN系列雙列短圓柱滾子軸承等其它精密品軸承的產品，完全能達到各種工藝參數要求。產品精度的提升，品質得到保障，達到預期效果，該項目技術改造值得同類設備中推廣使用。