屠宏濤

中國航發(fā)動力股份有限公司 陜西西安 710021

1 序言

光學(xué)曲線磨床是一種精密設(shè)備，公司早期幾臺光學(xué)曲線磨床的光學(xué)照明采用12V100W光學(xué)燈泡做光源，安裝部分自帶電線，每次更換燈泡時，需要在燈泡后端兩個觸頭處分別焊接電纜線，維修操作不方便。另外，設(shè)備的光學(xué)照明燈功率小，照度不夠，造成投影光屏上的圖像光線灰暗，使操作人員容易產(chǎn)生視覺疲勞，嚴(yán)重影響加工效率。近期幾臺光學(xué)曲線磨床的光學(xué)照明采用24V150W的鹵鎢燈泡做光源，維修不用焊線，操作更方便，功率可以增大50W，投影屏的照度也得到增強(qiáng)。但是，下部照明器的熱量會相應(yīng)增加，溫度過高，會影響光學(xué)鹵鎢燈泡的正常使用壽命。因此，光學(xué)曲線磨床的工作環(huán)境已不能滿足生產(chǎn)的要求，必須對光源部分進(jìn)行改進(jìn)。

2 制定改進(jìn)方案并實施

2.1 制定改進(jìn)方案

光學(xué)曲線磨床在加工零件時，需要通過光學(xué)系統(tǒng)觀察投影屏上零件的放大圖，對照度要求非常高。為滿足生產(chǎn)工藝技術(shù)要求，分解下部照明器中的光學(xué)燈安裝座，根據(jù)現(xiàn)狀，參照近期燈座結(jié)構(gòu)，自主測繪、設(shè)計燈座零件圖，制定改進(jìn)方案如下[1]。

1）申報備件：光學(xué)曲線磨床光學(xué)燈座專用接線端子、光學(xué)曲線磨床專用鹵鎢燈泡。

2）自主設(shè)計光學(xué)燈安裝座零件（見圖1～圖3），制作所需機(jī)械備件。

圖1 支座

圖2 支架

圖3 燈座

3）在原安裝座上加裝光學(xué)燈座。通過試驗，將燈座的材料由陶瓷替換為環(huán)氧樹脂，并用M3的螺釘將燈座固定在安裝支座上。

4）采用24V150W光學(xué)燈泡照明，根據(jù)燈泡的結(jié)構(gòu)特點，在燈座上加裝銅質(zhì)的接線端子，將燈座改為插入式，這樣更換燈泡方便，安裝省時省力。

5）將電柜內(nèi)光學(xué)燈的變壓器更換為初級為380V，次級為18V，功率為250W。

6）由于增大了光學(xué)燈的功率，所以需要解決下部照明器的散熱問題，于是對下部照明器的通風(fēng)裝置進(jìn)行改進(jìn)，將通風(fēng)裝置與吸塵器連通，保持下部照明器的風(fēng)道暢通，延長光學(xué)燈泡的使用壽命。

2.2 解決備件問題

1）燈座專用接線端子的選用。安裝方式不同，12V100W燈泡在更換時，需要在燈泡后端兩個觸頭處分別焊接2mm2的電纜線；24V150W燈泡在更換時只需松開兩個M3螺釘，取出損壞的燈泡，插入新燈泡，擰緊M3螺釘即可。更換時操作更方便。

2）自行設(shè)計所需備件機(jī)械圖樣，多方聯(lián)系，外委加工備件。

3）燈座材料?？紤]到使用環(huán)境，燈座既要耐高溫，又要絕緣性能等級高，最初燈座材料選為陶瓷，考慮到陶瓷材料制造成本太高，經(jīng)過多次試驗，最終將燈座材料選為環(huán)氧樹脂。這樣既滿足耐高溫、絕緣等級高的特性，又降低了制造成本[2]。同時根據(jù)接線端子的安裝尺寸設(shè)計燈座的零件尺寸[3]。

3 燈座改進(jìn)

3.1 實施改進(jìn)工作

在所有備件都到位后，依次開展改進(jìn)工作。將電氣柜內(nèi)光學(xué)燈的變壓器更換為初級380V、次級18V、功率150W，將變壓器和燈泡連接線緊固牢靠?，F(xiàn)場組裝，在原安裝座上加裝光學(xué)燈座，并將燈座固定在安裝支座上，在燈座上的銅質(zhì)接線端子內(nèi)插24V150W光學(xué)鹵鎢燈泡，擰緊兩個M3螺釘，即可通電試車?？捎^察到新裝的鹵鎢燈泡會發(fā)出耀眼的亮光，試驗成功，接下來是調(diào)整下部照明器，保證投影光屏有足夠的照度[4]。

3.2 光學(xué)燈座位置的調(diào)整

更換下部照明器內(nèi)光學(xué)燈泡后，需要調(diào)整下部照明器中的光學(xué)燈泡位置，使燈絲平面與透鏡平面保持平行，光源位于光軸上。下部照明器結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 下部照明器結(jié)構(gòu)

1）松開燈座的緊固螺釘（見圖4），卸下燈座時看清鹵鎢燈泡的燈絲原位置并記住，換上新的相同規(guī)格燈泡。若燈絲位置有變化，松開燈座上的緊固螺釘，轉(zhuǎn)動燈座使燈泡的燈絲處于所需的原位置，再緊固螺釘。

2）裝上照明器后，接通電源，轉(zhuǎn)動燈座（結(jié)構(gòu)見圖5），使燈絲平面與通光透鏡平行（也就是垂直平面內(nèi)保證燈絲平面與光軸垂直）后，緊固燈座的緊固螺釘。

圖5 下部照明器燈座結(jié)構(gòu)

3）擰松燈座中的滾花螺母，可上下移動燈座的支架，間接使燈絲成像在乳白色塑料保護(hù)蓋中央，然后把滾花螺母擰緊。

4）松開下部照明器中通光透鏡上的滾花螺母，旋轉(zhuǎn)滾花螺釘，微調(diào)通光透鏡的位置，直到燈絲成像最清晰時，再擰緊滾花螺母。

5）松開下部照明器中反光鏡上的滾花螺母，旋轉(zhuǎn)滾花螺釘，改變反光鏡的位置，直至乳白色塑料保護(hù)蓋上光亮度最大時，再擰緊滾花螺母。

6）觀察保護(hù)鏡上的描圖樣，影像符合加工要求后，將下部照明器固定手柄擰緊，使光源位于透鏡的光軸上，微量調(diào)節(jié)，使燈絲位于透鏡的焦點上，直到照在描圖樣上的照度最亮為止。在圖4中，反光鏡的作用是保證光的亮度最大，通光透鏡的作用是保證燈絲成像清晰，3個光學(xué)鏡共同作用，保障了投影光屏的照度[5]。

通過反復(fù)調(diào)整，50倍的放大倍數(shù)恢復(fù)正常了。

3.3 下部照明器通風(fēng)裝置的改進(jìn)

將通風(fēng)裝置與吸塵器用塑料透明冷卻管連接起來，冷卻管內(nèi)徑 12mm、長度1m，保持下部照明器的風(fēng)道暢通，這樣改進(jìn)有利于及時疏散下部照明器內(nèi)光學(xué)燈泡散發(fā)出的熱量，可以延長光學(xué)燈泡的使用壽命。

4 光學(xué)曲線磨床光學(xué)放大倍數(shù)不對的檢修

故障現(xiàn)象：縱向、橫向放大倍數(shù)偏大0.03～0.04mm，導(dǎo)致所加工零件尺寸偏小。

分析故障原因是光學(xué)放大倍數(shù)偏大。采取措施，排除故障，過程如下所示。

1）用0.1～0.2mm的實線畫450×450放大圖樣。

2）在工作臺上放一塊干凈的玻璃，用壓板壓實。

3）在玻璃上放置9mm塊規(guī)一塊。

4）找正9mm塊規(guī)，反復(fù)找正，同時觀察屏幕上塊規(guī)投影線的虛實變化情況。

5）根據(jù)屏幕上投影與圖樣邊框線比對的重合情況，是壓線、空缺還是溢出，根據(jù)空缺或溢出量判斷放大倍數(shù)偏小或偏大。

6）觀察縱向、橫向是否同步，微量調(diào)投影物鏡，物鏡往上旋轉(zhuǎn)是倍數(shù)縮小，反向往下旋轉(zhuǎn)是放大倍數(shù)增大。

7）調(diào)整大反光鏡。反光鏡有3個螺桿、6個外六方螺母。反光鏡靠近投影光屏表示放大倍數(shù)縮小，相反，反光鏡遠(yuǎn)離投影光屏表示放大倍數(shù)增大。

5 結(jié)束語

通過對光學(xué)系統(tǒng)中光學(xué)燈座的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，在生產(chǎn)方面，使光學(xué)曲線磨床投影光屏上的照度增強(qiáng)，操作人員加工時的對刀效率和加工效率均提高，保證了加工精度，延長了光學(xué)燈泡的使用壽命，降低了光學(xué)故障，實現(xiàn)了光學(xué)燈泡備件的統(tǒng)一。在維修方面，方便了日常維修、裝配和調(diào)整，達(dá)到快速排除設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)故障的效果。