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摘要:本文主要阐述12.5米立车工作台导轨静压改造,以提高工作台运转精度及承载能力,满足公司大型水电产品生产加工工艺要求。
关键词:立车;工作台;静压改造;恒流量;检测
前言
该设备是公司从俄罗斯进口的二手设备,因其长期使用及闲置,其工作台运行精度及承载能力都无法满足公司水电产品生产加工工艺的要求,为此必须对其进行静压改造以满足生产加工工艺的需求。
正文
原设备主要参数和状况
SK125D?12.5m双柱重型立式车床为定梁式结构,设备总重量在500T以上。其中卡盘直径达10米,重170T;工作台液压系统为毛细管节流动静压导轨。最大加工直径12500mm,最大承重能力300T。
该立车工作台静压系统原为毛细管接流,因毛细管接流式静压导轨存在调试困难,对油的清洁度要求高,油膜钢度不理想,油容易发热等不足。
工作台导轨液压系统静压改造
静压导轨油腔的改造 原工作台静压导轨只有8个油腔,单个油腔的长度超过了2米,依据静压导轨设计原理明顯太少,难以保证工作台上浮的均匀性和运行的平稳性,为此决定将其该为16个油腔。
油封的改造 将原动压油隙封油板全部拆除改用耐磨涂层做油封,原油腔油封保留底座更换损坏的密封板,同时按原油封尺寸新增加加工8个,并按图表2的位置在导轨上新加工安装孔(4×8个M 8)和进油孔(8个M27×2)。
耐磨涂层的改造 在原油封坑边缘处适当打磨深0.1–0.2mm,并加工3–4个φ2mm深5–10mm的小孔,将原表面拉毛,以提高其耐磨涂层附着力。特别注意加工完后表面必须清洗干净,不得有任何油污和杂质,并严格按其使用说明书工艺要求进行调配和涂抹耐磨涂层,然后用上导轨板合压成型固化,最后按静压导轨密封要求进行刮研,要求密合度0.03mm塞尺不入(只许凹)。
主要元器件的选用
主油泵:叶片泵 流量≥150L/min 压力≥6.3MPa 1台。
精密定量分油器:齿轮式8个头,每头流量≥5L/min 2个。
保护方式:采用飞轮式以防止以外系统失压。并在每个分油器上设置压力继电器或电接点压力表随时监控油腔压力状况。
系统冷却:可利用原油冷却器但必须先做试验以确定完好。
导轨液压系统静压改造设计
利用精滤油器以及多点齿轮分油器将从叶片泵输出的压力油单独供应至每一个静压油腔,通过送入恒定流量润滑油形成的液静压力将工作台浮起并形成压力油膜将工作台和床身分开。油腔内的润滑油则通过间隙从四周封油面流出。
飞轮的目的是防止因停电所导致的导轨研伤。当机床电源因故突然被切断时,飞轮系自带惯量会依靠惯性继续向静压系统供油,使立车工作台能在维持油腔压浮起的情况下逐渐停止,防止导轨研伤。
压力继电器可在因精过滤器堵塞导致油腔压力低于额定值时自动停止机床,起保护作用。
冷却器的作用是把液压油的温度控制在30℃左右,冷却器部分原为系统旧件只作彻底清理检查使用。
改造后的效果与特点
摩擦阻力小。由于采用纯液体润滑,工作台和床身接触表面的摩擦阻力小。此外采用N32号机械油的静压导轨,其起动摩擦系数仅约为5×10–4。较小的摩擦系数会减小由摩擦阻力造成的功率消耗,并提高传动效率。
使用寿命长。工作台和床身的接触表面被一层压力油膜所隔开,金属不会直接接触。机床不论是长期正常工作还是频繁的启动、停止,接触表面都不会发生磨损,精度能被长期保持。
抗振性能好。工作台运动平稳对于重型立式车床加工来说非常重要。
相对速度变化对油膜厚度和刚度影响较小。
低速运转不“爬行”。
工作台导轨起伏不定,采用静压可以得到部分补偿。但底座导轨的起伏,恒流量系统无法补偿。
结构较混合摩擦滑动导轨而言更复杂,需要一套可靠的供油装置。
工作台的安装
将工作台分段导轨清洗干净,然后正确拼装在安装平台上,仔细检查导轨工作表面质量,看是否有严重碰伤或研伤痕迹。严格按该部件大修工艺要求检查其各项精度,并记录数据。要求刮研修复各超差项全面恢复其各项精度要求,并交检。主要要求如下:
导轨对回转主轴的垂直度为:0.03/1000mm。
导轨的切向直线度为:0.02/1000,全长:0.08mm。
导轨的径向扭曲为:0.02/1000,全长:0.06/1000mm。
精度及验收标准
按《SK125D验收大纲》和该设备《使用说明书》的质量标准进行检查和验收。
主要几何精度要求
工作台端面跳动:0.05mm(φ8000mm直径);
工作台径向跳动:0.05mm(φ8000mm直径);
工作台面水平度:0.04/1000mm(φ8000mm直径);
刀架对工作台面的垂直度:0.04mm(φ1000mm直径);
刀杆滑枕移动对工作台面的垂直度:横向0.012/300mm;纵向0.018/300mm。
主要精加工精度要求(铸件或钢件)
椭圆度:0.05mm(直径φ4000mm);
圆锥度和圆柱度:0.10mm(滑枕全长3370mm);
表面粗糙度:平面和圆柱面Ra3.2μm;圆锥面和圆弧面Ra12.5μm。
工作台承载最大承重能力300T。
参考文献
陈大先.机械设计手册(第4版)[M].北京:化学工业出版社,2002.
关键词:立车;工作台;静压改造;恒流量;检测
前言
该设备是公司从俄罗斯进口的二手设备,因其长期使用及闲置,其工作台运行精度及承载能力都无法满足公司水电产品生产加工工艺的要求,为此必须对其进行静压改造以满足生产加工工艺的需求。
正文
原设备主要参数和状况
SK125D?12.5m双柱重型立式车床为定梁式结构,设备总重量在500T以上。其中卡盘直径达10米,重170T;工作台液压系统为毛细管节流动静压导轨。最大加工直径12500mm,最大承重能力300T。
该立车工作台静压系统原为毛细管接流,因毛细管接流式静压导轨存在调试困难,对油的清洁度要求高,油膜钢度不理想,油容易发热等不足。
工作台导轨液压系统静压改造
静压导轨油腔的改造 原工作台静压导轨只有8个油腔,单个油腔的长度超过了2米,依据静压导轨设计原理明顯太少,难以保证工作台上浮的均匀性和运行的平稳性,为此决定将其该为16个油腔。
油封的改造 将原动压油隙封油板全部拆除改用耐磨涂层做油封,原油腔油封保留底座更换损坏的密封板,同时按原油封尺寸新增加加工8个,并按图表2的位置在导轨上新加工安装孔(4×8个M 8)和进油孔(8个M27×2)。
耐磨涂层的改造 在原油封坑边缘处适当打磨深0.1–0.2mm,并加工3–4个φ2mm深5–10mm的小孔,将原表面拉毛,以提高其耐磨涂层附着力。特别注意加工完后表面必须清洗干净,不得有任何油污和杂质,并严格按其使用说明书工艺要求进行调配和涂抹耐磨涂层,然后用上导轨板合压成型固化,最后按静压导轨密封要求进行刮研,要求密合度0.03mm塞尺不入(只许凹)。
主要元器件的选用
主油泵:叶片泵 流量≥150L/min 压力≥6.3MPa 1台。
精密定量分油器:齿轮式8个头,每头流量≥5L/min 2个。
保护方式:采用飞轮式以防止以外系统失压。并在每个分油器上设置压力继电器或电接点压力表随时监控油腔压力状况。
系统冷却:可利用原油冷却器但必须先做试验以确定完好。
导轨液压系统静压改造设计
利用精滤油器以及多点齿轮分油器将从叶片泵输出的压力油单独供应至每一个静压油腔,通过送入恒定流量润滑油形成的液静压力将工作台浮起并形成压力油膜将工作台和床身分开。油腔内的润滑油则通过间隙从四周封油面流出。
飞轮的目的是防止因停电所导致的导轨研伤。当机床电源因故突然被切断时,飞轮系自带惯量会依靠惯性继续向静压系统供油,使立车工作台能在维持油腔压浮起的情况下逐渐停止,防止导轨研伤。
压力继电器可在因精过滤器堵塞导致油腔压力低于额定值时自动停止机床,起保护作用。
冷却器的作用是把液压油的温度控制在30℃左右,冷却器部分原为系统旧件只作彻底清理检查使用。
改造后的效果与特点
摩擦阻力小。由于采用纯液体润滑,工作台和床身接触表面的摩擦阻力小。此外采用N32号机械油的静压导轨,其起动摩擦系数仅约为5×10–4。较小的摩擦系数会减小由摩擦阻力造成的功率消耗,并提高传动效率。
使用寿命长。工作台和床身的接触表面被一层压力油膜所隔开,金属不会直接接触。机床不论是长期正常工作还是频繁的启动、停止,接触表面都不会发生磨损,精度能被长期保持。
抗振性能好。工作台运动平稳对于重型立式车床加工来说非常重要。
相对速度变化对油膜厚度和刚度影响较小。
低速运转不“爬行”。
工作台导轨起伏不定,采用静压可以得到部分补偿。但底座导轨的起伏,恒流量系统无法补偿。
结构较混合摩擦滑动导轨而言更复杂,需要一套可靠的供油装置。
工作台的安装
将工作台分段导轨清洗干净,然后正确拼装在安装平台上,仔细检查导轨工作表面质量,看是否有严重碰伤或研伤痕迹。严格按该部件大修工艺要求检查其各项精度,并记录数据。要求刮研修复各超差项全面恢复其各项精度要求,并交检。主要要求如下:
导轨对回转主轴的垂直度为:0.03/1000mm。
导轨的切向直线度为:0.02/1000,全长:0.08mm。
导轨的径向扭曲为:0.02/1000,全长:0.06/1000mm。
精度及验收标准
按《SK125D验收大纲》和该设备《使用说明书》的质量标准进行检查和验收。
主要几何精度要求
工作台端面跳动:0.05mm(φ8000mm直径);
工作台径向跳动:0.05mm(φ8000mm直径);
工作台面水平度:0.04/1000mm(φ8000mm直径);
刀架对工作台面的垂直度:0.04mm(φ1000mm直径);
刀杆滑枕移动对工作台面的垂直度:横向0.012/300mm;纵向0.018/300mm。
主要精加工精度要求(铸件或钢件)
椭圆度:0.05mm(直径φ4000mm);
圆锥度和圆柱度:0.10mm(滑枕全长3370mm);
表面粗糙度:平面和圆柱面Ra3.2μm;圆锥面和圆弧面Ra12.5μm。
工作台承载最大承重能力300T。
参考文献
陈大先.机械设计手册(第4版)[M].北京:化学工业出版社,2002.