意大利數(shù)控車軸磨床冷卻系統(tǒng)改善

張正軍 袁敬

摘要： 意大利車軸磨床是我公司關(guān)鍵設(shè)備，在經(jīng)過多年運行后，開始出現(xiàn)夏季高溫時頻繁出現(xiàn)超溫報警故障停機現(xiàn)象，本文對該設(shè)備的冷卻系統(tǒng)工作原理進行了深入分析，并提出了解決方案并加以實施，經(jīng)過夏季高溫驗證，效果顯著。

關(guān)鍵詞：磨床;冷卻系統(tǒng);西門子

1設(shè)備及問題背景概述

眉山公司機械車間意大利數(shù)控車軸磨床是公司精加工車軸的關(guān)鍵”獨生子”設(shè)備，由于所處廠房位置為車間西側(cè)，每當(dāng)進入夏季，環(huán)境溫度高達四、五十度，而意大利數(shù)控車軸磨床本身屬于精加工磨削設(shè)備，并且設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)采用的是西門子840D系統(tǒng)，對設(shè)備的整個冷卻系統(tǒng)設(shè)置了較高的溫度監(jiān)控、保護控制，一旦超過溫度報警上限設(shè)定值，立即報警停機，因此近年開始出現(xiàn)，從春季氣溫回升開始，隨著環(huán)境溫度不斷升高，油溫異常報警停機越發(fā)頻繁，雖然設(shè)備本身配有冷卻系統(tǒng)并且車間采取了增加鼓風(fēng)機進行強制散熱措施，但由于環(huán)境溫度已經(jīng)超過四十?dāng)z氏度，對設(shè)備降溫的效果并不明顯，超溫報警停機頻繁，由此已經(jīng)嚴重影響公司正常生產(chǎn)。

為此我們決定從設(shè)備本身的冷卻系統(tǒng)出發(fā)，徹底解決設(shè)備在夏季油溫過高而導(dǎo)致的冷卻系統(tǒng)超溫報警頻繁停機，從而嚴重影響公司生產(chǎn)的問題。

2課題解決的思路和原理：

經(jīng)過多次分析圖紙資料，并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研勘察分析，確定了最終的改善方案為：將圖紙資料與現(xiàn)場設(shè)備實際情況相結(jié)合，對設(shè)備冷卻系統(tǒng)進行全面深入研究，修正圖紙資料上的錯誤，完全準確的掌握該設(shè)備冷卻系統(tǒng)工作原理，根據(jù)該設(shè)備冷卻系統(tǒng)實際工作原理，對冷卻系統(tǒng)進行深度保養(yǎng)及維護，使冷卻系統(tǒng)發(fā)揮最大制冷作用，最后再深一步分析機床西門子840D系統(tǒng)和S7-300 PLC控制程序，通過調(diào)整機床參數(shù)和控制程序，使冷卻系統(tǒng)更有效地發(fā)揮作用的同時，大幅減少超溫誤報警。

3分析設(shè)備冷卻系統(tǒng)工作原理及解決實施的主要過程：

3.1首先根據(jù)所掌握的圖紙資料，結(jié)合設(shè)備現(xiàn)場實際情況，深入研究、分析該設(shè)備冷卻系統(tǒng)真實工作原理并重新繪制系統(tǒng)冷卻部分工作原理圖。原主軸部分液壓工作原理圖對冷卻部分介紹很少，只畫出一個簡略的示意圖（圖中紅線圈起部分）。為此，我們根據(jù)現(xiàn)場實物的實際情況，通過一步步分析、摸查，逐步理順了各部件的連接關(guān)系，并由此重新繪制出詳細的冷卻系統(tǒng)工作原理圖，見圖1，從圖我們不難看出，該設(shè)備冷卻系統(tǒng)相對于其它設(shè)備的冷卻系統(tǒng)在工作原理上存在很大不同，該冷卻系統(tǒng)實際上是通過兩次熱交換（圖1中PHE和PHE1）來實現(xiàn)了對主軸潤滑液的冷卻（一般設(shè)備只有一級熱交換），對冷卻液的溫度調(diào)節(jié)控制處于一級熱交換的內(nèi)循環(huán)（圖1的TS），而溫度報警的監(jiān)控卻處于主軸系統(tǒng)的油箱里，二者之間沒有直接聯(lián)系，對主軸冷卻的控制必然存在差異。

3.2根據(jù)冷卻系統(tǒng)工作原理對主軸冷卻相關(guān)部位各部件進行深度保養(yǎng)和維護。在完整還原了整個冷卻系統(tǒng)工作原理之后，首先對冷凝器濾網(wǎng)等部件進行了全面清潔保養(yǎng)，對一級冷卻循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的冷卻液進行了補充加注，更換了性能效果變差的冷凝管和膨脹器，之后又對二級冷卻系統(tǒng)的管路及各部件，以及整個主軸潤滑系統(tǒng)進行了深度保潔，經(jīng)過深度保養(yǎng)后，不僅使整個冷卻系統(tǒng)的冷卻性能大幅提升，也讓主軸潤滑系統(tǒng)自身實現(xiàn)更加高效的運轉(zhuǎn)。

3.3調(diào)整機床參數(shù)，提高機床冷卻系統(tǒng)功效并降低機床誤報警幾率。

在2017年油溫超溫報警中我們發(fā)現(xiàn)，其中有幾次從報警發(fā)生到消除報警，恢復(fù)正常工作時間很短，即沒有進行任何降溫方面的措施處理，設(shè)備就很快恢復(fù)了正常（大部分超溫報警在潤滑液沒有得到有效降溫之前，報警無法解除），說明該設(shè)備檢測系統(tǒng)沒有躲過某個突發(fā)的瞬間峰值，觸發(fā)了報警，而這種機床的瞬間報警停機其實對工件精加工有很大影響，因此，減少設(shè)備本身的誤報警也是一個重要的改善環(huán)節(jié)。

經(jīng)過對以往出現(xiàn)的報警記錄進行分析，該機床在發(fā)生油溫超溫報警時，主要出現(xiàn)以下兩條報警信息：

3.3.1、600105 SPINDLES LUBRICATION OIL TEMPERATURE ALARM. CHECK ST2-E48.6

3.3.2、510301 WHEEL SPINDLE CHILLER ALARM. CHECK ALTK-E35.0

這兩條由冷卻系統(tǒng)引起的報警信息的發(fā)生與其檢測的對象相關(guān)，其中報警號600105來自對油箱溫度的檢測，而報警號510301來自CHILLER制冷機，為此，我們對相關(guān)的PLC控制程序進行了分析，其報警響應(yīng)時間受程序中的T10控制（相關(guān)程序省略），而在西門子840D相關(guān)的機床參數(shù)是由主軸的機床數(shù)據(jù)設(shè)定，為此我們將相關(guān)的時間參數(shù)進行了微調(diào)，以期減少溫度尖峰峰值的報警干擾。

4效果評估及總結(jié)：

經(jīng)過6、7、8夏季三個月的實際設(shè)備工作驗證，在超溫報警這一方面效果非常明顯，截止目前，設(shè)備還沒有出現(xiàn)一次因超溫報警而引起的停機故障，從2017年、2018年兩年同期的超溫報警記錄可以看出，盡管存在2018年夏季與往年相比，天氣存在異常情況（雨水天氣較往年偏多），但超溫報警一次也沒有發(fā)生，也足以說明改善已經(jīng)完全達到了預(yù)期目的。

另外隨著冷卻系統(tǒng)發(fā)揮強有力工效，現(xiàn)場風(fēng)機被移除，設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境也得到明顯改善。

通過本次對意大利磨床冷卻系統(tǒng)的改善技術(shù)攻關(guān)，使我們認識到，要想實現(xiàn)有效的改善，就必須對設(shè)備本身（特別是進口設(shè)備）進行深入、系統(tǒng)的理論和實際研究，只有這樣才能達到預(yù)期的效果，不僅如此，經(jīng)過此次對冷卻系統(tǒng)的深入研究，還發(fā)現(xiàn)了一些可以進一步改進之處，例如，對該機床由于耗材費用高而長期停用的油氣分離裝置，這將是后期還可進一步完善的地方。對意大利磨床冷卻系統(tǒng)的改善方法對機械車間其它帶有冷卻裝置的設(shè)備也是完全可以進行推廣，比如，對齊齊哈爾數(shù)控立車的冷卻系統(tǒng)進行了深度保養(yǎng)，同樣達到了很好的效果。

參考文獻：

[1] 譚信孚 規(guī)范化的設(shè)備潤滑管理 [J].機械工業(yè)出版社