带锯床调速装置改造.pdf

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1、2011年12月机床与液压Dec．2011第39卷第24期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．39No．24DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．24．045带锯床调速装置改造张明，胡秋，刘盛(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900)摘要：介绍用电机变频调速代替原来机械无级调速改造带锯床调速装置的方法。改造后的调速机构简单、实用，能顺利地实现带锯床的变速。关键词：带锯床；机械无级调速；电机变频调速中图分类号：TH31文献标识码：B文章编号

2、：1001—3881(2011)24—127—2某单位带锯床GZK4050主要用于切割钢、铝等0～500mm的棒料为例，锯不同材质的速度如表1金属棒料。由于切割不同的金属材料锯条应使用不同示。的切割线速度，因此机床需要经常改变切割速度。表1锯条线速度GZK4050原来使用机械无级变速装置，电机转速输材质切削速度／(m·min)出为960r／min，通过改变主、从动皮带轮的直径来低碳钢5075改变变速比进行调速。此机床在间断地运行两年后，中碳钢40～70调速装置出现以下故障：主带轮上键槽与键完全磨高碳钢4

3、5～70损，与带轮孔配合的轴也磨损严重，从动带轮链轮孔轴承钢、不锈钢305O磨损严重。合金工具钢20—351两种调速方式的原理与特点铸件45～701．1机械无级调速‘铝、青铜5570机械无级变速机构主要分为定轴式、行星式、脉此锯床在使用的过程中常切削的3种材料为碳动式、制动耗能式等几种。其中最常用的是定轴式。钢、不锈钢和铝。一般切不锈钢的速度为20～30定轴式多利用摩擦力传动，通过改变传动机构件间的m／rain，切碳钢为4O～60m／min，切铝为70m／min长度(工作直径)比例进行变速，结构简单，传

4、动以上。所以要求锯床的速度能在20—85m／min之间能力受加压机构和滚动体的强度及润滑油性能的限顺利变换。制，效率低，寿命短，变速不稳定。2．2皮带轮传动比的设计GZK4050之所以出现键槽和键的坏损，主要是将无级调速机构变为皮带轮传动变速机构之后，由无级调速机构变速不平稳所致。机械无级调速机构机床主要有两级变速：皮带轮变速和蜗轮蜗杆变速。故障率高，将给机床的运转带来许多不利影响。设计皮带轮的传动比主要满足两种要求：(1)要满1．2电机变频调速足锯条带轮的转速变化要求；(2)要满足电机输出电机的转速可

5、由下式表示：扭矩的要求。(1)改造前所需的传动比与所需输出扭矩的范)警围计算其中：为电源频率，P为极对数，s为转差率。可见原锯条线速度为18～90m／min，当为18通过改变、P、s三者都可以改变电机转速。常用的m／min时，锯条带轮转速／7,为：方法是改变进行变频调速，调速方便，调速稳定，n：(1T×D)=18／(3．14×0．6)=9．55r／min寿命长。为了排除GZK4050的上述故障并使其能长期式中：D为锯条带轮直径。稳定地运行，将原来的机械无级调速变为电机变频调带轮与蜗轮相连，则蜗轮转速也为

6、9．55r／min，速，所需设备为变频器、变频电机V型皮带轮。则蜗杆的转速为9．55×48=458．4r／rain，电机输出2调速装置的设计转速为960r／min。2．1调速装置的要求调速机构的传动比i=960／458．4—2不同材质的锯条需要不同的线速度，以直径为蜗杆输出扭矩为54．7×2=109．4N·in，其中：收稿日期：2010—11—15作者简介：张明(1982一)，硕士研究生，现主要从事机床机械故障诊断与维修以及机械装配工作。E—mail：0198222004@163．corn。·128·机

7、床与液压第39卷54．7N·m为电机额定扭矩。当带轮线速度为20m／rain时，电机转速约为当为90m／min时，依照上述计算方式，蜗杆1019r／min；当带轮线速度为85m／min时，电机转输出扭矩为21．88N·in，所以蜗杆所需的扭矩为22～速约为4331r／min，小于电机的最大转速6000110N·m。r／min。转速满足要求。所以，设计皮带轮的传动比(2)改造后电机的计算为2。新电机的额定扭矩为55．5N·m，设计皮带轮传2．3V型带及带轮设计动比i=2，输出扭矩为111N-m，大于110

8、N·m，扭V型带的设计过程见表2所示。矩满足要求。表2V型带设计过程设计的大小皮带轮结构见图1。(a)小带轮(b)大带轮图1大小皮带轮结构3结论【1】李玉桥．变频调速技术的应用及节能分析[J]．科协论坛(下半月)，2007(9)：15．电机变频无级调速结构简单、可靠、寿命长，能【2】朱才朝，田佳佳，刘怀举，等．带式无级变速器性能试验实现带锯床长时间的正常运转。改造试运行的结果表台的开发[J]．重庆大学学报，2009(3)：294—298．明