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变频器和磨床加工质量之间的小秘密

随着电子技术的发展，变频调速技术越来越普及，尤其在机械加工行业剃齿机，变频器的应用收到了很好的效果。变频器的无级调速、软启动、恒转矩输出极大地满足了机械加工设备对恒速度、恒转矩的要求。磨床在加工过程中受负荷改变而产生旋转速度的变化，易出现震刀纹质而新品研发同样成为了企业占据市场的有效方式之1量问题。将变频调速技术应用于内、外圆磨床上，通过改变磨头电机的运行速度及频率，可以避免直波纹的出现，提高加工精度和加工效率。

1.影响磨床加工质量的主要原因

外圆磨床加工过程，因加工工件的形状、尺寸、工件材质以及磨削量、磨削参数的变化，加工负荷不断变化。当加工工件内径小，磨削进给少，砂轮磨削力小，加工负荷就小。当加工大内径长套筒类工件时，工件旋转的电动机在低速段，砂轮进给量大，砂轮磨削力也在变大，此时加工负荷就大。因负荷的变化造成电动机很难在恒转矩、恒速度下运行。同时，速度的变化改变了主轴、磨头等振动频率及幅值，加工后工件加工面出现了直波纹、粗糙度超差等质量问题，不能满足工件加工的质量要求。

2.磨床在运动中产生振动的原因分析

普通磨床由3个振动源组成：一是主轴电机，主要负责工件由此判明故障可能出在转换电分贝仪磁阀上的旋转；二是磨头电机，通过皮带传动带动磨削砂轮的高速旋转(含磨头轴承和砂轮动平衡的好坏)；三是油泵电机，负责磨头的前后移动和工件的左右移动(有的设备将油泵电机系统改为单独的液压工作站，可以取消此项震源)铜包钢线。任何旋转和移动设备都不可避免地产生振动，见图1硅溶胶。x轴代表转速，y轴代表振动幅值。变频器应用将改变交流电机供电的频率和幅值，从而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。如果将磨头电机加装匹配的变频器，通过改变频率，减小磨头电机振动曲线2的幅值，从而降低曲线1、曲线2叠加后的振动幅值，减小磨削过程中产生的共振，保证加工工件的精度要求。

3.加装变频器在内、外圆磨床上的效果

公司二机车间有一台m1432a外圆磨床，担负着动车转轴磨削工序。该设备使用近30年，各方面性能老化，加工精度已很难满足工艺要求，设备在磨削工件时会产生直波纹，经过事业部、车间设备技会使阀门和油路梗塞术人员与设备维修人员对该设备进行研究分析，一致认为是砂轮线速度与工件旋转线速度在频率上相互干涉，砂轮在加工转轴、轴套过程中产生共振而造成的，解决方案就是改变砂轮主轴电机频率及转速，减小共振，从而消除转轴的直波纹。车间设备员、电气技师经过反复协商计算，转轴最佳磨削转速820r/min，磨头砂轮的转速3000r/min，根据转速与频率成反比，确定外圆磨床磨头电机技术参数为功率4kw、转速1440r/min、频率50hz与极数4对比，认为此变频器可以应用。最终确定变频器的额定功率15kw，频率28.5——300hz，公司及时采购，经过车间安装、调试，最终解决了转轴磨削过程中出现直波纹的问题。

借鉴在外圆磨床增加变频器，解决直波纹质量问题的经验。事业部对车间内圆磨床的磨头电机选型、匹配合适的变频器。参数为功率5.5kw、转速2900r/min、频率50hz、极数2。安装运行后，成功解决了内圆磨床的直波纹质量问题。

4.结束语

经过加装变频器，极大地提高了磨床加工效率，由加装变频器前的每天每台设备磨8根转轴，增加为每天每台设备可磨16根转轴。车间后续又对两台磨床加装变频器，都成功地解决了转轴磨削后的直波纹问题。通过此次改进，不但提高了设备加工精度，解决了车间生产的瓶颈工序。同时，节约了能源。