卧式镗床（共12篇）
卧式镗床 篇1
0引言
卧式镗床是万能性机床,可对铸件、钢件及有色金属件进行钻孔、扩孔、镗孔、铰孔以及铣平面、锪平面、车螺纹等切削加工,被广泛应用于能源、冶金、矿山、石化等行业,是加工箱体类零件的关键设备。其中的平旋盘滑块可径向进给,故能镗削尺寸较大的孔、车外圆及切槽等。
在卧式镗床的设计、制造与使用维修中,主轴部件占据着极其重要的地位,这不仅是因为在加工过程中需要通过主轴以不同的悬伸来完成极为重要的主运动任务,同时还需要通过主轴部件装夹各种各样的刀具与包括平旋盘在内的附件来完成各种切削加工。因而主轴的受力情况就比较复杂,主轴部件的结构也因此庞大复杂。本文重点介绍目前卧式镗床的几种主要结构型式及优缺点。
1三层主轴结构
三层主轴主要由主轴、空心主轴、平旋盘主轴组成,见图1。昆明机床的TX68和中捷钻镗床的TPX6111B等卧式镗床均采用这种结构。
这种结构的特点是平旋盘被固定在平旋盘主轴上(也有可拆式的),具有固定式平旋盘的优点:①平旋盘主轴轴承尺寸小;②平旋盘主轴轴承支撑跨距大,平旋盘刚性好。
但它有如下缺点:①轴承用的较多,零件层次重叠,误差累计大,主轴部件的回转精度因此较低;②对主轴部件刚度十分重要的空心主轴前轴承装在平旋盘主轴内,而不是直接装在主轴箱上,这样无疑减小了空心主轴支撑的刚性,加长了空心主轴与主轴相对主轴箱的最小悬伸,此外由于支撑零件增多,弹性变形增加,因此主轴部件的刚度较低;③主轴中心到立柱导轨面的距离增大,使颠覆力矩增加,振动加剧;④空心主轴轴承的润滑比较困难;⑤空心主轴的形状受到限制,支距过大,空心主轴上的大齿轮只能靠近后轴承安装。正因为如此,这种结构使用的越来越少。
1-主轴;2-空心主轴;3-平旋盘主轴;4-主轴箱;5-轴承;6-平旋盘
2二层主轴结构
二层主轴主要由主轴和空心主轴所组成,按其结构又可分为两种:空心主轴直接支撑在箱体上和空心主轴前端轴承支撑在法兰盘内。
(1) 空心主轴直接支撑在箱体上的二层主轴结构见图2。
采用这种结构,平旋盘为可拆卸式,直接固定于空心主轴上。其优点是:①空心主轴的前轴承可直接装在主轴箱上,主轴的最小悬伸相对缩短,主轴刚度较好;②主轴部件结构简单,零件少了,累计误差也小,回转精度高;③主轴中心线可靠近立柱导轨面,因而颠覆力矩小,振动也小;④空心主轴不受限制,可以得到较合理的设计,可采用三点支撑;⑤可安装较多的切削附件,扩大机床的工艺范围。
这种结构的缺点如下:①不能成组装配,装拆费时;②利用平旋盘作重切削时,空心主轴前轴承受力较大;③由于平旋盘的拆卸,引起主轴箱重心的偏移;④主轴箱上安装空心主轴轴承的孔较易磨损。正由于以上缺点,这种结构使用的也越来越少。
1-主轴;2-空心主轴;3-主轴箱;4-轴承
(2) 空心主轴前端轴承支撑在法兰盘内的二层半主轴结构见图3。
采用这种结构,平旋盘有可拆卸式和固定式两种型式。可拆卸式的平旋盘直接固定在空心主轴上。固定式平旋盘轴承一般都固定在法兰盘上,而空心主轴的前端轴承则是固定在法兰盘内,如中捷钻镗床厂的TPX6113卧式铣镗床系列就采用了固定式。这种结构介于三层主轴和两层主轴(其空心主轴直接支撑在箱体上)的结构之间,也叫两层半主轴结构。其优点是:①主轴部件结构较简单,零件少,累计误差也小,主轴回转精度较高;②空心主轴设计较为合理,可采用三点支撑;③机构较为简单,制造与维修比较方便;④平旋盘为可拆卸时,可安装可拆卸平旋盘、直角铣头、万能铣头等功能附件,增加机床加工范围;⑤可采用成组装配方式,提高装配效率。
这种结构的缺点是:①平旋盘轴承较大;②主轴中心距立柱导轨面距离较大。
1-主轴;2-空心主轴;3-法兰盘;4-主轴箱;5-轴承;6-平旋盘
3小结
综上所述,通过对比分析可以看出,二层半主轴结构更有优势,因此这种结构目前被广泛用于卧式镗床主轴结构中。
卧式镗床 篇2
由于企业现有立柱整体结构已趋于成熟，考虑大到研发周期和成本等诸多因素，本文以立柱的壁厚、筋板高度以及筋板厚度作为一组设计变量，利用灵敏度法分析各结构参数变化对立柱动态性能的影响。
1.1壁厚对立柱动态性能的影响
以立柱壁厚为设计变量，当其为20mm、22.5mm、25mm、27.5mm和30mm时可以看出，增加立柱壁厚对立柱固有频率提高有较为明显的作用，可以在现有基础之上适当增加壁厚。
1.2筋板高度对立柱动态性能的影响
以立柱筋板高度为设计变量，当其为50mm、60mm、65mm、70mm和75mm时，可以看出，随着筋高的增加立柱前2阶固有频率呈下降趋势。故从提高固有频率的角度来看，筋板高度宜小些。但是，筋板越高结构的抗扭转能力越强，所以要综合考虑两个方面的影响。
1.3筋板厚度对立柱动态性能的影响
以立柱筋板厚度为设计变量，当其为16mm、18mm、20mm、22mm和24mm时，可以看出，筋板厚度对立柱的固有频率的影响规律不明显，可以通过减小筋板厚度来降低立柱质量。
2立柱结构拓扑优化
以减小的材料质量为状态变量，对该型机床床身的原始模型进行形状拓扑优化计算，为后期的详细设计提供依据，目的是在确保其承载能力的基础上减轻床身重量，降低制造成本，增加立柱运动的快速相应能力。为了更为真实的模拟立柱所承受的工作载荷，本次优化将立柱放置于整个机床系统中，床身底面施加固定约束，刀头处施加切削载荷。以减重20%为目标函数，对该型机床立柱进行拓扑优化，可以看出：该型机床立柱可在一定程度上进行优化减重，且可重点减轻立柱上部两导轨之间空腔的壁厚，加大远离刀头一侧导轨空腔的孔洞大小。
3立柱内部筋板改进
立柱的肋板形式和布置，对机床的动态性能有很大影响。因此，本文对立柱内部筋板形式进行优选，根据立柱具体结构，分析了蜂窝筋和直筋板对其动静态性能的影响规律。对不同筋板形式下，立柱的动态特性进行分析。可以看出：质量相同的两种结构方式，直筋在各阶固有频率上都占有优势，此外直筋的铸造工艺更为简单，因此，建议立柱内部筋板采用直筋形式。
4结束语
1）对立柱原模型进行分析可知，该型机床立柱前两阶固有频率分别为51.88Hz和58.58Hz，主要为立柱沿X项摆动和沿Z向摆动，由前两阶频率较低，容易与整机驱动频率发生耦合共振；
2）以立柱的壁厚、筋板高度以及筋板厚度作为一组设计变量，利用灵敏度法分析各结构参数变化对立柱动态性能的影响。结果表明：增加立柱壁厚可提高立柱固有频率，增加筋板高度并不能提高立柱固有频率，筋板厚度对立柱动态特性影响不明显。
3）通过拓扑优化发现，该型机床立柱可从两方面进行减重：一是减轻立柱上部两导轨之间空腔的壁厚，二是加大远离刀头一侧导轨空腔的孔洞大小；
4）与蜂窝筋相比，直筋板在各阶固有频率上都占有优势，且铸造工艺简单，建议该型机床立柱内部筋板采用直筋形式；
卧式车床床身的结构分析 篇3
本文采用有限元的方法对机床部件进行分析具有结果准确，设计周期短，降低设计投入的优点。
1.卧式数控车床的工况分析
对数控机床进行有限元分析时，需根据机床所受的载荷进行边界条件的加载。因此，在有限元分析之前先要得到各种载荷的大小。
1.1机床主轴最大输出扭矩的计算
（1）当电机低速绕阻输出时其额定扭矩TL电机（最大扭矩）的计算：在低速绕阻输出时，当电机转速为n电机时，电机输出功率为额定功率，电机输出扭矩为额定扭矩，在此工况下电机的额定扭矩计算如下：
式中：TL电机为电机低速绕阻的额定扭矩；P为电机的额定功率；n电机为电机转速。
（2）当电机高速绕阻输出时其额定扭矩Th电机（最大扭矩）的计算：高速绕阻输出时，当电机转速为n电机时，电机输出功率为额定功率，电机输出扭矩为额定扭矩，在此工况下电机的额定扭矩计算如下：
式中：Th电机为电机高速绕阻的额定扭矩；
（3）当电机低速绕阻输出时主轴额定扭矩（最大扭矩）TL主轴的计算：当电机低速绕阻输出时主轴扭矩按下式计算：
式中：TL主轴为电机低速绕阻运行时主轴的额定扭矩；n主轴为主轴转速；Po为机床空运转功率；D电机为电机皮带轮直径。
1.2机床主轴主切削抗力及切削深度的计算
机床主轴的主切削抗力按下式计算：
式中：F为主轴切削抗力；T主轴为主轴额定扭矩；r为工件半径；p为单位切削力；a为切削深度；f为进给量；KfFz、KvFZ、KvFz、KkFz、KbYlFz、KrFz、KyFz、KvBFz分别代表进量改变时、切削速度改变时、车刀前角改变时、车刀主前角改变时、车刀负倒棱角与进给量的比值改变时、刃倾角改变时、刀尖圆弧半径改变时、后刃倾角改变时刀削力的修下系数。
1.3切削力计算
金属切削时，刀具使加工材料变形为切屑所需的力，称为切削力。切削力的指数公式：
式中：CFCFfCFP为工件材料和切削条件对切削力的影响系数；
xFxFfxFP为背吃刀量对切削力的影响指数；yFyFfyFP进给量厂对切削力的影响指数；KFKFfKFP为实验条件与经验公式中切削条件不同时，各种因素对切削力影响的修正系数之乘积。
2.床身有限元分析
2.1床身力学模型
床身不仅受到来自导轨的载荷，还包括主轴箱和尾座局部所受的集中载荷的影响。其中图2.1中床身的自身变形会受重力G影响，切削载荷Fx、Fy、Fz除了会造成导轨的局部变形也会造成床身的自身变形，床头箱的集中载荷Fxk、Fyk、FZk、Mxk、Myk主要会造成床身的局部变形，尾座处的集中载荷足Fxw、Fyw、FZw。也会造成床身的局部变形。
2.2有限元分析
本文主要通过有限元分析软件ansysworkbench对数控机床进行动静态分析。将三维模型导入有限元软件后，通过模型进行处理后，然后根据之前计算所得的实际工况位置添加载荷后得出结果。
（1）网格划分
本文选用10节点的四面体单元solidl87和20节点的六面体单元solidl86，采用四面体划分网格法和扫掠法对模型进行网格划分。
（2）材料设置
本文研究机床所采用材料为HT300。
（3）边界条件
边界条件包括约束边界条件和载荷边界条件。根据前文计算所得的各个载荷的数据进行边界条件的设置，如图2.2所示。
（4）静力分析结果
床身的静力分析主要是确定床身的静刚度，计算在不同工况位置下，床身的变形、应力。对床身各个工况位置进行静力分析，将有限元模型计算求解后得到床身在静力作用的应力云图如图2.3图所示。
结论
本文通过对卧式数控车床的工况分析采用有限元方法对卧式斜床身车床的床身部分进行了静态和动态分析，得到了床身最工况下的最大应力和应变，结果与实际测量值基本一致，因此该方法在对机床部件的静力学分析上有一定的指导作用。
传统T68卧式镗床的PLC控制 篇4
一、T68卧式镗床控制电路系统
1. 主要结构及功能
T68卧式镗床主要由床身、前立柱、镗头架、工作台、后立柱、尾架、上溜板和下溜板等部分组成, 其结构如图1所示。
T68卧式镗床共有两台电动机, 即主轴电动机M1和快速移动 (进给) 电动机M2。镗轴的旋转运动与花盘的旋转运动是卧式镗床的主运动。镗轴的轴性向进给, 花盘刀溜板的径向进给, 工作台的横向进给与工作台纵向进给是卧式镗床的进给运动。工作台的回转, 后立柱的水平移动及尾架的垂直移动是辅助运动。
2. 控制电路分析
(1) 主控制电路
T68卧式镗床控制电路如图2所示, QS是电源开关, FU1为总短路保护。主轴电动机M1由接触器KM1和KM2控制其正反转, FR是主轴电动机M1的过载保护。主轴电动机M1是一台双速电动机, KM3、KM 4和KM 5作三角形-双星形变速切换。快速移动电动机M2由接触器KM6和KM7控制其正反转。
SB1为停止按钮;SB3和SB2分别为主轴电动机M1正、反转启动按钮;SB4和SB5分别为主轴电动机M1点动正、反转按钮;SQ1为由高、低速换速信号开关;SQ2为主轴变速信号开关;SQ3和SQ4使工作台和镗头架的自动进给与主轴和花盘刀架的自动进给不能同时进行;SQ5和SQ6分别为快速进给电机M2快进和快退开关。
(2) 主轴电机控制
主轴电机M1由接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5, 按钮SB1、SB2、SB3、SB4、SB5, 时间继电器KT以及限位开关SQ1、SQ2等组成。主轴双速电动机M1由限位开关和调速手柄联动控制。
按下正转控制按钮SB3, 其常闭触头断开 (互锁) , 常开触头闭合;接触器KM1通电吸合, 其常闭触点断开 (互锁) , 常开触头闭合 (自锁) , KM3线圈得电, KM1和KM3常开主触头闭合, M1通电启动 (正转) 。
按下反转控制按钮SB2, 其常闭触头断开 (互锁) , 常开触头闭合;接触器KM2通电吸合, 其常闭触点断开 (互锁) , 常开触头闭合 (自锁) , KM3线圈得电, KM2和KM3常开主触头闭合, M1通电启动 (反转) 。
主轴电机M1的点动控制由点动按钮SB4和SB5控制, 当按下按钮时, 其常闭触头断开, 切断了KM1、KM2自锁回路, 使M1连续正、反向启动都不能自锁, 常开触头闭合, KM1或KM2线圈得电, 电机M1启动;当松开按钮后, KM1或KM2断电释放, 电动机也随即停止, 实现了点动控制。
(3) 高低速控制
低速控制, SQ1不动作, 常闭触头仍闭合, 常开触头仍断开。按正转启动按钮SB3, KM1线圈得电, 其常开自锁触头闭合自锁, 常开主触头闭合为M1启动作准备, 同时KM1常开辅助触头闭合, KM3线圈得电, KM3主触头闭合, 主轴电动机M1被接成三角形接法而低速运转, 同时KM3的常闭连锁触头断开, 使KM4和KM5断开, 保证主轴电动机M1的三角形接法。
高速控制, 将SQ1常闭触头断开, 常开触头闭合。按正转按钮SB3, KM1线圈得电, 其常开自锁触头闭合自锁, 常开主触头闭合为M1启动作准备, 同时KM1的常开辅助触头闭合, 时间继电器KT和KM3线圈得电, M1被接成三角形接法而低速启动。经过一段延时, 时间继电器KT的延时开启常闭触头延时分断, KM3线圈失电, 使KM3的主触头断开, M1切断三角形接法, 同时KM3常闭触头复位闭合, KT延时闭合的常开触头延时闭合, 则KM4、KM5线圈得电, 其常开主触头闭合, M1接成双星形接法而高速运转, 实现了低速启动向高速运转的控制。
(4) 进给正反转控制
通过快速进给手柄打到“正向”状态, 快速进给开关SQ6常闭断开, 常开闭合, KM6线圈得电吸合, 使得进给电动机M2快速正转 (快进) 。反转 (快退) 同理。
二、PLC设计
1. 任务分析
通过以上对T68卧式镗床控制电路的分析, 两个电动机主要是由KMl～KM7七个交流接触器控制, 所以PLC主要是控制好这七个交流接触器的工作, 将所有控制开关作为输入元件与PLC输入点 (X) 相连;交流接触器KMl～KM7作为输出元件和PLC的输出点 (Y) 相连, 连线较为复杂的控制电路由PLC编程代替。为使梯形图程序具有正确的逻辑关系, 首先必须仔细分析T68卧式镗床控制电路各部分的作用以及各个器件功能, 理清其逻辑关系。
2. PLC控制系统设计
根据T68卧式镗床所占用的输入/输出点数, 本实例选用的是三菱FX1s-20MR-D型可编程控制器, 可以满足设计需求, 根据T68卧式镗床控制电路的分析, PLC控制系统的输入/输出地址分配表如表1所示, PLC控制系统的输入/输出接线如图3所示。
3. PLC程序设计
T68卧式镗床继电器控制原理图中包含了许多的互锁环节, 在理清各个控制环节的逻辑关系后, 根据原继电器电路的逻辑关系, 利用SWOPC—FXGP/WIN—C软件或其它软件设计出PLC控制梯形图, T68卧式镗床PLC控制的PLC梯形图如图4所示。
三、安装调试
1. 仿真调试
为了验证PLC程序设计的正确性, 以及确保系统成功安装和调试, 先进行模拟仿真。本设计是利用了天煌公司的“可编程逻辑控制器实验箱”进行模拟仿真, 将程序写入PLC, 利用七个发光二极管代替PLC输出端口Y控制的七个继电器, 用开关或按钮代替PLC输入端口X的控制按钮、高低速控制开关、主轴变速行程开关、换刀限位开关等。通过扳动各个开关, 观察各发光二极管的发光情况, 验证程序设计与T68卧式镗床控制电路的逻辑关系是否正确。
2. 器件选用及电路安装
本设计虽然只是制作模拟的T68卧式镗床控制系统, 但为了更接近工程实际, 达到更逼真的模拟效果, 该电路的主电路采用的是380V三相交流电, 所以在元器件选用方面应尽量使用实际车床需要的元器件。由于PLC控制电路是低压24V, 所以可以采用低压拨动开关和停止/启动按钮控制。电路中所有位置开关SQ都是采用拨动开关模拟替代。
安装电路前, 应准备好必要的电工工具和仪表, 并对各元器件进行测试, 以确定其好坏。安装电路时, 应根据电流走向排布好各个器件。先固定好主要的器件, 如继电器和热继电器;三相主电路线路要用红黄蓝三种铜线走线, 布线要横平竖直;PLC的接线端子最好安装在板的侧边, 便于与PLC连线;PLC的控制电路和模拟位置开关最好做一个控制盒子, 这样既美观, 又容易接线;两个个电机的接线端子应安装在板的下方, 便于连接电动机。
卧式镗床 篇5
2吨吊车在上升至1米处停止工作，设备顶部将由35吨的吊车继续保持它的上升状态。为保证设备在没有直立前底部不会碰到地面，需要25吨的吊车不断的调整自身的状态，25吨吊车在设备完全直立后松开搭扣并退出。工作人员对安装的坐标进行核实，并确认冲装口的所在位置，设备将在35吨吊车的帮助下安放在基础上，在吊车松开前将地脚螺栓安装好。安装完成后就要检查设备的垂直度，施工单位将采用经纬仪进行检测，吊绳将于检测合格后被撤出，为方便灌浆将预留孔的位置。验收部门主要针对设备的规范、型号、材质等进行检查，查看是否符合设计的要求。同时在外观上不得出现脱漆、皮损等问题，接管数量和法兰面的水平度都需要符合设计要求。地脚螺栓在安装时，要确保安装孔内无杂质。在装入时保持垂直的状态，保证一部分地脚螺栓距离孔壁15mm以上，而孔底与地脚螺栓底端不能超过25mm。在安装时用油脂对螺纹部分进行涂抹起到保护的作用，其他部位则要保持干净不能存在氧化皮和油污。地脚螺栓安装时要保证储罐底板和垫圈及螺母的紧密程度，不能出现松动的情况。在固定螺栓时要均匀使力将螺母拧紧，螺母要高出螺栓些许，大概露出1/3到2/3的螺栓长度。在设计时混凝土强大要高于75%，在这一前提下将地脚螺栓拧紧。第一步先采用“对称法”使螺栓的紧固力达到70%；第二步采用“间隔法”使螺栓的紧固力达到90%；第三步采用“顺序法”使螺栓的紧固力达到100%，地脚螺栓安装完成。
管道安装工作进行前，首先施工人员需要熟悉施工的图纸，对管道的规格、管号、走向、材质和起止进行确认，并保证管道所需附件无缺失。管道端木允许的误差标准如下图所示。对于封闭管段需要预留一定的余量，以应对实际测量的长度与图纸长度出现偏差，让安装工作顺利的进行下去。在管道安装过程中需要对坡口进行加工和清理，以保证得到更加规范的坡口。一般施工过程中都会采用如电动坡口机切割、氧气—乙炔焰切割等机械加工的方式进行切割，这一类切割方式割出来的切口没有裂纹，毛刺，重皮，缩口，凹凸，氧化皮，熔渣，铁屑等物、边口平整。在进行坡口加工时，如坡口存在着杂质则事先需要进行清理的工作，可采用手工清理和机械清理两种方式。破口组不能强行进行组队，因为会引起内应力的减弱和焊接裂纹的出现。在对接管道和管件时，需要保证有平齐的内壁，壁厚不能大于1mm。为避免在管道和管件的焊接过程中，出现变形和附加应力，在焊接过程中需要固定住焊接件。焊接过程中一旦发现有裂纹此类的缺陷，需采用专门的清除工具如砂轮片、砂轮机、钢丝刷等立即进行清查的工作。在对壁厚不足9mm的无缝钢管进行组对时，最好的办法是采用“V”型坡口，以保证对接的密封程度。V型坡口制作示意图如下：施工所需要的管子要保证刚性足够的坚硬，在必要的时候可适当的进行加固，以保证不会在运输、存放、吊装的过程中发生变形。管道预制好之后，在封闭前做好内部清理工作即可。管道对接后还需要进行焊接的工作，在该工程中采用的是直径为2。5的焊丝和直径为3。2的焊条。所使用的焊丝要保证表面没有锈蚀和油污，能散放出金属的光泽。为防止焊接过程管道内吹入穿堂风，实际要添防护措施。在焊接方法和顺序上，要选择合适的步骤。焊接收弧时，需要填满弧坑，并将表面的熔渣完全的清除，不断的检查防止表面出现缺陷，而且还需要错开每层的焊接接头。焊接完成后做好检查的工作，具体检查方法为X射线无损检查法，管道合格标准为GB3323—87（Ⅱ级）标准，管道安装完成。
根据卧式储罐和管道的安装工艺及施工的方法进行安装施工，严格把关施工的关键环节，在保证施工质量的同时，可以大大的降低施工的成本，取得更加显著的效果，达到事半功倍的效果。
卧式数控车床的装配与调试 篇6
【摘要】卧式数控车床是机械加工中常用的机械设备，车床的装配是车床进行生产加工工作的基础，调试是为了生产加工做好准备。现代零部件的生产加工对加工精度和加工质量的要求越来越高，车床的装配与调试是最基础的工作，基础工作做的好，加工运行也就会更加的可靠、顺畅。零部件的加工精度受多方面的影响，数控机床在装配时就要充分考虑到影响精度的各种因素，尽可能的做好预防和控制工作，避免因机床装配不当所带来的不良后果。本文即以卧式数控车床为例，探讨数控车床的装配与检查调试。
【关键词】卧式数控车床；装配；调试
现代工业领域的飞速发展，对零部件的加工要求越来越高，卧式数控车床作为零部件生产加工最重要、最常用的机械设备，为了有效保证加工精度符合标准要求，需要从多方面进行精度的控制。车床的装配是车床设备使用的最基础工作，装配的质量直接影响车床运行中稳定性和加工精确性。车床装配完毕的检测与调试是车床投入使用的准备工作，也是车床能否正常良好运行的保障。合理的装配工艺和严谨科学的调试，是减少车床运行故障，提高加工效率和加工精度的重要保障，也能够有效的减少车床维修的成本。卧式数控车床在装配的过程中，要充分考虑到车床装配的几何精度，同时要兼顾车床的加工精度。在此基础上，本文以卧式数控车床为研究对象，对车床在装配与调试过程中的关键点进行分析和探讨。
1、床头箱的装配工艺
床头箱在装配的过程中，最重要的就是要保证车床床身与床头箱之间的合研。床头箱的装配工艺要求主要有以下几点：第一，在自然状态下，床头箱与床身的结合面直接的缝隙要控制在合理范围内，用0.06塞尺进行检验，以不能塞入为宜；第二，采用涂色法对床头箱和床身的结合面进行检验，每平方英尺的研点要保证在6个以上（含6个）；第三，要保证安装位置的准确性，在安装过程中要求底平面和凸块侧面能够与车床床身相接触；第四，在对主轴箱进行装配的过程中，主轴箱底面达到主轴轴线与床身导轨在垂直方向的平行度。在装配时可借助检验棒对装配质量进行测量，在夏季进行主轴箱装配时，右端可略高与左端，但是要保持在精度允许的范围之内。在冬季进行主轴箱装配式，右端可略低于左端，但是同样要保持在精度运行的范围之内。机械在装配检验时需要进行冷检和热检，特别是在热检的过程中，在受热的情况下主轴会发生膨胀，而前端的主轴的膨胀度要比后端轴承多，特别在冬季热膨胀的表现要更加明显。第五，要保证主轴轴线与床身导轨之间保持标准的平行度，需要使用到修刮凸块。车床在加工运行的过程中通常会有让刀的现象，这就需要在装配主轴是，在平面上要使检验棒右端向X方向略微倾斜，以保证零部件加工时外圆的加工精度。
2、床鞍的装配工艺
2.1 保证燕尾导轨与横向丝杠中心的平行度
在正式进行床鞍的装配前，要首先保持车床燕尾导轨与横向进给丝杠中心再垂直方向和水平方向上达到标准要求的平行度。具体方法在于：第一，对横滑板下平面进行刮研，注意在垂直方面上燕尾导轨与横向丝杠之间的平行度，以达到刮点要求为准；第二，利用角度平尺做辅助修刮燕尾导轨面，保证导轨两面的平行度符合标准；第三，横滑板燕尾导轨斜面按纵滑板燕尾导轨刮配。
2.2 修刮纵滑板下导轨面，同时保证几何精度
第一，测量下导軌与横向燕尾导轨之间的垂直精度，通常情况下为了保证在对工件进行加工的过程中，端面的车削为标准要求的凸形状，在对垂直度进行检验的过程中，会使车床床鞍在X向的角度略小与垂直的90°；第二，在刮研导轨面的过程中，要保证有足够的摩擦力，就需要严格控制接触点数。过少的接触点数会使接触面积过小，这样直接回造成比亚大，影响油膜的形成；过多的接触点数会增加摩擦力，也不易于油膜的形成。要根据实际的加工要求和日常工作的经验积累来控制合适的接触点数，一般来说偏少为宜。
2.3 纵滑板的配刮与调整
对纵滑板的内侧和外侧下压板进行配刮，保持合适的接触点，采取螺钉对对其进行调整并拧紧。纵滑板在推拉过程中没有阻滞，上抬时无间隙存在。为了保证安装精度，床鞍和各个结合面之间都要采取刮研的方式进行结合。需要注意的是接触面以均匀为宜，不宜过大或者过小。接触面过于光滑反而会造成导轨运动使产生爬行故障。
3、尾座和刀架部件的装配工艺
在度尾座进行安装的过程中，最重要的就是对尾座底板进行刮研，使其与车床床身导轨之间保持核算的接触底面。在对顶尖套筒进行锁紧后，测量套筒与床身导轨之间在垂直方向和水平方向上的平行度是否达标；测量尾座锥孔中心与床身导轨之间的平行度；尾座锥孔中心略高于主轴中心，高度允差为0.04mm。
在横滑板上安装斜滑板座，将方刀架在斜滑板上进行安装，横向进给丝杠带动横滑板的刀架做横向运动。装配过程中需要注意的是，横滑板在的横向移动与主轴轴线之间保持垂直的状态，斜滑板在移动运行的过程中，保持与主轴轴线之间的平行，平行度运行误差为0.04mm。
4、车床精度检查与调试
4.1 定位精度检查与调试
定位精度检查主要是指对机床在加工运行的过程中各个部件运动能够达到的精度效果。在做定位精度检查时，通常采用激光干涉仪对机床各个部件进行测量。如对滚珠丝杠的反向间隙的大小进行测量，直线运动定位精度的测量以及机械原点返回精度的测量。在进行误差补偿时需要对丝杠的螺母副进行调整同时配合参数调整来达到补偿的目的。
4.2 切削精度检查与调试
切削精度检查时对车床在切削加工的运行条件下对定位精度和几何精度的一种综合性检查和调试。采用大吃刀量切槽的方法进行负荷试验，以此来检测车床切削过程中的抗振性能和扭矩力检测。通过精车试验和螺纹试验等各种精度试验来检测车床的切削精度。
除了上述对卧式数控车床进行定位精度与切削精度的检测与调试外，对车床进行空运转试验也是很有必要的。逐渐将转速由低到高进行逐级调整，每种转数至少保持五分钟的运转时间。另外对于进给机构也要进行不同进给量的空运转试验，以坚持车床的运转系统是否顺畅，润滑油泵运转是否正常。
参考文献
[1]杜碧华.数控机床机械结构和安装工艺新技术[J].成都纺织高等专科学校学，2012（2）.
卧式镗床 篇7
镗床是机械加工使用较为普遍的设备, 其主要用于加工精度和光洁度要求较高的孔以及各孔间的距离要求较为精确的零件。镗床的类型主要有:卧式铣镗床、坐标镗床、精镗床、立式铣镗床、深孔镗床等, T68镗床是应用最广泛的一种。T68镗床传统的控制系统采用的是继电器逻辑控制方式, 硬件连接线路较多, 线路复杂, 可靠性差。针对这种情况, 采用PLC对卧式镗床电气控制系统进行改造, 可降低设备故障率, 提高设备使用效率, 运行效果良好。
2、T68镗床电气控制电路分析
T68镗床的继电器-接触器电气控制系统主要包括两个部分:机床的主轴运动与进给运动, 共用一台双速电动机M1, 低速是△接法, 高速是YY按法, 主轴旋转和进给都由齿轮变速, 停车时采用了反接制动, 主轴和进给的齿轮变速采用了断续自动低速冲动。工作台的快移采用电动机M2。
根据T68镗床工作原理和电气控制电路分析可知, 两个电动机主要是由七个交流接触器控制, 主轴变速, 是通过行程开关及速度继电器控制, 电气连锁保护通过两个行程开关来实现。
3、电气控制系统PLC改造
3.1 确定改造方案
在进行T68镗床电气控制系统PLC改造时, 要保留原镗床的工艺加工方法不变;电气控制系统控制元件 (包括按钮、行程开关、热继电器和接触器) 的作用与原电气线路相同;保留原有的主电路;主轴和进给的操作方法 (起动、制动、低速、高速、变速和冲动) 不变;将原系统中的时间继电器和中间继电器去掉, 改用PLC中的软继电器代替;将原继电器控制中的硬件接线改为软件编程来代替, 并考虑到变速中的衔接问题。
3.2 PLC输入/输出点数设计
采用PLC实现T68镗床电气控制时, 照明、低压备用电源插座及控制电源变压器及相关电路保持原电路配置连接。PLC输入/输出点数在不改变原操作系统情况下, 根据原继电器控制计算。
原主轴电机正反转启动按钮和停止按钮3个, 主轴电机正反转点动控制按钮2个, 共5点;主轴变速行程开关1个, 进给变速行程开关2个, 共3点;主轴电机低、高速度变换行程开关1个用1个点;换刀限位开关1个用2个点。输入点数总共11点。
主电气系统正、反转交流接触器2个, 共2点;主轴电机低速和高速转换用交流接触器2个, 共2点;限流电阻短路用接触器1个, 用1点;快速电机正反转用交流接触器2个, 共2点。输出点数总共为7点。
3.3 PLC型号选择
目前, PLC在工业控制领域应用十分广泛, 厂家和类型繁多。根据T68镗床电气控制系统特点, 即输入/输出点数共计25点, 同时考虑PLC的性能、功能、价格等因素, 最后确定选用FX2N—48MR。其具有输入点数24点和输出点数24点, 能满足设计要求。
3.4 PLCI/O分配
根据T68卧式镗床控制电路的分析, PL C控制系统的输入/输出地址分配表
如表1所示:
PLC控制系统的输入/输出接线如图1所示:
3.5 PLC控制程序设计
T68镗床控制系统程序设计采用梯形图程序, 在编写梯形图程序过程中, 需要考虑到梯形图的设计规则和传统电路的设计规则不同。设计梯形图时以线圈为单位, 分别考虑继电器电路图中每个线圈受到哪些触点和电路的控制, 然后画出相应的等效梯形图;外部输入应尽量采用常开触点;联锁电路在梯形图中, 除对应的输出继电器的线圈串联常闭触点组成软件互锁外, 还应在PLC输出电路中设置硬件互锁;应尽量简化电路。根据原理图和接线图可设计出控制系统部分梯形图程序, 如图2所示:
4、软、硬件调试
4.1 软件仿真调试
在硬件调试前, 首先要验证PLC程序设计的正确性, 以及确保系统成功安装和调试, 先进行模拟仿真。利用装有三菱FX系列PLC的“可编程逻辑控制器实验箱”进行模拟仿真, 将梯形图程序通过软件写入PLC, 用七个发光二极管代替PLC输出端口Y控制的七个继电器, 用开关代替PLC输入端口X的控制按钮、高低速控制开关、主轴变速行程开关、换刀限位开关等。通过扳动各个开关, 观察各发光二极管的发光情况, 验证程序设计与T68卧式镗床控制电路的逻辑关系是否正确。通过试验, 仿真结果和实际控制结果一直。
4.2 硬件调试
为了更接近工程实际, 达到更逼真的模拟效果, 该电路的主电路采用的是380V三相交流电, 元器件使用实际车床需要的元器件。根据电流走向排布好各个器件, PLC控制电路和模拟位置开关做一个控制盒, 安装好电路后, 先用万用表测试各部分电路, 以确定电路连接正确, 没有短路现象, 经反复测试后方可带电操作。
首先, 测试主电机能否正常正转低速启动;主电机正转低速停车;主电机正转高速启动;主电机正转高速停车;主电机反转、点动、变速控制;快进电机正、反转控制。
安装步骤进行硬件调试, 结果和实际运行情况一直, 效果良好。
5、结语
将T68镗床传统继电器-接触器控制方式改造为PLC控制方式, 一次性投资和工作量都较大, 但是, 去掉了中间继电器和时间继电器, 使控制系统结构简单。并且PLC可以用小电流控制大电流, 软件控制硬件, 可避免出现因误操作而引起的事故。能在恶劣的环境下稳定地工作, 控制系统抗干扰能力强, 工作可靠, 故障率明显降低, 提高设备的使用率, 取得了很好的控制效果。
参考文献
[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[2]阮友德.电气控制与PLC实训教程[M].北京:人民邮电出版社, 2006.
[3]陆运华, 胡翠华.图解PLC控制系统梯形图及指令表[M].北京:中国电力出版社, 2007.
[4]史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].北京:化学工业出版社, 2004.
卧式镗床 篇8
1.1 T68型卧式镗床的主要结构和运动形式
组成:床身、前立柱、镗头架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板和工作台组成。
卧式镗床的运动形式有:
(1) 主运动:镗轴和平旋盘的旋转运动。
(2) 进给运动:镗轴的轴向进给, 平旋盘刀具溜板的径向进给, 钱头架的垂直进给, 工作台的纵向进给和横向进给。
(3) 辅助运动:工作台的回转, 后立柱的轴向移动, 尾座的垂直移动及各部分的快速移动等。
1.2 T68型卧式镗床的电力拖动特点和控制要求
1.2.1 T68型卧式镗床的特点
(1) 主电动机M1为双速笼型异步电动机, 实现机床的主轴旋转和工作进给。低速时由接触器KM6控制, 将电动机三相定子绕组接成三角形联接;高速时由接触器KM7、KM8控制, 将电动机三相定子绕组接成双星形联接。高、低速由主轴孔盘变速机构内的行程开关SQ控制。选择低速时, 电动机为直接起动。高速时, 电动机采用先低速起动, 再自动转换为高速起动运行的两级起动控制, 以减小起动电流的冲击。
(2) 主电动机MI能正反向点动控制、正反向连续运行, 并具有停车反接制动。在点动、反接制动以及变速中的脉动低速旋转时, 定子绕组接成三角形接法, 电路串人限流电阻R, 以减小起动和反接制动电流。
(3) 主轴变速与进给变速可在停车情况下或在运行中进行。变速时, 主电动机MI定子绕组接成三角形接法, 以速度继电器KS的100~140r/min的转速连续反复低速运行, 以利齿轮啮合, 使变速过程顺利进行。
(4) 主轴箱、工作台与主轴、平旋盘刀具溜板由快速移动电动机MZ拖动实现其快速移动。但它们之间的机动进给设有机械和电气的联锁保护。
1.2.2 T68型卧式镗床控制要求是:
(1) 主轴旋转与进给量都有较大的调速范围, 主运动与进给运动由一台电动机拖动, 为简化传动机构采用双速箱型异步电动机拖动。 (2) 由于各种进给运动都需正反不同方向的运转, 所以要求主电动机能正、反转。 (3) 为满足加工过程中调整工作的需要, 主电动机应能实现正、反转的点动控制。 (4) 要求主轴停车迅速、准确, 主电动机应有制动停车环节。 (5) 主轴变速和进给变速在主电动机停车或运转时进行。为便于变速时齿轮啮合, 应有变速低速冲动。 (6) 为缩短辅助时间, 各进给方向均能快速移动, 设有快速移动电动机且采用正、反转的点动控制方式。 (7) 主电动机为双速电动机, 有高、低两种速度供选择, 高速运转时应先经低速再进人高速。 (8) 由于卧式镗床运动部件多, 应有必要的联锁和保护环节。
2 T68型卧式镗床电气控制电路分析
2.1 主电路分析
三相交流电源经低压断路器QS引入, M1为主电动机, 由接触器KM1、KM2控制其正、反转;KM6控制M1低速运转 (定子绕组接成三角形, 为4极) ;KM7、KM8控制M1高速运转 (定子绕组接成双星形, 为2极) ;KM3控制M1的反接制动电阻, 由热继电器FR实现过载。
2.2 控制电路分析
2.2.1 M1主电动机的控制
2.2.2 M1主电动机的正反转控制
2.2.3 M1主电动机高低速的转换控制
2.2.4 M1主电动机的停车制动控制
2.2.5 主轴与进给变速的控制
运行中变速是指机床拖动系统正在运行中, 拉出主轴或进给变速手柄进行变速, 此时使主电动机三相定子绕组串人限流电阻R进行反接制动, 然后进行连续低速冲动。这样有利齿轮啮合, 待变速完成, 将变速手柄推回后又能使主电动机自动起动运转, 并使主轴或进给在新的速度下运转。
2.2.6 快速移动控制
主轴箱、工作台或主轴的快速移动, 由快速移动手柄操纵并联动SQ7、SQ8, KM4或KM5, 进而控制快速移动电动机M2的正反转来实现快速移动。当快速移动手柄置于中间位置, SQ7、SQ8均不被压动, 快速移动电机M2处于停转状态。若将快速移动手柄扳到正向位置, SQ7压下, KM4线圈通电吸合, M2正转, 拖动相应部件正向快速移动。反之, 若快速移动手柄扳向反向位置, 则SQ8压下, KM5线圈通电吸合, M2反转, 拖动相应部件获得反向快速移动。当快速操作手柄扳回中间位置时, SQ7、SQ8均不受压, M2停车, 快速移动结束。
2.2.7 联锁与保护环节
(1) 主轴箱或工作台机动进给与主轴机动进给的联锁。为了防止工作台或主轴箱机动进给时出现将主轴或平旋盘刀具溜板也扳到机动进给的误操作, 设置了与工作台、主轴箱进给操纵手柄有机械联动的行程开关SQ5, 在主轴箱上设置了与主轴、平旋盘刀具溜板进给手柄有机械联动的行程开关SQ6。
当工作台、主轴箱进给操纵手柄扳在机动进给位置时, 压下SQ5, 其常闭触头SQ5 (3-4) 断开。若此时又将主轴、平旋盘刀具溜板进给手柄板在机动进给位置, 则压下SQ6, 常闭触头SQ6 (3-4) 断开, 于是切断了控制电路电源, 使主电动机M1和快速移动电动机M2无法起动, 从而避免了由于误操作带来的运动部件相撞事故的发生, 实现了主轴箱或工作台与主轴或平旋盘刀具溜板的联锁保护。
(2) M1主电动机正转与反转之间, 高速与低速运行之间, 快速移动电动机M2的正转与反转之间均设有互锁控制环节。
(3) 熔断器FU1-FU4实现相应电路的短路保护;热继电器FR实现主电动机M1的过载保护;由电路采用按钮、接触器或继电器构成的自锁控制环节具有欠电压与零电压保护作用。
2.3 辅助电路分析
T68卧式镇床设有36V安全电压局部照明灯EL, 由开关SA手动控制。电路还设有6.3V电源指示灯HL, 表明电路电源电压是否正常。
3 T68型卧式镗床常见故障分析
3.1 主轴旋转时的实际转速要比主轴变速盘上指示的转速成倍提高或下降。
主电动机M1的变速是采用电气机械联合变速。主电动机高、低速是由高低速行程开关SQ来控制的, 低速时SQ不受压, 高速时SQ压下。在安装时, 应使SQ的动作与变速指示盘上的转速相对应, 若SQ的动作恰恰相反, 就会出现主轴实际转速比变速盘指示转速成倍提高或下降的情况。
3.2 主电动机只有低速档而无高速档。
此故障多为时间继电器KT不动作所致, 可检查KT控制电路, 看KT线圈是否通电吸合, 若已吸合再检查KT延时触头动作是否正确及接线是否正确。
3.3 主轴轴向窜动超差。
检查其防松措施是否有效, 并重新调整;检查并更换损坏的轴承;检查或更换调整螺母及垫圈, 保证螺纹对两端面的形位公差及热处理要求。
3.4 平旋盘主轴定位面端面跳动径向跳动超差。
检查调整螺母的梳形定位于定位是否可靠, 重新调整螺母后锁紧梳形定位子;
检查并更换损坏的轴承;仔细检查清洗座孔表面, 消除异常重新装配;按技术要求对有关座孔进行测量及修复。
3.5 主轴锥孔中心线径向跳动超差。
精修主轴锥孔, 恢复形位精度。当主轴回转精度良好时, 可在工作台上装一内圆磨具, 回转主轴修磨锥孔到要求。局部碰伤可酌情用手工修研消除。
摘要：T68型卧式镗床加工精确高的孔以及各孔间距离要求较为精确的零件, 如主轴箱, 变速箱等。镗床除镗孔外, 在万能镗床上还可以钻孔、绞孔、扩孔;用镗轴或平旋盘铣削平面;加上车螺纹附件后, 还可以车削螺纹;装上平旋盘刀架还可加工大的孔径、端面和外圆。因此, 镗床加工范围广, 调速范围大, 运动部件多。探讨了T68型卧式镗床自动控制系统的结构、特点、要求和电路设计, 同时分析了T68型卧式镗床常见的故障。
卧式镗床 篇9
随着装备制造业的快速发展, 每个领域都对数控机床提出了更高的要求, 如高速列车、新型地铁和轨道交通车辆等都需要大批高速、精密、高效的专用数控机床来实现大型、长型零件孔系精确加工和各种型面加工。目前市场对具备大型零部件加工能力, 具有镗轴、方滑枕同时伸出, 并且能够实现双主机对面同时加工的双面大型数控机床需求不断增加。尤其在机械工程领域对用于汽车起重机起重臂镗孔、铣端面和钻孔时, 要求机床具备工作台大承载量、超大行程, 双主机对头深孔加工的功能。TK6813X2型双面数控卧式铣镗床正好迎合国内外市场的需求开发设计, 并以此机床为从几个方面例阐述了提高机床加工精度保持性的设计方案。
该机床主要设计参数为:
工作台行程X轴10500mm;
主轴箱行程Y轴3000mm;
立柱行程Z轴1000mm;
滑枕行程V轴700mm;
主轴行程W轴700mm;
主轴直径φ130mm;
主轴转速范围10-1500 r/min
主轴可承受最大扭矩2 500N·m;
主轴可承受最大轴向抗力20 000N;
X轴快速移动6000mm/min;
Y、Z轴快速移动9000mm/min;
工作台台面尺寸 (长×宽) 10500×2500mm;
工作台允许最大承载能力25000kg;
主机个数:2个;
工作台数:1个。
2 提高加工精度保持性设计方案
2.1 两纵床身与横床身连接方式设计方面
两纵床身与工作台床身即横床身采用连接方式, 键定位, 提高机床的整体刚性, 使机床精度保持性好。
TK6813X2型双面数控卧式铣镗床布局为工作台在整个机床的中间横向移动, 两侧各有一台主机, 两主轴相对布置, 可以由工件的两侧同时对工件进行加工。考虑到铸造及机加工难度, 两个纵床身与工作台横床身采用分体式设计, 并在连接处采用螺钉紧固, 键定位方式。因机床在铣削加工时消耗功率最大, 整机受力可达到最大。随着整机受力的增大, 机床的变形也随着增大, 纵横床身连接后能保证机床在切削过程中整机变形保持一致, 提高机床的整体刚性, 保证对头镗孔的同轴度, 使机床在长时间切削后, 整体精度保持性好。
2.2 工作台及横床身连接及工作台拖动设计方面
工作台及横床身采用拼接方式, 键定位, 保证X轴的整体刚性, 双电机驱动传动机构在X轴应用及闭环测量应用, 提高了X轴精度, 从而提高了机床的整体加工精度。
该机床工作台为可移动式, 由于工作台的尺寸为2500mm×10500mm, 考虑到机加工和铸造的难度, 工作台采用两段拼接方式, 为了保证拼接后两工作台的一致性, 拼接处采用键定位的方式。横床身同时采用多段拼接方式, 降低了加工铸造难度, 提高X轴整体刚性。该机床的工作台移动即X轴的行程大, 要保证机床的工作台和加工零件总重最大时约有50t能安全拖动, 且快速为6m/min, 这又提出了一个新的问题。在此采用滚柱直线导轨, 因该类型导轨摩擦系数小, 刚性好, 承载大, 运动平稳。在工作台拖动中采用双电机驱动, 齿轮齿条传动, 其虽然没有丝杠的传动精度高, 但在不影响用户使用要求的情况下解决了大行程的拖动问题, 因丝杠超过一定长度其整体刚性下降, 就不能达到很好的拖动效果。采用双电机驱动消除了齿轮齿条间的传动间隙, 并采用光栅尺闭环控制, 提高了整体的传动精度。
2.3 有关机床地基安装设计方面
对机床有关地基安装方面严格要求, 从而提高机床的稳定性, 保证机床的加工精度。
1) 机床采用钢筋混凝土地基结构, 增加地基深度及承载能力, 要求用户严格按照地基要求来打地基, 以减小地基对机床稳定性的影响。
机床地基要求:
(1) 在开挖地基之前必须检测土质, 并确定承重能力;
(2) 根据当地土质承重能力和本机床重量确定是否需要打地基桩以及地基桩的数量和规格;
(3) 检查土质条件后确定地基厚度;
(4) 地面的承载强度应大于20T/m2;
(5) 使用混凝土最低抗压强度为1800N/cm2;抗张强度为180N/cm2;
(6) 在地基周围使用隔震沟, 并填充隔振物质;
(7) 为加强土壤的抗震能力, 则可用横向网络钢筋;
(8) 基础变形量为0.015mm/1000mm;
(9) 基础平面度全长不大于2mm。
2) 要求用户在打地基时, 予埋侧顶件, 在机床精度调整完成后, 把床身顶住, 减小床身在振动和受力时的变形。
3) 采用新型地脚垫铁, 结构稳定, 承载能力大, 减小对机床精度的影响。
3 结论
TK6813X2型双面数控落地铣镗床在用户安装完成, 并已投入使用, 机床的加工精度高且保持性良好, 得到了用户的好评。通过机床试验结果验证:提高机床加工精度保持性设计方案是合理的, 并为今后设计该类专用机床提供了理论及实践依据。
随着加工制造业的迅速发展, 此类专用数控机床的需求不断提高。因机床加工精度高, 精度保持性好, 得到用户的信赖, 在激烈的市场竞争中, 为企业赢得了先机。
参考文献
卧式镗床 篇10
为解决新疆地区库车县牙哈装车站北站迪那进站凝析油和轻烃流态不稳, 流量波动大, 对储罐冲击大等问题, 在牙哈装车站进站阀组的基础上增加两台卧式分离缓冲罐, 本文就两台超长超重的卧式分离缓冲罐成功翻转调正与吊装就位的施工方法作一介绍。
2 两种吊装方案介绍
2.1 两台70吨吊车配合作业施工方案简介
2.1.1 吊装设备的选择
经查阅70吨轮胎吊车技术参数可知:吊车支腿横向跨距为7.6米。缓冲罐每个基础长为2.34米, 为充分保证吊装作业面, 故将拉运缓冲罐车辆停放于距缓冲罐基础中心10.5米处。
查阅70吨轮胎吊车起重特性表可知吊车工作半径为6.0m, 主臂伸长量小于19.74m, 起重量大于34t, 两台吊车配合作业起重量大于68t, 大于56.249t;因此选用两台70吨吊车配合吊装。
2.1.2 根据负荷选择吊具和索具
假设两台吊车起吊总重量为58吨 (58>56.249) , 则每台吊车起吊重量F为29t。根据受力分析图2所示, F1为钢丝绳拉力, F=2F1cos22.5°经计算可知F1=15.7t;
查施工手册与吊具配套的钢丝绳许用拉力表, 型号为6×19+1钢φ46mm的新钢丝绳, 破断拉力为125吨, 安全系数为3.5时, 单股许用拉力为32.142t (32.142t.>2F1) , 经计算需用2根长度均为14米的钢丝绳。
2.1.3 设备翻转调正
缓冲罐拉运到施工现场时发现底座与人孔都朝侧面, 因此在吊装之前需将缓冲罐翻转调正, 使其底座朝下, 人孔朝上。
(1) 在起吊前用铁丝将毛毡缠绕于与钢丝绳接触的缓冲罐外表面上。将钢丝绳大兜于缓冲罐两个安座外测, 并将钢丝绳绳扣挂入吊车吊钩中。
(2) 2台70吨吊车将缓冲罐缓慢吊起, 当缓冲罐吊点提升100～200mm, 检查各部位受力情况, 最少3min;检查吊臂、吊车和地面的变形情况和由此而引起的吊钩与吊点水平投影位置的偏移情况。
(3) 当缓冲罐底部距离车体高度为300m m时, 2台吊车以相同速度同时旋转, 移出车位。用一台8吨吊车将两个用于固定缓冲罐的安座吊起, 同时将拉运缓冲罐车辆开出施工现场, 将2个用于固定缓冲罐的安座放于已摆放好的枕木上, 并使两安座间距与缓冲罐被保护的两个部位间距相同 (被保护的两个部位已缠上毛毡) 。
(4) 用2台70吨吊车配合作业将缓冲罐放置用于固定缓冲罐的安座上。当缓冲罐放稳之后, 调整钢丝绳捆绑角度 (钢丝绳在毛毡上转动) , 使绳扣位于缓冲罐侧面 (吊车位于缓冲罐令一个侧面) 。
(5) 将钢丝绳绳扣挂入吊车吊钩中, 2台吊车同时作业, 使缓冲罐一点一点翻转调正, 至缓冲罐底座朝下, 人孔朝上为止。
2.1.4 正式吊装
(1) 将钢丝绳位置重新调整, 使绳扣竖直向上并大兜于缓冲罐两个安座外测。调整两台吊车吊臂的位置, 将钢丝绳绳扣挂入吊车吊钩中。
(2) 两台吊车以相同的提升速度提升, 使缓冲罐处于平稳上升状态, 如果缓冲罐发生倾斜现象, 将立即停止两台吊车作业, 然后令较低端的吊车缓慢提升, 使缓冲罐逐渐趋于平稳。
(3) 时刻注意缓冲罐提升高度和底座与基础之间的距离, 当底座与基础之间的距离达到500mm后, 两台吊车同时缓慢转杆。
(4) 当缓冲罐水平旋转至设备基础正上方, 将缓冲罐缓慢落于调整垫铁之上, 设备中心线位置偏差必须小于5mm。
(5) 吊车落绳, 拆除吊具。
2.1.5 设备找正
采用爪式千斤顶将设备顶起, 调整垫铁数量以升高或降低垫铁高度, 同时采用水平仪测量定位。使设备中心线位置允许偏差5mm, 标高允许偏差±5mm。
2.2 一台130吨吊车施工方案简介
2.2.1 吊装设备的选择
经查阅130吨轮胎吊车技术参数可知:吊车全长为16米, 宽度为3米, 支腿横向全伸跨距为8米, 支腿前后距离为7.25米。为充分保证吊装作业面, 故将拉运缓冲罐车辆停放于距缓冲罐基础中心12米处。
经查阅130T轮胎吊车起重特性表, 吊车工作半径为6m, 主臂伸长量小于21.8m时, 起重量大于71t;大于设备重量56.249t, 可以满足吊装要求。经计算吊车主臂伸长量为19.9m即可。
2.2.2 根据负荷选择吊具和索具
根据如下受力分析图计算, 假设F=5 6.2 4 9吨, F 1=F 2, 角A E B=2 0度, AB=5.5m, 计算出:BE=16.08m, 角BED为5.1°, 由F=2 F3 cos20°可知F3=29.93吨, 由F3=F1cos5.1°+F2cos5.1°=2 F1cos5.1°可知F1=15.024吨, 即钢丝绳单股安全受力为15.024吨。
查施工手册与吊具配套的钢丝绳许用拉力表, 型号为6×19+1钢φ46mm的新钢丝绳, 破断拉力为125吨, 安全系数为3.5时, 单股许用拉力为32.142t (32.142t.>2F1) , 因此选用型号为6×19+1钢φ46mm的新钢丝绳。经计算需用长度为76米的钢丝绳。
2.2.3 设备翻转调正、正式吊装、设备找正
设备翻转调正、正式吊装、设备找正方法与2.1中介绍的方法相同。
3 结论
2台70吨吊车需用钢丝绳比1台130吨吊车需用钢丝绳少48米, 而且在设备翻转调正时2台吊车配合作业要比1台吊车效果更好。因此最终选用的方案为2台70吨吊车互相配合作业, 选用型号为6×19+1钢φ46mm的新钢丝绳28米。
参考文献
[1]大型设备吊装工程施工工艺标准.SH/T3515-2003
卧式镗床 篇11
关键词：钢琴；键盘机械调整；触键感觉
中图分类号：J624.1 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）05-0175-01
钢琴发明至今的300多年里，因其在音乐表现力上的出色演绎，越来越受到演奏家的青睐。而如何使钢琴将演奏家的音乐情感表现出来，首先要从触键说起。一般情况下，每位出色的演奏家在举办个人音乐会之前，都要求调律师把自己挑选的符合触键要求的钢琴调整至最佳状态。否则，不仅会影响演奏家的发挥，甚至还会对整台演奏会的效果造成不良影响。我们常听到演奏者描述钢琴的触感力度方面，有些人会觉得琴键的力度较重，就是弹下去时比较费力；有些人会感觉琴键的力度较轻，弹下去时很轻松，但是起不到锻炼手指和手臂力度的作用。速度方面，有“粘手”、“不跟手”等感觉，例如弹下一个琴键之后，手已经抬起，但琴键返回的速度稍慢于手指，不能满足快速击键；或有时演奏者会觉得琴键过松，甚至晃动。这是从琴键下沉、返回速度和琴键与销钉的配合两个方面体现出来的。琴键的下沉深度。有的人会感觉弹奏的力没有充分的释放出来，琴键就弹到底了；或者琴键下沉的幅度深于演奏者手指习惯的运动幅度。
一、从击弦机结构和工作状态分析影响触键感觉的因素
通过对卧式钢琴进行整调，将击弦机械的运动状态联系演奏者的触键感觉进行了分析，大致归纳了以下几点：1.按下琴键感受到的力度轻重，主要受击弦机械各轴架申达部位的松紧，以及各弹簧力度的影响。2.琴键返回的速度，除受到轴架申达的松紧及弹簧力度的影响外，还直接受键盘的平衡销孔呢和键前销孔呢的松紧制约；各部件工作中的配合情况，（即调整时是否达到所要求的标准）是关系击弦机械运动状态的重要因素，它决定了击弦机的运动是否灵敏，以及弹下琴键与槌头击弦发音之间的时间差。3.琴键下沉的深度，与手指上弹奏用的力结合决定了弹下琴键所做的功。
二、对触键力度产生影响
一台卧式钢琴与演奏者进行直接接触的就是琴键，所以，关系到琴键运动的部件也是首先对触键感产生影响的部位。琴键下方安装了平衡销和键前销，孔的内侧左右粘贴呢子。键前销钉被设计成扁圆形，使得这个磨损量较大的部位有很好的可调节性。当气候发生变化时，例如过于潮湿或干燥，会引起琴键的木质变形，或使销孔内的呢子受潮膨胀，从而会使琴键在运动时与相邻的琴键发生摩擦，或增大销钉与销钉孔内的呢子的摩擦，使琴键运动受阻，甚至不能返回。缝隙的大小影响着琴键的运动，从而影响着触键感觉，键前销孔内留出适当的距离，可使琴键灵活的运动，缝隙过小会使琴键运动不灵敏，还会增大手指弹下琴键的力度；但缝隙过大就会影响触感。琴键的后端与联动器相连。弦槌和联动器都是依靠各自的轴架固定在总档上，以轴架的申达部位为圆心做圆周运动。所以，轴架部位的申达松紧对其运动是否灵敏有直接关系。复振杆和顶杆是联动器上的主要构件。复振杆的主要任务是托起弦槌，而使弦槌作击弦动作的则是顶杆。当演奏者弹下琴键前端，后端便翘起顶起联动器，复振杆和顶杆也随之上升托起弦槌。由于顶杆上表面处在复振杆平面的下面0.2-0.3mm，所以复振杆承担弦槌的力。此时手指承受的只是琴键与联动器、转击器这三者自身的重量。这样的运动过程持续至弦槌离弦2-3mm。此时，复振杆由于继续升高与复振杆制止螺丝接触，使其停止上升运动，复振杆弹簧被压缩，手指感受的力比之前加重了一些，这是弹簧被压缩而产生的反作用力。
三、调整触键后机械返回的速度
弦槌击弦后，手指准备离开琴键至刚刚抬起1mm时，复振杆弹簧把复振杆复位，复振杆就能托起弦槌，把弦槌的重量从顶杆那里消除掉，便于顶杆返回以准备第二次击弦。手指能感到一点琴键向上的力，在整调中称之为“后触键”。但“后触键”的力度大小在调整时要对其进行控制，既要使它适当的顶起复振杆，使复振杆能够迅速托起弦槌，弹力又不可过大，过大会使手指明显感觉到琴键向上的弹力，而增加手指的负担。在琴键的返回过程中，击弦机各部位轴架申达的松紧及弹簧力度是直接对其速度产生影响的因素，除此之外，返回的速度还受键盘的平衡销孔呢和键前销孔呢的松紧制约。
四、调整不同的琴键对触感的影响
在琴键下沉的过程中，琴键下沉的距离与手指按下琴键的力共同构成弹奏琴键所作的功，所以，在相同力度的情况下，琴键下沉的距离大小对功有着直接影响。琴键下沉的深度决定着演奏者手指向下運行的幅度，这一点是演奏者能明显感觉到的。由于琴键下沉的深度与击弦距离形成约1：5的比例关系，所以还关系着机械运行的状态，这也是调整应解决的问题因其在音乐表现力上的出色演绎，越来越受到演奏家的青睐。综上所述，手指在按下琴键时，反映到手上的力包括琴键与联动器自身的重量，复振弹簧压缩后的反弹力，制音器自身的重量，以及申达部位的摩擦力。而琴键返回时，反映到手上的力包括弹簧使各部件返回的力、击弦机各部件自身回落的重力，以及申达部位的摩擦力。
五、调整的键盘机械与演奏者的关系
调整一台钢琴，除了使机械最有效率的运动外，还要充分考虑演奏者的触感问题。详细地说，由低音区向高音区过渡，由于琴弦直径、长短、材料的变化，导致琴弦张力的变化，这就要求触键的感觉应有一个均匀的由重变轻的过渡，包括击键的力度、速度，下键的深度等。这关系到调整的每一个项目，以及各项目之间的密切配合。任何一个机械运动的误差都可能造成触键感的不一致，甚至造成机械上的故障。我们在调整之前，数据不是唯一的，我们应在满足机械最佳工作状态的前提下，根据演奏者的要求稍作修改。这样既能保证机械的良好运动，又能使演奏者演奏技能得到充分发挥。所以，调整工作是保证钢琴和演奏者之间协调的重要程序。
参考文献：
[1]威廉·布雷德·怀特 著《钢琴调律与有关技术》【M】人民音乐出版社 北京 2006年
[2]弗兰茨·摩尔、埃迪丝·谢弗 著《与钢琴大师在一起的岁月》【M】人民音乐出版社 北京 1999年
重型卧式车床卡盘设计 篇12
由于大型支承辊、工作辊、电机和汽轮机转子等零件的加工需要, 用户在我公司订购了一台数控重型卧式车床。合同中要求:床身上最大工件回转直径为准3500mm;主轴箱和尾座顶尖之间的最大工件重量为180t;卡盘悬卡时最大工件重量60t (当工件重心距卡盘端面600mm时) ;双刀架总切削力350kN;卡盘最大扭矩250kN·m;并且该机床精度需要满足国标《数控重型卧式车床精度》的要求。为了满足用户的上述要求, 我们对现有机床的关键部件结构进行技术改进, 尤其是卡盘部件结构的改进。顶尖结构采用短锥柄法兰盘结构, 提高了顶尖与主轴的联接刚度;增大了主轴与卡盘过盈配合长锥轴的直径和卡盘的厚度, 以提高卡盘自身的刚度和卡盘与主轴的联接刚度;卡盘上四套主卡爪采用了进口双向机械增力丝杠夹紧, 提高了零件的安装、找正的工作效率, 减轻了操作工人的劳动强度;主、副卡爪增加了手动移动装置, 使卡爪移动方便、快速、省力。
2 卡盘结构的组成和特点
如图1, 卡盘结构主要由卡盘体、四套主卡爪、四套辅助卡爪、短锥柄发兰盘顶尖、卡爪手动移动装置、配重体等组成。四套主卡爪的夹紧丝杠采用进口双向机械增力丝杠, 在内、外卡紧零件时双向增力, 增力丝杠夹紧力大、操作力矩小, 配合力矩扳手可实现定量调节夹紧力;四套辅助卡爪采用增力扳手夹紧, 该增力扳手由带有小齿轮、扇形齿条的力矩放大机构和棘轮扳手组成, 增力扳手结构简单、实用、增力效果好;主、副卡爪的手动移动装置由蜗杆、齿条结构组成, 齿条安装在卡爪座的侧面, 蜗杆和蜗杆座安装在卡盘上, 根据卡爪的具体位置, 相应调整蜗杆座在卡盘上的位置, 通过卡爪的手动移动装置使卡爪的移动安全、省力、方便;卡爪座的定位机构采用三个矩形定位键定位, 卡爪的卡紧力全部由矩形定位键承受, 三个矩形定位承载力大、刚性好, 完全满足重型卧式车床卡盘大承载的需要;在卡盘体的后部装有配重体, 卡盘体铸件整体做静、动平衡, 提高主轴箱主轴组件的精度, 保证主轴精度稳定可靠。
1.辅助卡爪2.主轴轴承3.主轴4.卡爪5.增力丝杠6.卡盘体7.法兰盘顶尖8.配重体9.蜗杆10.齿条
3 卡盘结构的优点
(1) 卡盘零件材料采用ZG310-570, 整体铸件进行毛坯时效处理和粗加工后二次时效处理, 充分消除铸造应力和加工后引起的内应力。主轴与卡盘之间采用1∶30锥度过盈配合, 通过过盈配合消除卡盘和主轴之间的联接间隙, 通过计算合理选择卡盘与主轴之间的过盈量和配合长度, 保证卡盘可靠传递主轴的最大扭矩, 卡盘与主轴之间采用螺钉进行轴向预紧, 以提高卡盘与主轴之间的联接刚度和配合精度。在主轴上有拆卸卡盘用的静压油槽和进油孔, 通过高压油枪注射高压油来拆卸卡盘, 卡盘拆装方便。
(2) 根据最大工件重量、刀架最大切削力和机床精度, 经有限元计算后确定, 卡盘外缘厚度为580mm, 卡盘直径准3200mm, 卡盘锥孔大端直径为准615mm, 主轴与卡盘结合面的外缘直径为准880mm, 卡盘锥孔长度为485mm。卡盘内部筋板采用环形筋和放射筋相结合的布置结构, 主轴、卡盘系统的静、动刚度高, 使机床在长期、连续、重载荷条件下运行时安全、稳定、可靠。