一、前言
標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械加工所使用的外圓磨床,砂輪電動(dòng)機(jī)均按傳統(tǒng)啟動(dòng)電路運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后按照額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),由于電網(wǎng)電壓有一定的波動(dòng),砂輪和工件的磨擦負(fù)載不斷的變化,都會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速誤差,標(biāo)準(zhǔn)砂輪電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電路一般只有一種加工速度,難以適應(yīng)不同工件大小的要求不同的加工相對(duì)線速度,以致于所加工工件的加工精密度很難保證。因此從提高加工質(zhì)量和加工效率,節(jié)約能源等方面考慮,將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于外圓磨床中,可以收到滿意的效果。
機(jī)械加工行業(yè)外圓磨床所加工的產(chǎn)品種類繁多,工件大小尺寸不同,要求加工精度各異。相對(duì)的要求砂輪轉(zhuǎn)速于主軸的線速度不同,單純的調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速來(lái)滿足工件的加工線速度很難調(diào)整到理想狀態(tài)。又由于軸桿類在加工過(guò)程中所產(chǎn)生的應(yīng)力彎曲,在磨削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生砂輪進(jìn)給的力矩不同,這樣就帶來(lái)砂輪輸出轉(zhuǎn)速/力矩不同的變化,相應(yīng)的會(huì)產(chǎn)生振刀紋/燒糊紋等,磨削精度很難保證,由此造成生產(chǎn)效率低,精品率低等。
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,變頻調(diào)速技術(shù)的越來(lái)越普及,在機(jī)械加工行業(yè)變頻器的應(yīng)用收到很好的效果。變頻器的無(wú)級(jí)調(diào)速,軟啟動(dòng),恒轉(zhuǎn)矩輸出極大的滿足了機(jī)械加工設(shè)備對(duì)恒速度/恒轉(zhuǎn)矩的要求。
二、外圓磨床加工的負(fù)載特性
根據(jù)不同的軸桿類直徑的大小,主砂輪電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等于砂輪輸出的轉(zhuǎn)速。磨削力的大小取決于砂輪電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。在驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的主軸電動(dòng)機(jī)的高速段,相對(duì)于砂輪輸出轉(zhuǎn)速不變,所加工的工件直徑小,磨削進(jìn)給少;加工大直徑,長(zhǎng)軸類工件時(shí),工件旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)在低速段,砂輪進(jìn)給量大,砂輪磨削力也在變大,電動(dòng)機(jī)很難在恒轉(zhuǎn)矩/恒速度下運(yùn)行。速度的變化就產(chǎn)生了如振刀紋/燒糊紋/加工精度等的變化。變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速,恒轉(zhuǎn)矩輸出恰能彌補(bǔ)上述缺陷。
三、變頻器的選擇
根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn),考慮滿足機(jī)械加工外圓磨床的使用要求和設(shè)備投資費(fèi)用等,我們選用帶自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升功能的韋德韋諾矢量變頻器VDF650系列。根據(jù)砂輪電動(dòng)機(jī)的功率不同選用功率不同的變頻器,以10kW為例,額定電壓三相380V,輸出電流17.5A,頻率控制0.50~400Hz,速度控制0.1%,過(guò)負(fù)載能力150%/60S。具有自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升功能,低速轉(zhuǎn)矩大,可實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行,16段的轉(zhuǎn)速控制。VDF650系列使用了三防漆,更耐油氣環(huán)境。
四、系統(tǒng)的啟動(dòng)與調(diào)速
外圓磨床的主砂輪電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電路多采用星三角轉(zhuǎn)換起動(dòng)電路。用變頻器取代原有電路,利用原有接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)控制變頻器的運(yùn)行,考慮砂輪啟動(dòng)的慣性,變頻器軟啟動(dòng)時(shí)間設(shè)定為10S,停止剎車時(shí)間設(shè)定為15S。系統(tǒng)速度可用面板上的電位器調(diào)節(jié)。根據(jù)工件直徑不同的適度調(diào)整,因受電動(dòng)機(jī)高速時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度/噪音/振動(dòng)等因素的限制,變頻器最高頻率設(shè)定為60.00Hz;因低速時(shí)電動(dòng)機(jī)散熱效果差,考慮工件旋轉(zhuǎn)的變速因素和實(shí)際最大加工工件尺寸,最低頻率設(shè)定為20.00Hz。
五、結(jié)束語(yǔ)
韋德韋諾研發(fā)的VDF650系列變頻器一上市就成功應(yīng)用在磨床設(shè)備上,是韋德韋諾電氣科技多年的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合的成果,再次證明了韋德韋諾電氣科技在變頻器行業(yè)的優(yōu)勢(shì)。