改装与维修
CA 6140车床制动机构的改进
烟台大学　冯华伟
关键词　CA 6140车床　制动机构　改进设计 在CA 6140车床停车过程中,由于各运动件的惯性,机床的执行件不能立即停止运行,需经过一段时间后才能完全停止。

停车前的速度愈高,停车的时间就越长。

因此,对像CA 6140经常要求启停的机床,为了节省辅助时间,需装有制动器。

1　原制动器的结构原理
CA 6140车床采用闸带式制动器(图1)。

它由制动轮3、制动带2和杠杆1等组成。

制动轮3为一钢制圆盘,装在传动轴I V 上。

制动带2为一钢带,其内侧固定着一层铜丝石棉,以增大摩擦面的摩擦系数。

制动带2绕在制动轮3上,它的一端通过调节螺钉与箱体相连,另一端固定在杠杆1的上端。

图1　CA 6140车床闸带式制动器
11杠杆　21制动带　31制动轮　41手柄　51连杆　61竖轴　71齿扇　81齿条
制动器和控制启、停及正反转的摩擦片离合器(图中略)共用一套操纵系统,都是由手柄4控制的。

当手柄4处于上、下两个位置时,杠杆1下端处于齿条8上左边和右边的两个凹入处,制动带2被放松,车床处于正转或反转的启动状态。

当手柄4被扳到中间档位置时,齿条8也被推到中间,此时离合器松开,而杠杆1的下端处于齿条8上的凸起处,将制动带2压紧在制动轮3上,使机床迅速停车。

从表面上看,该操纵机构设计巧妙,离合器和制动器采用同一机构操纵,彼此互锁,操作极其方便。

但笔者发现在实际操作CA 6140型车床时却都将制动带2调得很松,使其根本起不到刹车作用,而停车时采用瞬间打反转的制动方式。

这是因为当车床停车换档变速时,一般均需用手转动主轴,才能使滑移齿轮顺利啮合,否则往往无法换档。

而装夹工件时,往往也需要将卡盘转动到合适的位置,转动卡盘钥匙才能用上力。

但若车床停车时机床处于制动状态,根本不能扳动主轴,从而无法换档变速,也使得装夹工件不太方便。

要想换档,只能将制动带2完全放松,但这样制动器又失去了刹车作用。

所以在实际操作中,便采用了反转刹车的方式。

但这种刹车方式会造成强烈的冲击,产生刺耳的噪声,严重影响齿轮寿命,有时甚至会造成齿轮齿部断裂。

2　改进设计
如何使车床停车时既能迅速刹车,停车后又能顺利换档变速,最好的办法是停车时使制动器短时工作,而当机床停稳后,制动器又能自动脱开,以使工人能够顺利扳动主轴,实现换档。

改进的办法有许多种,但必须遵循一条原则,即尽量少地改变机床的原来结构。

笔者认为采用电磁摩擦片式制动器是比较方便可行的。

办法是:折掉现有的制动带2、制动轮3以及杠杆1,在花键轴上原制动轮3的位置改装一电磁控制的摩擦片式制动器,使其静片与左侧箱体相固定,动片则装在花键轴上,即随轴转动,又可沿轴向移动。

为了使制动器在刚停车时制动,停稳后松开,将机床的主电机控制电路进行一下改进,原控制电路如图2a 改进后的电路为图2b 。

从图2b 中可以看出,该电路比原电路仅增加了一时间继电器KT 和一行程控制开关SQ ,电磁铁YB 即为电磁式制动器的电磁铁。

在图1中竖轴6上装一挡块,用以控制行程开关
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04・《制造技术与机床》
变频调速器停机故障分析与处理
济南二机床集团有限公司　宿建友
关键词　变频器　故障分析　机床改造
我公司用西安SJV F 系列变频器和台湾阳冈TO PV ER T 系列变频器,对公司及用户的龙门刨床进行了加装变频铣头的改造,经过几年来的使用发现,变频器有时出现故障,其中有的故障是因使用不当造成的。

为此,本文想通过对几例故障的分析,提出消除故障的正确处理方法。

1　启动失败
在使用过程中,变频器有时一启动就跳闸,开始怀疑操作手轮、变频电机或变频器内有接地、短路现象,但经仔细检查、测试无接地、短路点。

经了解发现这种故障有时会消失,启动正常,有时则会出现。

在现场发现启动正常时,厂房内大多数机床都在工作;发生失败时,仅有少数机床在工作。

于是考虑到电网电压的波动因素。

检测结果证实电网电压波动过大。

当厂房内很少有机床在工作时,电压有时会升高到420V 。

这时过高的电网电压超过了变频器的电压保护能力而引起跳闸。

调整控制电路的过电压保护后,故障就没有再出现。

2　调速引起停机
操作人员在调速时,有时会出现停机故障。

检查操作者的调速操作过程,发现无论加速还是减速,他们一下子就将频率旋钮旋到最大频率或最小频率,结果导致发生停机故障。

为帮助大家进一步理解其原因,从异步电动机的机械特性着手,分析因调速操作过猛而产生故障的原因。

211　加速过快故障
图1为异步电动机变频时的转速n —转矩M 机械特性曲线图。

第一象限相当于电动机工作在电动状态。

电动机启动时,从低频f 1开始,频率连续提高。

低频启动时,启动电流小而启动转矩大,有利于缩短启动时间。

启动过程中,由于变频调速器采用电压 频率二常数控制,使电动机定子电压按一定的函数关系跟踪频率的变化,在加速过程中始终保持有最大转矩,即沿着最大转矩的包络线进行。

图1中标出了电动机在低频启动时,转速沿着虚线箭头方向加速。

当转速上升到电动机转矩与负载转矩相平衡时,便在对应频率的转速下稳定运转,例如工作在P 1点上。

要使电动机加速,将转速n 1提高到n 4,可以连续地提高电源频率,由f 1→f 2→f 3→f 4,电动机沿着图示虚线由n 1→n 2→n 3→
SQ ,使得机床处于停车位置(即手柄
4处于中间)时,
挡块压下行程开关SQ 触头,使其导通。

当机床开机时,挡块释放行程开关,SQ 触头断开。

因竖轴6恰好通过床头背面的电气箱,所以加装的挡块、行程开关及时间继电器都可以安装在电气箱内,改装十分方便。

图2　主电机控制电路
改进后电路的控制原理为:当提起或压下手柄4时,机床正转或反转,此时行程开关SQ 为释放状态,
电磁铁YB 没电,制动器不工作;当将手柄4扳到中间时,离合器松开,同时装在竖轴6上的挡块压下SQ 触头,SQ 常开触点接通,制动器电磁铁YB 和时间继电器KT 同时有电,制动器工作,进行刹车。

当KT 的延时整定时间到时,其延时常闭触点断开,YB 失电,制动器松开。

此时可以扳动主轴,以顺利进行换档或装夹工件。

时间继电器的整定时间应大于停车开始到机床完全停住的时间。

采用该方法改进CA 6140车床的制动系统,不仅可以达到预期的目的,而且机械结构和电路方面都改动很小,对机床原有的其他机构无任何影响。

改进后的启、停和制动仍由手柄4统一控制,操纵方便。

作者:冯华伟,山东省烟台市烟台大学机械系,邮编:264005
(编辑　刘茹贵)
(收稿日期:1997-12-02)
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14・1998年第7期。