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(yùn)行后，開始出現(xiàn)夏季高溫時(shí)頻繁出現(xiàn)超溫報(bào)警故障停機(jī)現(xiàn)象，本文對(duì)該設(shè)備的冷卻系統(tǒng)工作原理進(jìn)行了深入分析，并提出了解決方案并加以實(shí)施，經(jīng)過夏季高溫驗(yàn)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(jī)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(dú)生子”設(shè)備，由于所處廠房位置為車間西側(cè)，每當(dāng)進(jìn)入夏季，環(huán)境溫度高達(dá)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(duì)設(shè)備的整個(gè)冷卻系統(tǒng)設(shè)置了較高的溫度監(jiān)控、保護(hù)控制，一旦超過溫度報(bào)警上限設(shè)定值，立即報(bào)警停機(jī)，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(bào)警停機(jī)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(jī)進(jìn)行強(qiáng)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(duì)設(shè)備降溫的效果并不明顯，超溫報(bào)警停機(jī)頻繁，由此已經(jīng)嚴(yán)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(bào)警頻繁停機(jī)，從而嚴(yán)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(shí)際情況相結(jié)合，對(duì)設(shè)備冷卻系統(tǒng)進(jìn)行全面深入研究，修正圖紙資料上的錯(cuò)誤，完全準(zhǔn)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(shí)際工作原理，對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行深度保養(yǎng)及維護(hù)，使冷卻系統(tǒng)發(fā)揮最大制冷作用，最后再深一步分析機(jī)床西門子840D系統(tǒng)和S7-300 PLC控制程序，通過調(diào)整機(jī)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(shí)，大幅減少超溫誤報(bào)警。

3分析設(shè)備冷卻系統(tǒng)工作原理及解決實(shí)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(shí)際情況，深入研究、分析該設(shè)備冷卻系統(tǒng)真實(shí)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(duì)冷卻部分介紹很少，只畫出一個(gè)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(shí)物的實(shí)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(xì)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(duì)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(shí)際上是通過兩次熱交換（圖1中PHE和PHE1）來實(shí)現(xiàn)了對(duì)主軸潤滑液的冷卻（一般設(shè)備只有一級(jí)熱交換），對(duì)冷卻液的溫度調(diào)節(jié)控制處于一級(jí)熱交換的內(nèi)循環(huán)（圖1的TS），而溫度報(bào)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(duì)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(duì)主軸冷卻相關(guān)部位各部件進(jìn)行深度保養(yǎng)和維護(hù)。在完整還原了整個(gè)冷卻系統(tǒng)工作原理之后，首先對(duì)冷凝器濾網(wǎng)等部件進(jìn)行了全面清潔保養(yǎng)，對(duì)一級(jí)冷卻循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的冷卻液進(jìn)行了補(bǔ)充加注，更換了性能效果變差的冷凝管和膨脹器，之后又對(duì)二級(jí)冷卻系統(tǒng)的管路及各部件，以及整個(gè)主軸潤滑系統(tǒng)進(jìn)行了深度保潔，經(jīng)過深度保養(yǎng)后，不僅使整個(gè)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(shí)現(xiàn)更加高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。

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

在2017年油溫超溫報(bào)警中我們發(fā)現(xiàn)，其中有幾次從報(bào)警發(fā)生到消除報(bào)警，恢復(fù)正常工作時(shí)間很短，即沒有進(jìn)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(bào)警在潤滑液沒有得到有效降溫之前，報(bào)警無法解除），說明該設(shè)備檢測系統(tǒng)沒有躲過某個(gè)突發(fā)的瞬間峰值，觸發(fā)了報(bào)警，而這種機(jī)床的瞬間報(bào)警停機(jī)其實(shí)對(duì)工件精加工有很大影響，因此，減少設(shè)備本身的誤報(bào)警也是一個(gè)重要的改善環(huán)節(jié)。

經(jīng)過對(duì)以往出現(xiàn)的報(bào)警記錄進(jìn)行分析，該機(jī)床在發(fā)生油溫超溫報(bào)警時(shí)，主要出現(xiàn)以下兩條報(bào)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(bào)警信息的發(fā)生與其檢測的對(duì)象相關(guān)，其中報(bào)警號(hào)600105來自對(duì)油箱溫度的檢測，而報(bào)警號(hào)510301來自CHILLER制冷機(jī)，為此，我們對(duì)相關(guān)的PLC控制程序進(jìn)行了分析，其報(bào)警響應(yīng)時(shí)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(jī)床參數(shù)是由主軸的機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)定，為此我們將相關(guān)的時(shí)間參數(shù)進(jìn)行了微調(diào)，以期減少溫度尖峰峰值的報(bào)警干擾。

4效果評(píng)估及總結(jié)：

經(jīng)過6、7、8夏季三個(gè)月的實(shí)際設(shè)備工作驗(yàn)證，在超溫報(bào)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(bào)警而引起的停機(jī)故障，從2017年、2018年兩年同期的超溫報(bào)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(bào)警一次也沒有發(fā)生，也足以說明改善已經(jīng)完全達(dá)到了預(yù)期目的。

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

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

參考文獻(xiàn)：

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