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阀门机床电气系统故障分析以及高速切削技术发展

发布时间:2021-11-20  发布者:禹创重工机械

  【一】、阀门机床电气系统故障分析
  针对收集到电气故障以及维修数据进行初步整理,确定故障判据和故障统计原则,然后对该系列阀门机床电气控制与驱动系统故障部位和主要故障类型进行统计。从而找到故障频发部位和常见故障模式,并对其进行分析。
  1、故障部位分析
  对收集到故障数据进行分析,确定故障发生部位,并计算各个部位的故障频率,电气控制与驱动系统故障频发部位依次为:进给控制系统(25.64%)、主轴驱动控制系统(17.95%)、辅助装置控制系统(17.95%)、PLC输出系统(15.38%)、PLC输入系统(12.82%)、电源控制系统(10.26%)。
  2、故障模式分析
  机床电气系统主要故障类型为功能型故障、损坏型故障以及状态型故障。主要故障模式有元器件损坏、接触不良或断路、控制部件无/误动作、功能失效、回零不准、控制精度不稳、噪声、振动等。电气系统较频繁的故障类型为损坏型故障(28.21%)、其次是状态型故障(20.51%)、功能型故障(15.38%)、失调型故障(15.38%)、松动型故障(12.82%)、其他故障(7.69%)。
  由以上数据可知:
  (1)主轴驱动控制系统和进给控制系统为故障频发部位。主轴驱动控制系统和进给控制系统对于阀门机床实现正常的加工功能十分关键,其可靠性在很大程度上影响着整个电气控制与驱动系统的可靠性,后文将对主轴驱动控制和进给控制系统展开详细介绍和可靠性分析。
  (2)电气故障的主要故障类型为损坏型,主要表现为:元器件损坏、开路、熔体熔断等。其次是状态型故障,主要表现为:示值异常、信号及测量精度不稳、振动、异响、灵敏度差等。因此,对于易发生开路、短路的元器件,定期检查换,选用好的材料。同时严格控制外购件的质量。定期做好除尘除污工作,防止灰尘、油污影响元器件正常工作。
  阀门车床在组装、控制及运动过程中受到热变形、摩擦、振动和惯性等各种不利因素的影响,加上移动轴与偏摆轴运动藕合,使阀门车床精度严重衰减,对零件的精密加工造成了极大影响。
  【二】、阀门钻床高速切削技术发展
  提高阀门钻床生产率归根到底是以加快空程运作的速度和提高零件生产过程的连续性,从而缩短辅助工时为目的的一种技术手段。
  但是,辅助运作速度的提高是有一定限度的。例如目前加工中心自动换刀时间已缩短到小于七,快速空程速度一般已提高到30~60m/min,再提高空程速度不但技术上有困难,经济上不合算,而且对提高机床的生产率意义也不大。于是在单位时间内材料切除率是常规切削的3~6倍的高速切削(Ultra-HighSpeedMachining)技术在专家们的苦心研究下应运而生了。
  这种技术不但可以提高生产效率。还可以降低切削力的30%以上;切屑可以飞速带走切削热的95%~98%以上。
  可以减少振动和残余应力。降低加工成本等等。关键是高速切削技术的相关核心技术相继出现了,如高速切削刀具技术(具有高强度、高熔度刀具材料的铁基硬质合金、聚晶金刚石(PCD)压层硬质合金、聚晶立方氮化硼(CBN),陶瓷等刀具材料技术);高速切削机床技术包括高速主轴、高速进给系统(高速滚珠丝杠、高速的直线电动机伺服驱动系统和虚拟轴机构)、高速CNC控制系统(关键技术包括快速处理刀具轨迹、预先前馈控制、快速反应的伺服系统等);高速加工的测试技术(主轴发热情况测试、滚珠丝杠发热测试、刀具磨损状态测试、工件加工状态监测)等等。现在,高速切削技术已经进人了工业应用阶段。

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