[摘要] 本文介紹了德國產BFT125/5鏜銑床在加工大（dà）型機械零件（jiàn）時，需要經（jīng）常變換速度來達到加工要求，但在長期頻繁換檔變速進行加工時，導致工作台進（jìn）給與主軸箱進給速度部分（fèn）缺失，影響了設備的正常使用。為（wéi）使設備能夠在不大修情況下（xià），發揮其（qí）重要作用，因此對該設備傳動進給進行改（gǎi）造。

關鍵（jiàn）詞  傳（chuán）動鏈   進（jìn）給速度   變速箱改造   進給量與電（diàn）機轉速表

一、BFT125/5鏜銑床工作描述

BFT125/5鏜銑床是某廠重要大型機械加工設備之一，自該設備購入至今，經過幾十年的使用，機床各部位已經有嚴重（chóng）的磨損，在日常操（cāo）作中會經常出現（xiàn）故障（zhàng）而影響加工效率（lǜ）。隨著近幾年該廠的（de）加工業務不斷拓（tuò）展（zhǎn），該設備經常處在長期超負荷工作狀態下進行日常的生產加工時，因故障而經常維修；且有（yǒu）時因加工零件因設備進給（gěi）原（yuán）因而影響（xiǎng）到零件的加工精度要求，從（cóng）而又（yòu）得需（xū）要修複加工零件而（ér）影響交貨時間。為（wéi）能夠正常使用該設備，用戶迫切需要對該設備電氣控製與機械傳（chuán）動部分進行改造。

圖（tú）1  BFT125/5鏜銑床外形與加工零件圖

二、BFT125/5鏜銑床改造技術要求

由（yóu）於該廠計（jì）劃任務緊張且該設備承擔（dān）加工任務（wù）量較（jiào）多，無法較長時間停機進（jìn）行（háng）設備大修（xiū）。故在目前設備狀（zhuàng）態下，要求對（duì）該設備機械（xiè）進給傳動部分進行改造，保持原有進給量0.5mm/min～1600mm/min之（zhī）間範圍，並實現無級變速；主（zhǔ）軸箱內實（shí）施項修（xiū）改（gǎi），恢複傳動精（jīng）度要求；電氣部（bù）分更換電控櫃及其落後（hòu）的控製方式，改用PLC做為主控製器，結合590⁺全數字直流調速裝（zhuāng）置來實現自動化控製模式。該設備工作台進給傳動與主軸箱進給傳動相同（tóng），因（yīn）此本文主要從工作（zuò）台進（jìn）給傳（chuán）動改造方案的確定（dìng）與現場安裝實施進行論述。

三（sān）、BFT125/5鏜銑床的進（jìn）給運動描述

工作（zuò）台（tái）進給傳動鏈為：    雙速電機-→皮帶-→變速（sù）箱-→電磁離合器-→齒（chǐ）輪減速（sù）器-→工作（zuò）台運動

    -→橫向電磁離合器--→經蝸輪蝸杆減速器--→齒（chǐ）輪齒條進給（gěi）--→工作台橫向移動

方式選擇----→縱向電磁離合器--→雙頭螺杆旋轉--→工作（zuò）台縱向移（yí）動

-→旋轉電磁離合器--→花鍵軸（zhóu）旋轉--→工作台旋轉運動（dòng）

變速箱內共有八（bā）個電磁離合器，其中變速箱輸入軸上有（yǒu）三個小（xiǎo）型（xíng）電磁（cí）離（lí）合器，第二個軸上有兩個電磁離合（hé）器，輸出軸上（shàng）有三個電磁離合器。當同時（shí）吸合三個軸上的不同電磁離合器時，可變換出36種速度，從而實（shí）現工作台進給與旋（xuán）轉。工作台（tái）進給量分別是0.5、0.63、0.8、1.0～1000、1250和1600mm/min。工作台刹車製動是通過改變變速箱內另外兩個電磁（cí）離合器吸合來實現。

四、改（gǎi）造方案的確定論述

根據該公司提供的機械圖紙資料，並參照（zhào）用戶技術要求，工作台進給初（chū）步改造方（fāng）案如下：

1、取消變速箱，將後續（xù）選型的電機通過聯軸（zhóu）器聯接到輸出軸端（duān）；

2、加（jiā）裝聯軸器及電機支撐座，並固定在工作（zuò）台上，隨工作台橫向一（yī）起移動；

3、拆卸工作台防護罩，改造防護罩支撐架與工作（zuò）台的聯接；

根據原（yuán）傳（chuán）動方式，在拆除變速箱後工作台進（jìn）給傳動各軸所需轉速可以滿（mǎn）足進給量要求，且可以利用電機的轉速特性來（lái）控（kòng）製；將原傳動路線（xiàn）上各傳（chuán）動力矩（jǔ）進行計算後，發現每個速（sù）度所（suǒ）使用的力矩都比較大，不能采用直接聯接方式達到（dào）力（lì）矩（jǔ）要求，還必須使用變速箱變速傳動來達（dá）到各力矩要求（qiú）。

通過使用變速箱傳動來增大傳動力矩，即可滿（mǎn）足要求，但變速箱內電磁離合器經常出現故障，必須要在傳動中不用或減少使用電磁離合（hé）器（qì）吸合（hé）次數，減少（shǎo）磨損。又分（fèn）析若使用變速箱內（nèi）傳動各軸，采用一種固定傳動路線來增（zēng）大力矩可以滿足加工力矩（jǔ）的要求，但是不能滿足36種速度，隻有增加到兩種傳動路線，通過電磁離合（hé）器來換速，可滿（mǎn）足力矩與速度要求。故在變速箱傳動路線（xiàn）中分（fèn）析出兩條傳動路線，第一種（zhǒng）傳動路線為（wéi）電機經皮帶傳動至變速箱輸入軸，將輸入軸與（yǔ）第（dì）二軸上電磁離合器固定，使（shǐ）用輸出軸上兩個電磁離合器分別吸合進行變換傳動比，來實現速度的轉換，傳動的（de）力矩也可（kě）保證。經分析傳動鏈，可有1：1（高速檔）和1：64（低速檔）的傳動比，經（jīng）這兩個傳動比（bǐ）傳出力（lì）矩和速度可滿足要求；還有一種傳（chuán）動路線1：1（高速檔）和1：100（低速檔）也能夠滿（mǎn）足傳動力矩與轉速進給要求（qiú），此種傳動鏈所選型電機功率要比前一種小一些。

在（zài）現場了解到，經常使用的進給量在中間段31.5mm/min～630mm/min 之間，這段進給量對應轉速變換是為滿足工件的不同部位加工；進給量在10mm/min以下與1250mm/min以（yǐ）上很少使用但必須有此進給量。經拆卸變速箱發現，輸入軸上傳（chuán）動齒輪、離合器與第二軸上齒輪磨損較（jiào）大，常用進給量對應電磁離合器摩擦片（piàn）磨損嚴重，外表麵燒黑。考慮（lǜ）為減緩或避（bì）免傳動進給時造成此現（xiàn）象，需要增加一個中速（sù）檔來滿足日常加工進給量要求。再次分析變速箱內傳動路線（xiàn），發現（xiàn）輸出軸上中間電磁離合器能夠滿足中速檔的要求，其傳動比1：4；通（tōng）過使用（yòng）此傳動鏈，一則可以在經（jīng）常加工（gōng）工件時，隻（zhī）改變電（diàn）機（jī）轉速來改變（biàn）進（jìn）給量；二則（zé）可以減少電磁離合器的吸合次數；三則可以針對中速檔(常用進給量範圍)加（jiā）工力矩要（yào）求，最終確定出直流電機功率。這（zhè）樣在變速箱內可將（jiāng）其中兩軸更改為固（gù）定傳動比（bǐ）傳動（dòng），與（yǔ）輸出軸相鄰（lín）的傳（chuán）動軸進行（háng）改造，改變內部（bù）傳動路線，通過分別吸合三個電磁離合（hé）器得到三種傳動路線，及高（gāo）速檔1：1、中速檔1：4和低速檔1：64。

另外一種（zhǒng）改造方式雖然可使選用電機功（gōng）率（lǜ）再選小一些，但是其在變速箱內改造時，輸入軸上要使用到電磁（cí）離合（hé）器（qì）進行吸合，且高速檔1：1與中速檔1：6、低速檔1：100的傳（chuán）動路線不一樣，故從減少使用電磁離合器和傳動路線一致上考慮不使用此種傳動比進行改造。

通過利用原先輸出變速箱（xiāng）軸的最大需用（yòng）扭矩進（jìn）行電機功率的初步計（jì）算，在結合目前加工零件超出工作台承載能力的40～50%，確（què）定出電機功率（lǜ）與轉速。此次改造未選用交流電（diàn）機（jī），是因為在低頻（pín）率時（shí），其輸出扭矩特性不如直流電機，若（ruò）選擇在低頻率下滿足扭矩要求則選型功率會更大，且不經濟（jì）；故此次改造是以直流電機做為工作台與主軸箱進給改造的動力源。 變速箱內部改造與原先傳動鏈如下（xià）圖。

圖2   變速（sù）箱內布局圖與（yǔ）傳動鏈圖

五、變速（sù）箱改（gǎi）造（zào）傳動鏈對應電機轉速範圍

高（gāo）速檔傳動鏈：＝1：1            輸出變速箱轉速：20～2500r/min

中速檔傳動鏈：＝1：4             輸出變速箱轉速：5～625r/min

低（dī）速檔傳動（dòng）鏈（liàn）：＝1：64    輸出變速箱轉速：0.3～35r/min

六、改造（zào）後的使用效果

    通過采用上述確定（dìng）的工作（zuò）台進（jìn）給與主軸箱（xiāng）進（jìn）給傳動改造實施（shī）方案（àn），並配合電（diàn）氣控製改造（zào），經現場空車調試與帶（dài）載調試，均滿足設備加工要求。經設備一周（zhōu）滿負荷操作，並為滿足零件加工要求，不斷變換直流電機轉速來測試加（jiā）工性能，均（jun1）符合（hé）改造要（yào）求。該設備從改造使用至今，已使用六（liù）年多時間，均未出現傳動故障。

七、改造總結（jié）

1、通過此次（cì）鏜銑床進給改（gǎi）造，熟悉了德國進口（kǒu）BFT125/5鏜銑床的內部結構（gòu），掌握了各個傳動機構的具體功能與使用方法；該設備在增大加工能力上有很大的（de）拓展空間，完全經過局部功（gōng）能（néng）的增加可擴充更大的（de）加工範圍；

2、通過（guò）此次鏜銑床進給改造，發現該（gāi）設備傳動（dòng）設計非常精巧，結構緊湊（còu）；各傳動操作獨立；維修操作時需要有很好的規劃性，特別（bié）是改造中需根據其部位具體結（jié）構進行合理設計（jì）和安裝布局，否（fǒu）則在安裝時會帶來很大困難（nán）；例如：將進口電（diàn）磁離合器更換為國產電磁離合器時，由於型號與外形不一（yī）樣，要想使用就（jiù）必須對整個傳動位置與布（bù）局進行合理設計與安裝布局，受傳動軸位置的影響其它傳動件必須也相應進行改造（zào），盡可能在緊湊的布局中安排（pái）出合理的（de）位置來進行改造；

3、通過此次（cì）鏜（táng）銑床進給改造，從（cóng）中體會到改造的重要思路與根本的改（gǎi）造方法；並且得出結論：在設備改造時必須要以原傳動路（lù）線為依（yī）據，滿足工（gōng）作進給速（sù）度（dù）的同時，還（hái）必須滿（mǎn）足各種加工能力的要求，否則不（bú）滿這兩個條件將會在改造中失去理論依據； 

4、通過此次鏜銑床進給改造，感（gǎn）覺相（xiàng）關改造經驗相當不夠，在安排傳動路線過程中不能完（wán）全考慮到操（cāo）作使用方麵的（de）因（yīn）素，導致到現場了解後才能做出完善的改造（zào）方案（àn）；

5、改造方案中所設計的（de）零件必須（xū）要求加工精度（dù）準確，減少（shǎo）在改造中的修改；現場施工過程中，需現場（chǎng）加工和安裝的零件、工作盡量安排出確切的加工時間與先後順序，減少（shǎo）等待時間，節約現場安裝時間；

6、以下是變速箱與工作台進給電機新舊安裝改造、新懸掛箱圖。

圖3   工（gōng）作台進給改造前、後（hòu）傳動方式對比       

      圖4   變速箱改造後傳動鏈                               圖5    懸掛箱改造前、後對比 

八、改造實施原則與注意（yì）事項

1、  無論采用哪種改造方案必須滿（mǎn）足每檔速度之間均有交叉；原（yuán）先所有進給速度再改造後均需實現， 不能缺失。 

2、  通過計算每檔傳動速度中均（jun1）會（huì）有力矩不能滿足的情況，考慮經常所（suǒ）使用（yòng）轉速的力矩均能達（dá）到要求，故將不（bú）能達到力矩的各速度做為調整設備時使（shǐ）用；且每種進給量（liàng）對應力矩均（jun1）有（yǒu）增大，小部分進行調整時使（shǐ）用。

3、  工作台進給改造電機、傳動與（yǔ）支撐架安裝和主（zhǔ）軸箱進給改造電機、傳動安裝與支撐架安裝（zhuāng）現場實地進行，各變速箱中齒輪傳動改造與加工零件現場全部拆解（jiě）後進行。

4、改造後的工（gōng）作台進給量對應直（zhí）流電機轉速表內（nèi）容略。