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淺談設(shè)備改造修理及應(yīng)用
2019-11-12  來源：海申機(jī)電總廠（象山）  作者：李峰
 
      設(shè)備修理是指對設(shè)備因失去或降低原有功能而不能正常工作所進(jìn)行的恢復(fù)，以及提升設(shè)備運行性能所進(jìn)行的技術(shù)活動。因此，設(shè)備修理在生產(chǎn)過程中扮演著重要的角色，不僅能夠維持生產(chǎn)的順利進(jìn)行，還能夠延長設(shè)備使用壽命。根據(jù)設(shè)備性能、故障程度以及加工現(xiàn)場實際需求，設(shè)備修理可分為普通修理和改造修理。在普通修理后無法達(dá)到原使用要求，或原設(shè)備無法滿足生產(chǎn)任務(wù)提出的更高要求，而更新設(shè)備一次性投入較大、實施周期長，盲目對老設(shè)備進(jìn)行淘汰不僅影響生產(chǎn)還對工廠造成一定的損失時,可采取設(shè)備改造的方式。切實、有效的改造修理投資小、見效快、風(fēng)險低，是實現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)備性能提高的主要途徑。
  
       1、X62W 升降臺銑床進(jìn)給箱改造
  
       1.1 案例簡介
  
      X62W 升降臺銑床是一臺通用型銑床，海申機(jī)電總廠 (象山) 于 20 世紀(jì) 70 年代初購置并投入使用，其在生產(chǎn)中使用頻率高、工作量大，而且經(jīng)常處于高速切削、高速走刀、大切削量的加工工況，因此經(jīng)常出現(xiàn)震動、異響，由于進(jìn)給機(jī)構(gòu)發(fā)生故障而使設(shè)備失去快速進(jìn)給或工作進(jìn)給。X62W 銑床工作中通過滾輪、帶輪、離合器運動而實現(xiàn)機(jī)床的快速進(jìn)給和工作進(jìn)給。當(dāng)按下快速進(jìn)給按鈕時，外部牽引電磁吸鐵通過傳動機(jī)構(gòu)使?jié)L輪向右移動，壓緊快速進(jìn)給摩擦片，實現(xiàn)快速進(jìn)給；松開快速按鈕時，復(fù)位彈簧迅速將滾輪復(fù)位至工作進(jìn)給狀態(tài)，此時在旋轉(zhuǎn)的進(jìn)給軸上產(chǎn)生撞擊，如此反復(fù)將加劇進(jìn)給軸上各零件的松動、磨損以及損壞。工作過程中，傳動軸將帶動滾輪繞滾輪軸轉(zhuǎn)動，因此滾輪外圓表面會因經(jīng)常處于摩擦狀態(tài)而出現(xiàn)磨損。當(dāng)磨損量達(dá)到一定程度后，滾輪與離合器的配合間隙便越來越大。撞擊同時也會導(dǎo)致快速離合器預(yù)緊螺母改變位置。由于電機(jī)實行正反轉(zhuǎn)進(jìn)給，如預(yù)緊螺母松開，則會減小離合器的工作行程，從而導(dǎo)致銑床快速進(jìn)給；如預(yù)緊螺母隨傳動軸并至過緊，那么進(jìn)給軸上同時出現(xiàn)工作進(jìn)給與快速進(jìn)給兩種速度，將會造成進(jìn)給箱內(nèi)各個傳動軸不同程度的損壞。機(jī)床正常工作時，其動力的傳遞和中斷主要通過鋼球式安全離合器實現(xiàn)。正常工作時彈簧壓緊鋼球，并將動力通過離合器傳遞到下一個部位。當(dāng)載荷過大時，機(jī)床傳遞給鋼球的力大于彈簧張力，因此將鋼球向左推動，從而使得離合器脫開而中斷動力傳遞，此時機(jī)床也停止進(jìn)給而實現(xiàn)自我保護(hù)。鋼球式安全離合器中的彈簧張力主要通過鎖緊螺母調(diào)整，機(jī)床的安全穩(wěn)定性主要取決于鎖緊螺母調(diào)整質(zhì)量的好壞。所以一臺機(jī)床必須做到在正常工作時不打滑，而在發(fā)生故障或者超載等情況下能夠及時脫開并實現(xiàn)自我保護(hù)。如果機(jī)床快速進(jìn)給和工作進(jìn)給都出現(xiàn)問題, 很可能就是安全離合器的彈簧壓力調(diào)整過小，必須重新調(diào)整。多次調(diào)整過程復(fù)雜、繁瑣，并要求修理人員有一定的工作經(jīng)驗。該銑床已經(jīng)不止一次采用傳統(tǒng)修理方法進(jìn)行修理，但故障現(xiàn)象仍頻頻出現(xiàn)，治標(biāo)不治本。
  
       1.2 改造方案
  
      經(jīng)過前期調(diào)研，現(xiàn)決定在不改變設(shè)備操作方法的前提下，對進(jìn)給箱中的離合器進(jìn)行更換以提升離合器的安全性。之前機(jī)床的慢速和快速進(jìn)給運動主要依靠牙嵌式離合器實現(xiàn)，現(xiàn)采用電磁摩擦離合器來控制機(jī)床的進(jìn)給運動。依據(jù)電磁摩擦離合器的特性，一并去除滑套、滑環(huán)、套筒等零件，重新加工配套的齒輪、襯套等零件。改造前后進(jìn)給箱的相關(guān)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。
  
  
圖1  進(jìn)給箱相關(guān)結(jié)構(gòu)
  
      當(dāng)機(jī)床處于慢速工作進(jìn)給時，由軸Ⅴ上的慢速齒輪 13 將動力通過嚙合傳遞到軸Ⅵ上的齒輪 3，然后再將運動傳遞給慢速電磁摩擦離合器 1。離合器 1通電后壓盤和摩擦片吸合，將動力通過軸Ⅵ傳遞到齒輪 10 上實現(xiàn)工作進(jìn)給。工作臺快速進(jìn)給實現(xiàn)：由軸Ⅴ上的快速齒輪 12 通過嚙合將運動傳遞給軸Ⅵ上的齒輪 9（通過兩個平鍵 11 和花鍵套連接在軸 VI上），齒輪 9 上的動力通過軸 VI 傳遞到聯(lián)接套 5 后再傳遞給電磁摩擦離合器 4，離合器 4 通電后壓盤和摩擦片吸合，將動力通過軸Ⅵ傳遞到齒輪 10 上實現(xiàn)工作進(jìn)給。
  
      電器部分充分利用原有線路及原件，將原牽引電磁吸鐵的 380 V 電源加裝變壓器，利用鎮(zhèn)流器改變成為一套 24 V 直流電源，作為電磁摩擦離合器的電源。利用接觸器常開與常閉觸點實現(xiàn)工作臺快、慢
速互鎖控制。在工作進(jìn)給與快速進(jìn)給轉(zhuǎn)換時，1，4 電磁摩擦離合器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)有效，提升了設(shè)備使用性能。
  
        2、螺桿空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)改造
  
        2.1 案例簡介
  
      工廠 2# 空壓站單螺桿空壓機(jī)依靠機(jī)體內(nèi)陰陽轉(zhuǎn)子相互嚙合時產(chǎn)生容積變化來壓縮空氣，陰陽轉(zhuǎn)子相對空氣做功產(chǎn)生大量的熱量。從空氣濾芯中吸入的新鮮空氣不斷被壓縮聚集而不能及時被冷卻器帶走時，主機(jī)排氣溫度 T1和潤滑油溫度 T3就會超過規(guī)定值，而長期處于高溫狀態(tài)易造成主機(jī)磨損、積炭、冷卻潤滑油過早變質(zhì)、排氣量較大幅度衰減、習(xí)慣性停機(jī)等，甚至?xí)霈F(xiàn)整機(jī)抱死跳停機(jī)現(xiàn)象；頻繁更換機(jī)油濾芯、油氣分離器、油水分離器、冷卻潤滑油等專用零附件設(shè)備的維護(hù)費用居高不下，也不能從根本上解決問題。該設(shè)備因故障而頻繁停跳機(jī)，重影響工廠生產(chǎn)的順利推進(jìn)。
  
        2.2 改造方案
  
      該空壓機(jī)的油冷卻器與空氣冷卻器均為管殼式冷卻器。在空氣冷卻器中，壓縮空氣流經(jīng)銅管內(nèi)部而帶走外部冷卻水的熱量；在油冷卻器中，冷卻水流經(jīng)銅管內(nèi)部，帶走外部潤滑油的熱量而實現(xiàn)冷卻。2#
空壓站螺桿壓縮機(jī)的油冷卻器和壓縮空氣后冷卻器以串聯(lián)的形式連接，即：冷卻水先進(jìn)入空氣冷卻器冷卻排氣，帶走一定熱量的冷卻水再進(jìn)入油冷卻器冷卻空壓機(jī)潤滑油。這種串聯(lián)方式冷卻效果差，這是因為冷卻水在進(jìn)入油冷卻器之前溫度已經(jīng)很高，在油冷卻器中再次進(jìn)行熱量交換時無法帶走太多熱量。冷卻器中的潤滑油不能受到冷卻水的理想冷卻，導(dǎo)致設(shè)備運行時溫升過快，直接使主機(jī)溫度升高，甚至使其溫度超過控制器設(shè)定的溫度，從而出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象。為了保證潤滑油溫度能夠得到有效控制，將 2 個冷卻器分開單獨進(jìn)水, 將之前串聯(lián)形式的水路系統(tǒng)改造成并聯(lián)的形式，如圖 2（b）所示。改造后發(fā)現(xiàn)，空壓機(jī)潤滑油和壓縮空氣的冷卻效果明顯改善，主機(jī)溫度得到很好的控制，主機(jī)排氣溫度 T1也趨于正常。
  
  
圖2  螺桿空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
  
        3、結(jié)語
  
      改造修理降低故障維修成本的同時還可以縮短設(shè)備維修周期，同時確保故障設(shè)備維修后能夠及時投入使用，對保障工廠各部門正常生產(chǎn)、有效提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮著不可替代的作用。設(shè)備改造修理與設(shè)備維修同是為保證設(shè)備正常運行而展開，二者在技術(shù)與效果方面有相同之處，應(yīng)相互貫通、滲透；但是在實際操作中，二者又具有各自的特點和必需遵循的原則。改造修理逐漸成為消除設(shè)備故障、提高現(xiàn)有設(shè)備運行性能、降低故障發(fā)生率、減少設(shè)備維護(hù)費用的有效措施之一，為恢復(fù)和改善現(xiàn)有設(shè)備狀態(tài)、提高現(xiàn)有設(shè)備性能作出了有效的貢獻(xiàn)。
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