Z3163型萬向搖臂鉆床大修與改造

■葫蘆島濱海水電大件制造有限責任公司 （遼寧 125004） 張順廷■渤海造船廠集團有限公司 （遼寧葫蘆島 125004） 崔立奇 鄭海華 岳林紅 王富國

Z3163型萬向搖臂鉆床大修與改造

■葫蘆島濱海水電大件制造有限責任公司 （遼寧 125004） 張順廷
■渤海造船廠集團有限公司 （遼寧葫蘆島 125004） 崔立奇 鄭海華 岳林紅 王富國

摘要：通過對萬向搖臂鉆床機械、液壓系統大修，電氣系統采用了PLC控制的改造，大大降低了設備故障概率，保證設備運行。鉆床在機械拆卸、安裝時注意事項。改造后，對出現的各種故障，進一步采取有效方法解決。

Z3163型萬向搖臂鉆床是一臺普通型機床，也是國內最大普通萬向搖臂鉆床，由天津第四機床廠制造。由于設備役齡已經超過25年，運轉情況不佳、各軸精度下降、機械磨損嚴重、電氣線路且器件老化嚴重，有較多部件必須進行更換，因此決定對機床進行大修、改造，恢復或接近原有出廠時的標準。

1. 電氣改造

（1）電氣線路改進。原有電氣線路混亂，其中互鎖線、控制線較多。并且線路老化、電纜接頭燒損嚴重。因此改造采用簡單的PLC控制，其裝置型號為：CP1H-X40DRA。采用PLC控制有很多益處：減少了控制線，維修方便直觀，節省控制箱內空間，降低機床故障概率等。

（2）電器部件改進。①原有電器部件是國產元件，斷路器、接觸器等部件動作靈敏度較差。改造后采用西門子電器部件，質量好、靈敏度高。②操作盤按鈕采用目前較好LA38-11型按鈕，內部彈力好，靈敏度高，操作手感舒適。③原有電纜護管是老式蛇皮護套管，尤其是兩頭聯接部分損毀嚴重。改造后電源線、控制線、油管等護套管采用外皮帶金屬屏蔽護網的絕緣護管，質量好、使用壽命長。④改造后，增加了一套220V穩壓電源，輸入端帶有隔離變壓器，確保PLC裝置電源穩定。

2. 機械大修

機械、液壓系統的大修，按照萬向搖臂鉆床大修標準，全部更換了軸承及密封圈等部件，對磨損部件進行了處理。對立柱夾緊部件漏油進行了修復，解決了此套夾緊裝置內部密封圈老化造成的漏油問題。

3. 機械拆卸、安裝時注意事項

主軸進給機構包括蝸桿軸和水平軸兩部分。動力由主軸進給傳動機構傳給蝸桿，再經蝸輪，最后由水平軸傳給主軸套，使主軸獲得運動。

（1）水平軸上的離合器的接合與脫開是由36個φ12mm鋼球控制的。拆下時要防止散落，必須指出安裝時，鋼球不可缺少，不能用其他規格代用，否則將會損壞離合器。

（2）離合器的調整，要在離合器嚙合狀態下，擰緊螺帽，并

使手把扳動輕便，然后用螺釘將螺帽鎖緊。

（3）拆下水平軸時，必須將主軸移至最上位置，并把主軸墊好，防止卸下水平軸時主軸落下。安裝水平軸時，主軸也要移到最上位置。

（4）鋼球保險離合器在進給抗力超過規定值或定程切削時，自動脫開，切斷機動進給。拆卸時，將主軸箱前蓋卸下，將花鍵套上的銷子拆下，可使對鋼球保險離合器組件從上部卸下。

（5）拆卸蝸桿軸時，可卸下內齒套上的銷子，再將支撐套上的緊固螺釘擰下，則支撐套可連同蝸桿軸組件一起由箱體內卸下。

4. 大修改造后故障分析

（1）主軸沒有寸動。主軸鉆孔時，要求主軸寸動。寸動就是比點動更慢，主軸可以寸動1/4轉，方便找到鉆孔中心點。改造后，出現主軸沒有寸動，以主軸快速方式旋轉。按總停按鈕，主軸才停止，萬向搖臂鉆床無法正常使用。

萬向搖臂鉆床寸動原理：啟動主電動機后，液壓泵供油。按下主軸正（或反）寸動按鈕，接通電磁鐵YA1（或YA2）動作，帶動三位四通電磁閥1C （34D-10BH）正向（或反向）接通油路。第Ⅸ軸（撥叉軸）油腔上腔（或下腔）進油，撥叉壓緊離合器上摩擦片（或下摩擦片）來實現主軸的正反向旋轉，但電磁鐵YA1（或YA2）不能自鎖，手松開按鈕，主軸自動停止旋轉。按寸動按鈕時間長短，實現主軸寸動多少。

電氣回路查找故障：檢查寸動按鈕、電磁鐵YA1、YA2及其連接線，未發現問題，同時電磁鐵YA1、YA2動作順序正確。

油路閥件查找故障：檢查液壓泵油壓2MPa，同時主軸快速正常，說明油路中油壓正常。檢查上、下油腔及離合器撥叉，都有動作，且動作順序正確，未發現問題。

檢查更換新的三位四通電磁閥1C，動作順序正確。

檢查上、下腔摩擦片都有動作，但主軸寸動時，仍不能停止。

主軸處在停止狀態原理：主電動機啟動后，帶動液壓泵旋轉。由于各電磁閥未通電，整個系統處于低壓，剎車離合器在彈簧彈力作用下，主軸處于停止狀態。此時液壓泵來油至各潤滑點。

主軸正反轉原理：按動正轉或反轉按鈕，三位四通（34D-10BH）電磁閥動作，接通正轉或反轉油路，使正反轉液壓缸帶動撥叉向上或向下壓緊實現主軸正轉或反轉，與此同時壓力油進入剎車離合器，推動活塞壓縮彈簧，松開剎車。

通過研究機械及液壓原理后，進一步檢查發現，在第Ⅰ軸彈簧壓力調整過松，導致剎車離合器上壓緊推動活塞壓縮彈簧松，主軸沒有剎車。

用內六方扳手，適當調緊第Ⅰ軸彈簧壓力后，主軸寸動正常。

（2）主軸變速時，有時齒輪箱內噪聲較大。操作者工作時，經常要變速。主軸變速時，有時出現齒輪箱內噪聲大的故障。通過觀察、試驗，發現變速時，箱體內第Ⅳ軸與第Ⅴ軸上端的齒輪嚙合不夠順暢。由于此臺萬向搖臂鉆床大修與改造時間短，箱體內第Ⅳ軸與第Ⅴ軸上端各有1套齒輪，齒輪有45°倒角，當時未發現倒角有磨損。噪聲較大原因是齒輪嚙合時，齒與齒相頂，嚙合不到位造成的。重新拆下齒輪箱齒輪，用角磨機將2套齒輪倒成45°后，萬向搖臂鉆床變速正常。

（3）主軸箱夾緊時松動。根據加工圖樣要求，某產品鉆孔時，主軸箱都要調整不同角度，找正孔的中心點。大修后，主軸箱夾緊時出現松動。分析原因是：主軸箱鎖緊裝置出現問題。鎖緊裝置是由1根階梯絲杠和2個黃銅圓柱形鎖緊塊構成。絲杠上一段絲直徑粗、另一段細；同時配用的鎖緊塊一個直徑粗、另一個細。鎖緊塊前端相對位置帶有圓形接觸面，與主軸箱旋轉圓柱形部位接觸。如果接觸面較少，鎖緊裝置鎖緊力降低。通過反復調整、研磨鎖緊塊，增加鎖緊塊與主軸箱旋轉圓柱接觸面積，增加鎖緊力后，主軸箱能夠被鎖住，萬向搖臂鉆床能正常運轉。

5. 結語

對Z3163型萬向搖臂鉆床大修與改造，達到預期目的。特別是電氣部分全面改造，增加了PLC系統控制，保證設備運行及完全滿足了加工水電產品工藝、精度要求，縮短產品加工時間，降低了設備故障率。

收稿日期：（20150210）