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SDS電主軸使用說明書

更新時間:2012-07-21      點擊次數(shù):1901

 

SDS電主軸使用說明書
一、   概述
SDS采用德國GMN向心角接觸陶瓷球推力軸承,主要有BT 13. 6.5kw/ER 8A 5.0kw。SDS電主軸是一種電機轉(zhuǎn)子和主軸合二為一的高速精密主軸功能部件,采用了機電一體化新技術(shù)新工藝新材料,變頻無級調(diào)整,噪音低,運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠,具有較好的負(fù)載特性。主要用于高速鉆銑削和雕刻。
二、   安裝和使用
1.    工作環(huán)境溫度通常為-10℃~40℃。                      
2.    安裝前用手轉(zhuǎn)動電主軸軸頭,應(yīng)手感靈活,無阻滯現(xiàn)象。
3.    檢查定子絕緣電阻不低于100MΩ。
4.    將電主軸裝入機座中,不得松動。
5.    電主軸存放或停用6個月后,須重新更換油脂才可使用,否則將影響電主軸壽命。
6.    水冷電主軸需通過循環(huán)冷卻液進(jìn)行冷卻,冷卻水量按1升/千瓦·分鐘計算,冷卻水zui低流量不小于5升/分鐘;冷卻水要求使用單獨水箱并添加防銹劑。水溫為5℃-25℃。精密加工機床要求恒溫20±2℃。電主軸進(jìn)出水管應(yīng)按標(biāo)牌所示連接,連接處不得漏水,保證冷卻液流動通暢。
7.    電源線應(yīng)采取防水及屏蔽措施。電主軸與變頻器連線不宜超過25m。
8.    電主軸運轉(zhuǎn)時,保證氣封(1-2個大氣壓)的氣源常開。
9.    電主軸必須與變頻器配套使用,變頻器選用應(yīng)與電主軸的電壓、功率、頻率等范圍相匹配。設(shè)置變頻器首先設(shè)置變頻器的基準(zhǔn)頻率,變頻器的基準(zhǔn)頻率按電主軸的zui高頻率設(shè)置,如變頻器的基準(zhǔn)頻率不設(shè)置(變頻器的基準(zhǔn)頻率在出廠時設(shè)置為50Hz),開始運行時電主軸馬上會燒壞;變頻器的zui高頻率、轉(zhuǎn)折頻率和對應(yīng)的電壓按使用說明書中的曲線對應(yīng)設(shè)置;變頻器的電流按電主軸的額定電流設(shè)置;過載電流按電主軸的額定電流120%設(shè)置;過載跳閘等級按100%設(shè)置,過載跳閘時間按5s設(shè)置,載波頻率按電主軸的功率大小設(shè)置,小于10kw電主軸按8KHz設(shè)置,大于10kw電主軸按5kHz設(shè)置,升速、減速時間按10s~20s設(shè)置,如遇到起動電流超過額定電流而保護(hù)時應(yīng)延長升速時間,輸入/輸出缺相保護(hù)應(yīng)設(shè)置在能保護(hù)變頻器和電主軸的功能上。
10.             將變頻器與電主軸三相電源連接,其中變頻器的三相電源線應(yīng)焊接在插頭1、2、3腳上,4腳為地線。然后變頻器與外接電源連接。接通電源后變頻器點動,觀察電主軸的旋轉(zhuǎn)方向是否與電主軸指示方向一致,如旋轉(zhuǎn)方向不一致應(yīng)立即關(guān)機,調(diào)換變頻器與電主軸連接三

1
 
3
2
4
相電源上的兩根即可。電主軸嚴(yán)禁在錯

誤的旋轉(zhuǎn)方向上運轉(zhuǎn)(見右接線圖)
11.             為延長電主軸的使用壽命,新的或更換新
軸承的應(yīng)在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均分為8檔,分別
連續(xù)運行0.5小時,共計4小時后,待溫升穩(wěn)定
后再升為zui高轉(zhuǎn)速,避免直接高速運轉(zhuǎn)而縮短軸承的使用壽命。
12.             電主軸在裝彈簧夾頭時,應(yīng)清除軸頭內(nèi)及彈簧夾頭表面的雜質(zhì),以免降低精度,裝拆時彈簧夾頭內(nèi)應(yīng)有刀具,以免損壞它,夾緊時禁止用力過猛。
13.             電主軸停機時,應(yīng)先關(guān)斷電源,待*停轉(zhuǎn)后再關(guān)斷冷卻水,如果停用時間較長時,應(yīng)用壓縮空氣將冷卻管道中的殘余冷卻液吹出。
14.             電主軸的電機壽命為一年。軸承壽命:國產(chǎn)為1000h,進(jìn)口為2000h。
三、   維護(hù)和保養(yǎng)
1.    電主軸運行中發(fā)出異常聲音或振動特別大時,應(yīng)停機檢查,必要時更換軸承;當(dāng)運行中發(fā)出異常氣味或突然停轉(zhuǎn),應(yīng)立即切斷電源,用搖表測量定子對地電阻,及三相電阻是否對稱。絕緣電阻喪失或三相電阻不平衡超過5%時,為定子損壞,應(yīng)更換定子。
2.    電主軸不允許用任何機械方式在軸端強行制動。
3.    在周日或節(jié)假日后,先使用電主軸空運轉(zhuǎn)半小時后,再開始工作。
4.    電主軸屬精密產(chǎn)品,運輸、保管及使用中嚴(yán)禁磕碰,特別是軸伸端。
5.    電主軸出現(xiàn)異常時,應(yīng)由專業(yè)人員或我公司修理。
四、   拆卸、裝配及調(diào)試
注意:
1、裝配場所須清潔,應(yīng)有嚴(yán)格防塵措施。
2、拆裝時應(yīng)使用工具,嚴(yán)禁硬打硬敲,以免損壞零件。
(一)拆卸
1.    拆下水嘴座,后蓋及后螺母。
2.    拆下前防塵罩,擰下前螺母,拆下前蓋。
3.    將轉(zhuǎn)子軸組件向前壓出機殼及前端蓋。
4.    將后軸承組件從機殼上取出。
5.    將前軸承組件從轉(zhuǎn)子軸中壓出。
6.    (若只換軸承,不換定子,此步驟省略)拆下前端蓋(注意:前端蓋和機殼在360°上有方向關(guān)系,裝配時還按這個方向)。將定子從機殼內(nèi)取出,嚴(yán)禁將轉(zhuǎn)子從轉(zhuǎn)子軸上卸下。
(二)裝配及調(diào)試
1.    裝配前各零件都必須用120#以上汽油清洗干凈,以防污物帶入殼體,影響主軸精度和壽命。
2.    裝配順序與拆卸步驟相反。
3.    有隔圈的主軸,要配研隔圈,保證隔圈兩端面的平行差不大于0.002,使兩軸承均勻受力。
4.    軸承組件要壓入軸上和殼體內(nèi),嚴(yán)禁敲打。
5.    電主軸裝配完畢后,用手?jǐn)Q轉(zhuǎn)主軸伸出端應(yīng)靈活無間隙,無任何卡滯現(xiàn)象,調(diào)試主軸,使跳動合乎要求。
五、   頻壓曲線
電主軸的頻壓曲線共3種,如下圖:
1、恒轉(zhuǎn)距曲線:
 
 
 
 
 
 
2、恒功率曲線:
 
 
 
 
 
3、近似恒功率曲線:
 
 
六、   常見故障及排除方法
 

故 障
原 因
排除方法
開機后電主軸不運轉(zhuǎn)
變頻器無輸出或設(shè)定不符
檢查變頻器輸出,重新設(shè)置變頻器
電源插頭未插
檢查電源插頭及電主軸連線線
插頭和電主軸連線缺陷
更換電主軸定子線包
電主軸定子線包損壞
對電主軸定子線包進(jìn)行烘干
開機后運轉(zhuǎn)幾秒鐘后停機
進(jìn)水破壞電主軸定子線包絕緣
 
缺相及匝間引起電主軸定子線包燒壞
 
缺相造成過變頻器電流
 
 
 
開機后幾秒鐘電機冒煙或外殼發(fā)燙
 
 
 
 
 
 
啟動時螺母松動
 
 
噪聲及振動大
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
1、傳感器引線,適用電壓24VDC
2、主電源引入線(其中黃綠色為地線,其余棕、黑、藍(lán)為三相電源線)
3、氣缸回氣口
4、出水口
5、換刀除塵進(jìn)氣口
6、氣封進(jìn)氣口
7、進(jìn)水口
8、氣缸進(jìn)氣口
 
 
對電主軸單獨試運轉(zhuǎn)時,請按安全標(biāo)準(zhǔn)做好保護(hù)接地裝置。
1000V絕緣電阻表檢查定子線包與機體間絕緣電阻,不低于100MΩ。
將電主軸裝入機座中,不得松動,裝夾位置應(yīng)避開主軸兩端軸承位置。
水冷電主軸需通過循環(huán)冷卻液進(jìn)行冷卻,水泵揚程4m。冷卻水流量5升/分鐘;冷卻水要求使用單獨水箱并添加防銹劑,水中不允許進(jìn)入泥沙等雜物,防止冷卻水道堵塞。當(dāng)水中出現(xiàn)泥砂、水垢及微生物時,要及時更換純凈水,并定期清洗水箱。精密加工機床要求冷卻水恒溫20±2℃。電主軸進(jìn)出水管應(yīng)按標(biāo)牌所示連接。連接處不得漏水,保證冷卻液流動通暢。
電源線應(yīng)采取防水及屏蔽措施,防止高頻電磁波對數(shù)控機床控制系統(tǒng)造成干擾。安裝、使用和維修時,應(yīng)防止進(jìn)水或其他能使電氣絕緣破壞的液體進(jìn)入接線端子,造成電氣短路。電主軸與變頻器連線長度不宜超過25m。
電主軸運轉(zhuǎn)時,應(yīng)保證氣封(2-2.5個大氣壓)的氣源常開,氣源須經(jīng)油水分離器、干燥過濾器方可使用,過濾精度5um,否則會造成軸承損壞。
變頻器的選擇及設(shè)置
變頻器選用應(yīng)與電主軸的銘牌參數(shù)相匹配,設(shè)置變頻器時首先設(shè)置電主軸的基準(zhǔn)頻率,變頻器的基準(zhǔn)頻率按電主軸V/F曲線進(jìn)行設(shè)置,若變頻器的基準(zhǔn)頻率未設(shè)置(變頻器的基準(zhǔn)頻率出廠時設(shè)置為50Hz)就開始運行電主軸,則電主軸很快會燒壞。
變頻器的zui高頻率、轉(zhuǎn)折頻率等參照如下基本參數(shù)設(shè)置表:
 

基準(zhǔn)頻率
V/F曲線*拐點Vi
zui高頻率
銘牌參數(shù)
加速時間
10-20s
減速時間
10-20s
載波頻率
主軸功率﹥10kw,5kHz
主軸功率﹤10kw,8KHz
電壓
銘牌參數(shù)
過載電流
1.2※銘牌電流
輸入、輸出缺相保護(hù)
選擇有效

 
電主軸的頻壓曲線,如下圖:
 
 
 
 
 
電主軸的接線分布:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
接線
將變頻器輸出三相電源線焊接在插頭1、2、3腳上,4腳為地線。然后變頻器與外接電源連接。接通電源后變頻器點動,觀察電主軸的旋轉(zhuǎn)方向是否與電主軸指示方向一致,如旋轉(zhuǎn)方向不一致應(yīng)立即關(guān)機,調(diào)換變頻器與電主軸連接三相電源上的兩根即可。
 
主軸嚴(yán)禁反轉(zhuǎn)?。?!
電主軸必須正轉(zhuǎn),若反轉(zhuǎn),互換U、V、W任意兩根即可,當(dāng)電主軸內(nèi)定子線包溫度≥額定工作溫度時,熱敏電阻開始工作。
 
傳感器有兩種型號(0-24v,PNP),簡易連接圖如下:
一般電主軸裝有兩只傳感器,傳感器1感應(yīng)拉刀信號,即刀柄掛上去時,傳感器黑色線輸出信號;傳感器2感應(yīng)松刀信號,即刀爪打開時,傳感器黑色線輸出信號。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
本公司生產(chǎn)的加工中心電主軸的壓力缸是氣缸。按使用說明書或電主軸后蓋上的標(biāo)記接通氣缸進(jìn)氣,氣封進(jìn)氣,氣缸回位,即回氣。換刀除塵的氣源管路。其壓力應(yīng)按使用說明書上的要求調(diào)整,一般氣源的壓力控制在0.6-0.7MPa,氣缸進(jìn)氣的壓力略高于氣缸回位,換刀除塵的壓力控制在0.1-0.2MPa。氣缸氣源及換刀除塵的氣源要經(jīng)過油水分離器、干燥過濾器方可使用,過濾精度10um,數(shù)控機床上氣路控制系統(tǒng)需要安裝4個電磁閥分別控制氣缸進(jìn)氣、氣缸回位、換刀除塵和氣封(見氣路控制簡圖)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
控制的順序如下:
1)卸刀---電主軸*停止后,開啟氣缸進(jìn)氣閥,氣缸的活塞運動,壓下拉桿及彈簧,拉爪松開卸下刀柄,此時傳感器Ⅰ輸出電壓信號,打開除塵氣閥蔣內(nèi)錐孔吹干凈,以免影響換刀后的主軸精度,卸刀完畢。進(jìn)氣和換刀除塵可共用同一管道氣源聯(lián)動。
2)換刀---關(guān)斷換刀除塵閥門,將新刀柄裝入錐孔后,關(guān)停進(jìn)氣閥,換刀完畢。
3)回氣---打開回氣閥,氣缸活塞復(fù)位,傳感器Ⅱ輸出電壓信號,復(fù)位指示燈點亮,裝刀完畢。回氣持續(xù)時間4-5s,使進(jìn)氣缸內(nèi)氣壓與大氣相通,等壓。
4)運行加工---電主軸運行與氣封聯(lián)動,從主軸運行到信機始終保持通氣,以免軸承受到冷卻液,切屑的污染,延長軸承有效工作時間。
 
氣壓要求:進(jìn)氣   0.5-0.6MPa
          回氣   0.4-0.5MPa
          氣封   0.2-0.25MPa
        換刀除塵 0.1-0.2MPa
 
傳感器的輸出信號與系統(tǒng)連續(xù),即拉刀信號輸出后電主軸才能起動,氣封氣源由第四個電磁閥控制,由開機到信機始終保持通氣,要求電主軸與氣封聯(lián)動,只要電主軸起動氣封就要通氣,以保證軸承免受冷卻液、切屑的污染??蛻粢部梢赃x擇手控、見手動控制簡圖。
 
快速排氣口

進(jìn)
A
B
1
                                         按電磁閥控制按鈕

氣 源
                                                       進(jìn)氣通、回氣關(guān)

 


 

2
                                         不按電磁閥控制按鈕

                                                       進(jìn)氣關(guān)、回氣正常開
 
二位五通電磁閥
 
為延長電主軸的使用壽命,新購的電主軸或更換新軸承的電主軸,安裝后,使用前應(yīng)經(jīng)過跑合。必須從zui低轉(zhuǎn)速跑合30分鐘后,按3000轉(zhuǎn)/分級差進(jìn)數(shù),跑合的zui高轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的80%,共4小時,待溫升穩(wěn)定后再升為zui高轉(zhuǎn)速,觀察是否正常,避免直接高速運轉(zhuǎn)而縮短軸承的使用壽命。
 
電主軸停機時,應(yīng)先關(guān)斷電源,待*停轉(zhuǎn)后再關(guān)斷冷卻水,如果停用時間較長時,應(yīng)用壓縮空氣將冷卻管道中的殘余冷卻液吹出。
 
如果用戶沒有使用氣封或氣源沒有經(jīng)過油水分離器、干燥過濾器,造成軸承因進(jìn)液或切削粉塵而損壞,郵用戶承擔(dān)軸承的維修費用。
 
刀具要經(jīng)過精密動平衡
推薦刀削速度:切削深度0.2mm以下,走刀速度≤1.5m/min
必須使用穩(wěn)壓電源盒不間斷電源,以此保證工作的可靠性
每天開始工作時,主軸電機要按從低速到高速運行的原則,逐步升速預(yù)熱,當(dāng)電機達(dá)到所需轉(zhuǎn)速且空載盍平穩(wěn)、溫度穩(wěn)定后再進(jìn)行加工,這樣才能保證較好的加工精度。
如果停機超過兩天以上,必須分檔從低速到高速按電機磨合步驟對電機進(jìn)行空載磨合,在磨合通過后才能使用。
在規(guī)劃刀路時要確保主軸電機受力合理,一定要避免豎直下刀,嚴(yán)禁主軸電機超負(fù)荷工作,以此保證主軸電機的正常使用壽命。
嚴(yán)禁使用刀刃磨損的刀具進(jìn)行加工。刀具磨損后仍繼續(xù)使用,會加大電機軸向力,導(dǎo)致軸承受損,而且還影響雕刻的精度及效果。
操作過程中嚴(yán)禁敲擊、撞擊主軸電機轉(zhuǎn)子端。要求操作員對刀時一定要注意Z軸起刀點,要審核輸入起刀點的參數(shù),防止誤操作。要避免在操作過程中出現(xiàn)撞擊、扎刀等現(xiàn)象對主軸電機的軸承造成損傷。一旦有扎刀現(xiàn)象,要立即停機,以此避免高速運轉(zhuǎn)對軸承造成更大的傷害!然后,從低速開始進(jìn)行磨合,時間要比正常摩登時間略長,直到電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn),正常后再開始工作。
如果操作不當(dāng),卡頭被卡在電機轉(zhuǎn)子端,嚴(yán)禁用敲打電機轉(zhuǎn)子的方法取出卡頭。處理時只能用鉗子等工具取卡頭,但不能損傷電機轉(zhuǎn)子螺紋。此時,卡頭和壓帽已經(jīng)*喪失精度,事后必須立即更換卡頭和壓帽,否則繼續(xù)使用仍會損傷電機轉(zhuǎn)子。
使用工件切削液時,一定要將切削液沖在刀具切削部位,只有這樣才能起到對刀具和工件的冷卻作用,嚴(yán)禁將切削液沖在壓帽和電機轉(zhuǎn)子端。
刀具采用彈簧卡頭裝卡。為了保證刀具的裝卡精度和加工質(zhì)量,也為了避免圧帽、轉(zhuǎn)子損壞,每次裝卡刀具前,一定要用汽油或WD40清洗劑將卡頭和圧帽清理干凈!要經(jīng)常檢查。清除卡頭縫隙內(nèi)的殘渣,要將卡頭的內(nèi)孔及外表面(含錐面、端面等)擦洗干凈,要將園子與卡頭配合的端面,錐孔擦洗干凈再上刀。
要按正確的方法上下刀具,不能使用蠻力上下刀,防止轉(zhuǎn)子和圧帽滑落。
不要24小時不停地使用主軸電機,每天至少要讓主軸電機休息2個小時,以此保證主軸電機能恢復(fù)機械疲勞,從而延長主軸電機的壽命。
不使用已磨損的換刀工具和圧帽。
 

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