張輝專
摘要:本文主要闡述12.5米立車工作臺(tái)導(dǎo)軌靜壓改造,以提高工作臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)精度及承載能力,滿足公司大型水電產(chǎn)品生產(chǎn)加工工藝要求。
關(guān)鍵詞:立車;工作臺(tái);靜壓改造;恒流量;檢測(cè)
前言
該設(shè)備是公司從俄羅斯進(jìn)口的二手設(shè)備,因其長(zhǎng)期使用及閑置,其工作臺(tái)運(yùn)行精度及承載能力都無(wú)法滿足公司水電產(chǎn)品生產(chǎn)加工工藝的要求,為此必須對(duì)其進(jìn)行靜壓改造以滿足生產(chǎn)加工工藝的需求。
正文
原設(shè)備主要參數(shù)和狀況
SK125D?12.5m雙柱重型立式車床為定梁式結(jié)構(gòu),設(shè)備總重量在500T以上。其中卡盤直徑達(dá)10米,重170T;工作臺(tái)液壓系統(tǒng)為毛細(xì)管節(jié)流動(dòng)靜壓導(dǎo)軌。最大加工直徑12500mm,最大承重能力300T。
該立車工作臺(tái)靜壓系統(tǒng)原為毛細(xì)管接流,因毛細(xì)管接流式靜壓導(dǎo)軌存在調(diào)試?yán)щy,對(duì)油的清潔度要求高,油膜鋼度不理想,油容易發(fā)熱等不足。
工作臺(tái)導(dǎo)軌液壓系統(tǒng)靜壓改造
靜壓導(dǎo)軌油腔的改造 原工作臺(tái)靜壓導(dǎo)軌只有8個(gè)油腔,單個(gè)油腔的長(zhǎng)度超過(guò)了2米,依據(jù)靜壓導(dǎo)軌設(shè)計(jì)原理明顯太少,難以保證工作臺(tái)上浮的均勻性和運(yùn)行的平穩(wěn)性,為此決定將其該為16個(gè)油腔。
油封的改造 將原動(dòng)壓油隙封油板全部拆除改用耐磨涂層做油封,原油腔油封保留底座更換損壞的密封板,同時(shí)按原油封尺寸新增加加工8個(gè),并按圖表2的位置在導(dǎo)軌上新加工安裝孔(4×8個(gè)M 8)和進(jìn)油孔(8個(gè)M27×2)。
耐磨涂層的改造 在原油封坑邊緣處適當(dāng)打磨深0.1–0.2mm,并加工3–4個(gè)φ2mm深5–10mm的小孔,將原表面拉毛,以提高其耐磨涂層附著力。特別注意加工完后表面必須清洗干凈,不得有任何油污和雜質(zhì),并嚴(yán)格按其使用說(shuō)明書工藝要求進(jìn)行調(diào)配和涂抹耐磨涂層,然后用上導(dǎo)軌板合壓成型固化,最后按靜壓導(dǎo)軌密封要求進(jìn)行刮研,要求密合度0.03mm塞尺不入(只許凹)。
主要元器件的選用
主油泵:葉片泵? 流量≥150L/min 壓力≥6.3MPa? 1臺(tái)。
精密定量分油器:齒輪式8個(gè)頭,每頭流量≥5L/min? 2個(gè)。
保護(hù)方式:采用飛輪式以防止以外系統(tǒng)失壓。并在每個(gè)分油器上設(shè)置壓力繼電器或電接點(diǎn)壓力表隨時(shí)監(jiān)控油腔壓力狀況。
系統(tǒng)冷卻:可利用原油冷卻器但必須先做試驗(yàn)以確定完好。
導(dǎo)軌液壓系統(tǒng)靜壓改造設(shè)計(jì)
利用精濾油器以及多點(diǎn)齒輪分油器將從葉片泵輸出的壓力油單獨(dú)供應(yīng)至每一個(gè)靜壓油腔,通過(guò)送入恒定流量潤(rùn)滑油形成的液靜壓力將工作臺(tái)浮起并形成壓力油膜將工作臺(tái)和床身分開。油腔內(nèi)的潤(rùn)滑油則通過(guò)間隙從四周封油面流出。
飛輪的目的是防止因停電所導(dǎo)致的導(dǎo)軌研傷。當(dāng)機(jī)床電源因故突然被切斷時(shí),飛輪系自帶慣量會(huì)依靠慣性繼續(xù)向靜壓系統(tǒng)供油,使立車工作臺(tái)能在維持油腔壓浮起的情況下逐漸停止,防止導(dǎo)軌研傷。
壓力繼電器可在因精過(guò)濾器堵塞導(dǎo)致油腔壓力低于額定值時(shí)自動(dòng)停止機(jī)床,起保護(hù)作用。
冷卻器的作用是把液壓油的溫度控制在30℃左右,冷卻器部分原為系統(tǒng)舊件只作徹底清理檢查使用。
改造后的效果與特點(diǎn)
摩擦阻力小。由于采用純液體潤(rùn)滑,工作臺(tái)和床身接觸表面的摩擦阻力小。此外采用N32號(hào)機(jī)械油的靜壓導(dǎo)軌,其起動(dòng)摩擦系數(shù)僅約為5×10–4。較小的摩擦系數(shù)會(huì)減小由摩擦阻力造成的功率消耗,并提高傳動(dòng)效率。
使用壽命長(zhǎng)。工作臺(tái)和床身的接觸表面被一層壓力油膜所隔開,金屬不會(huì)直接接觸。機(jī)床不論是長(zhǎng)期正常工作還是頻繁的啟動(dòng)、停止,接觸表面都不會(huì)發(fā)生磨損,精度能被長(zhǎng)期保持。
抗振性能好。工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)對(duì)于重型立式車床加工來(lái)說(shuō)非常重要。
相對(duì)速度變化對(duì)油膜厚度和剛度影響較小。
低速運(yùn)轉(zhuǎn)不“爬行”。
工作臺(tái)導(dǎo)軌起伏不定,采用靜壓可以得到部分補(bǔ)償。但底座導(dǎo)軌的起伏,恒流量系統(tǒng)無(wú)法補(bǔ)償。
結(jié)構(gòu)較混合摩擦滑動(dòng)導(dǎo)軌而言更復(fù)雜,需要一套可靠的供油裝置。
工作臺(tái)的安裝
將工作臺(tái)分段導(dǎo)軌清洗干凈,然后正確拼裝在安裝平臺(tái)上,仔細(xì)檢查導(dǎo)軌工作表面質(zhì)量,看是否有嚴(yán)重碰傷或研傷痕跡。嚴(yán)格按該部件大修工藝要求檢查其各項(xiàng)精度,并記錄數(shù)據(jù)。要求刮研修復(fù)各超差項(xiàng)全面恢復(fù)其各項(xiàng)精度要求,并交檢。主要要求如下:
導(dǎo)軌對(duì)回轉(zhuǎn)主軸的垂直度為:0.03/1000mm。
導(dǎo)軌的切向直線度為:0.02/1000,全長(zhǎng):0.08mm。
導(dǎo)軌的徑向扭曲為:0.02/1000,全長(zhǎng):0.06/1000mm。
精度及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
按《SK125D驗(yàn)收大綱》和該設(shè)備《使用說(shuō)明書》的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。
主要幾何精度要求
工作臺(tái)端面跳動(dòng):0.05mm(φ8000mm直徑);
工作臺(tái)徑向跳動(dòng):0.05mm(φ8000mm直徑);
工作臺(tái)面水平度:0.04/1000mm(φ8000mm直徑);
刀架對(duì)工作臺(tái)面的垂直度:0.04mm(φ1000mm直徑);
刀桿滑枕移動(dòng)對(duì)工作臺(tái)面的垂直度:橫向0.012/300mm;縱向0.018/300mm。
主要精加工精度要求(鑄件或鋼件)
橢圓度:0.05mm(直徑φ4000mm);
圓錐度和圓柱度:0.10mm(滑枕全長(zhǎng)3370mm);
表面粗糙度:平面和圓柱面Ra3.2μm;圓錐面和圓弧面Ra12.5μm。
工作臺(tái)承載最大承重能力300T。
參考文獻(xiàn)
陳大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第4版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.