鄔云俊

摘 要:電力工業(yè)是國民經濟發(fā)展的基礎,電瓷在輸變電過程中起到了支撐作用,是電力工業(yè)的先行官。本文在分析電瓷行業(yè)新型產品發(fā)展趨勢和大瓷套修坯機發(fā)展現(xiàn)狀,提出大外徑且薄壁電瓷和小內孔電瓷的內外仿型數(shù)控修坯機技術改進方案。并將這兩項技術改進方案應用于實際,取得國家實用新型技術專利,突破了電瓷制瓷泥坯內孔不能小于90mm的空白,填補了國內電瓷制瓷行業(yè)的1400mm瓷修胚機超大設備的又一項空白,具有很強的經濟價值和技術價值。

關鍵詞:大型瓷套;內外仿型;數(shù)控修坯機;技術改進

中圖分類號:F407.61文獻標識碼:A文章編號:1003-949X(2009)-07-0076-02

電力工業(yè)是國民經濟發(fā)展的基礎,電瓷在輸變電過程中起到了支撐作用,是電力工業(yè)的先行官。隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展,越來越多的高壓和超高壓輸變電線路不斷投入運行,這樣對電瓷產品的結構提出了越來越高的要求,以SF6氣體作為主絕緣的各種大瓷套有著廣闊的市場前景。

一、大型瓷套內外仿型數(shù)控修坯機技術改進的背景

1.電瓷行業(yè)新型產品發(fā)展趨勢

隨著科學技術進步,社會經濟發(fā)展,電瓷行業(yè)新型產品的發(fā)展趨勢是:一是內孔直徑變化范圍大,最小75mm,最大800mm,特別是歐美市場小口徑有一定市場;二是薄壁產品增多,最小壁厚25mm;三是瓷套坯件大型化,要求瓷套坯件高度4000mm以上,外徑達到1300mm以上。

2.大瓷套修坯機發(fā)展現(xiàn)狀

上世紀八十年代,國內大型電瓷生產企業(yè)開始研制SF6大瓷套,采用半機械和手工制作。其特點是工作效率低下,制胚質量不穩(wěn)定,特別是胚件尺度、形狀極其不穩(wěn)定。八十年代后期,國內企業(yè)紛紛從德國引進了光電跟蹤內外仿型自動修胚機用于電瓷大瓷套生產。但是隨著機械設備的老化,由于維修的零部件要從德國進口,維修費用相當高。目前,大瓷套修胚機相對較為成熟,其發(fā)展主要著眼于增加產品品種、改善產品性能和質量,以滿足不同使用要求。而在大外徑且薄壁電瓷、小內孔電瓷修胚機的技術開發(fā)上存在一定瓶頸。因此,研制和生產大外徑且薄壁電瓷、小內孔電瓷成型設備迫在眉睫。

二、大型瓷套內外仿型數(shù)控修坯機的技術改進

突破只有創(chuàng)新,結合以上發(fā)展趨勢,為了滿足電瓷生產廠家對大瓷套成型設備的需要,科研小組設計研制出系列新一代全自動數(shù)控高壓電瓷套管修胚機,解決了電瓷行業(yè)大瓷套整體一次成型的技術難題。對大型瓷套內外數(shù)控修坯機的技術問題改進主要包括兩個方面:

1.大外徑且薄壁電瓷內外數(shù)控修坯機技術改進

一次成型的大外徑且薄壁電瓷制胚技術的最大問題是電瓷修胚機的精度性和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的電瓷修坯機,其縱向進給機構是采用兩根圓柱形導軌,整個橫向進給機構及刀架靠裝在圓柱滑板上,工作起來由于上下往復運動,圓柱形導軌及圓套磨損快、間隙增大,導致產生刀具抖動,影響產品質量。因此,傳統(tǒng)的電瓷修坯機在制作大外徑且薄壁電瓷方面有難度。

技術解決方案:將原來的圓柱形導軌改為方立柱橫截面為I字形導軌,在導軌上設置軌條,在導軌條與滑塊之間設置可更換的鑲條,鑲條與壓板之間通過螺釘連接,當導軌與滑塊的間隙因磨損增大時可及時更換導軌條和鑲條,使滑塊與導軌條間的間隙得以調整,保證刀具在修坯過程中不抖動,保障了修坯過程的精度;采用滾珠絲桿保證較高的精度及穩(wěn)定性;采用自動注油系統(tǒng),拖鏈及防塵罩,防塵又安全,同時保證了轉盤的運行平穩(wěn),延長了轉盤軸承使用壽命;同時,配置彩色顯示器,顯示加工軌跡,人機界面良好,內外加工機械均有兩臺32位工業(yè)微機控制,刀具運動速度和軌跡由加工程序控制,具有精度高、工效快、可靠安全。

它的優(yōu)點是:與圓柱形導軌相比,縱向滑板在導軌條上作上下生復運動時工作穩(wěn)定,剛度強,使修坯尺寸準確,速度快,使用壽命長,維修方便。有效解決了坯件尺寸大、坯體薄型加工難題。

2.小內孔電瓷內外數(shù)控修坯機技術改進

電瓷制瓷用的原有內外數(shù)控修坯機,其加工出的內孔,最小只能是90mm以上。而且,內孔上下進刀,以圓立柱型作為進刀導軌,漲刀裝在圓立柱架滑板上,通過絲桿螺母附作上下運動,其缺點是圓立柱導軌磨損大,易產生刀架滑板間隙增大,無調節(jié)間隙裝置,修坯時容易產生刀桿抖動,影響產品質量。

技術解決方案是:將導軌由圓立柱型改為方柱型橫截面呈I字狀,并且在導軌上鑲導軌條,在導軌條與塊間設置鑲條,這樣,就能隨時通過導軌條和鑲條來調整滑塊與導軌之間的間隙;同時,將刀桿套加長至200-400mm,控制合金刀桿的尺寸為60-85mm,既能使加工出的內孔小于90mm,又能使修坯時刀桿不抖動,以保證產品質量;同時,配置彩色顯示器,顯示加工軌跡,人機界面良好,內外加工機械均有兩臺32位工業(yè)微機控制,刀具運動速度和軌跡由加工程序控制,具有精度高、工效快、可靠安全。

它的優(yōu)點是:通過對導軌、刀桿直徑和刀桿套長度的改進,從而使修坯機能夠穩(wěn)定地工作,刀桿不致抖動,能保證產品質量,并能切削出電瓷泥坯工件內孔最小為60mm,克服了傳統(tǒng)修坯機難以加工出工件內孔小于90mm的弊端。

三、應用及效果

1.技術應用

關于大外徑且薄壁電瓷內外數(shù)控修坯機技術改進、小內孔電瓷內外數(shù)控修坯機技術改進采用可調整導軌式結構等幾項科研攻關課題技術改進成果,均于2008年7月23日獲得國家實用新型技術專利。突破了電瓷制瓷泥坯內孔不能小于90mm的空白,可成功加工內孔60-75mm的歐美市場瓷套管,有效地達到了新型市場需求。而1400mm內外數(shù)控修坯機的試制成功填補了國內電瓷制瓷行業(yè)的超大設備的又一項空白。

(1)大外徑且薄壁電瓷內外數(shù)控修坯機。根據(jù)大外徑且薄壁電瓷內外數(shù)控修坯機技術改進方案,我們研制出國內目前首首臺修坯直徑超過1000mm達到1400mm,高度4200mm的超大型數(shù)控修坯機。主要技術參數(shù)如下:

(2)小內孔電瓷內外數(shù)控修坯機。根據(jù)小內徑電瓷內外數(shù)控修坯機技術改進方案,我們研制出國內目前首首臺修坯直徑超過1000mm達到1400mm,高度4200mm的超大型數(shù)控修坯機。主要技術參數(shù)如下:

2.技術效果

此兩種設備可將電瓷坯件件泥筒進行一次性內外加工,也可以只進行外部加工。搪孔加工是全自動進行的,但泥筒上必須預先制成一個同軸線的孔。內孔可加工直筒形、腰鼓形,錐形,但應避免加工下臺階形或槽。外仿加工也是全自動,并與內孔同時進行,可以加工直筒形,寶塔形和腰鼓形產品,如果加工直筒形和實心產品,為提高速度應采用樣板刀具,如果加工寶塔形和腰鼓形產品,由于坯內無芯棒支撐,一般應采用勾形式刀具以減少刀具對坯壁的壓力。

需要兩人操作,一人負責抹光坯件傘葉表面,另一人負責鏟作地面上的泥塊,上泥筒時,應使用行車吊裝,為安全起見一般不使用升降電瓶車。外部傘葉加工應從上至下進行。搪孔加工總是從下至上進行,當?shù)毒呱闲兄良庸ゎA定位置后,自動快速下行至預定位置,然后進刀再向上切削,往復數(shù)次應視泥料的切削量而定,進刀量的選擇(粗加工為8～15mm,精修為2～5mm)搪孔終止時,刀具應停留在最下位置。轉盤的速度應調整合適,一般與泥料配方性能有關。轉盤速度可通過變頻調速器設定或調節(jié),調節(jié)范圍為:0～200轉/分。

內外型加工驅動機構分別由兩臺32位工業(yè)控制微機管理、刀具運動的速度和軌跡由加工程序控制。每天的產量取決于產品尺寸形狀及刀具的種類。一般每機臺每天能生產8～16只胚件。由于設備采用微機控制,全自動加工,極大地減輕了操作者的勞動強度。只需一種構形刀具就可修出各種不同形狀的胚體,節(jié)約了刀具費用成本;同時增加了斷點連續(xù)加工功能,如因停電或其他原因中斷后,重新啟動時,只要選擇斷點繼續(xù)功能,可繼續(xù)加工,不會造成工件報廢。

總之,該類設備的研制成功并運用于生產,解決了電瓷行業(yè)生產220KV以上特大瓷套以及小內孔出線瓷套的生產難題。制瓷廠家由于以上設備的投入,解除了電瓷行業(yè)大瓷套及異型規(guī)格整體一次成型的生產難度,使原來不能接的訂單,現(xiàn)能批量生產,為企業(yè)創(chuàng)造更多的效益。全國幾大主要電瓷廠如撫順電瓷、南京電瓷等廠家及外商紛紛來人觀摩咨詢、洽談有關合作事宜。隨著制造工藝的不斷完善,我們將投入更大的批量生產,以滿足市場需求。

參考文獻:

[1]李伯勇.數(shù)控電瓷修坯機加工坯件尺寸不穩(wěn)定的原因分析及對策[J].電瓷避雷器,2006(4).

[2]宋建華.微機控制電瓷修坯機[J].陶瓷研究與職業(yè)教育,2007(3)

[3]康燕.當前絕緣子避雷器行業(yè)經濟運行形勢分析[J].電器工業(yè),2008(7).

責任編輯:肖杰仁