1M675重型卧车刀架进给系统改造

1M675重型卧车刀架进给系统改造

石秀峰

（中国第一重型机械股份公司，黑龙江161042）

摘要：介绍了1M675重型卧车刀架进给部分系统和电机的改造要点，对以后的类似项目起到了参考和指导的作用

关键词：重型卧车；KSA23直流调速系统；Z2-51直流电机；转速；转矩

Transformation Of Feed System Of Tool Rest Of 1M675 Heavy Lathe

Shi Xiufeng

Abstract:This paper introduces the key points of transformation of feed system and motor of tool rest of 1M675 heavy sleeper,which can guide for similar project in future.

Key words:heavy sleeper; KSA23 DC speed regulation system; Z2-51 DC motor Speed; Torque

1M675卧车是我厂多年前引进的设备，刀架进给部分采用西门子611A伺服系统配1FT5系列伺服电机，属于老旧淘汰产品。不仅价格高昂，而且采购周期很长，已经严重影响到了设备的正常生产。为了保证设备的正常生产，缩短停机时间，决定对设备的进给部分进行国产化改造。

1改造要求

要求改造后的系统功能稳定可靠，与车间内其他设备备件能够通用互换，备件价格便宜供货稳定，备件供货周期短，维修使用简便。能够满足设备在不同运行速度下的运行扭矩。

2改造准备

设备原使用的电机型号为1FT5102-1AC71-1AA0，电机额定扭矩为29Nm，额定电流为16.5A，额定转速为2000r/min。

根据转矩据算公式

T=9550（式中T为转矩，P为功率，N为转速）

带入数据计算

求得功率P为6.07KW

原电机转速为2000r/min，为了满足生产加工需要新电机转速不能低于2000r/min，额定功率不能低于6.07KW。为了电机与其它设备能够通用，共同使用备件，采用Z2-51系列直流电机，电机数据：额定功率为10KW，额定运行电压为DC220V，额定电流为53.8A，额定转速为3000r/min，励磁电压为DC220V。

根据转矩计算公式

T=9550，带入数据计算转矩如下

  =31.83Nm

该直流电机的额定转矩大于原伺服电机的额定转矩，满足加工使用要求

下面确定驱动系统，为了使系统备件能够与其它设备通用，功能稳定可靠，维修使用简便，决定采用齐齐哈尔大华电气公司的KSA23系列直流调速系统，根据电机额定数据，选择的驱动系统型号为KSA23-60/220，系统额定直流输出DC220V ，DC60A，满足电机使用要求。

为了与电机和系统相匹配，反馈部分采用ZYS-6A系列测速发电机，其数据为最高转速3000r/min，最大输出电压DC110V

电机和系统确定后需要设计控制原理图，具体设计的控制原理图如下：

3 现场施工

3.1 电柜内

电柜内需要将原西门子611A伺服驱动系统拆下，更换为大华电气公司的KSA23系列直流调速系统，然后按照上面的设计原理图进行配线，配线要求接线牢固可靠，结束应横平竖直，配置坚牢，层次分明，整齐美观。额外增加反馈调节电位计，采用的是WX112 10KΏ电位计，用作电机反馈速度调节。

3.2 外部线路

由于设备原使用的电机为西门子1FT5系列交流驱动电机，电柜到电机的线路包括三相交流电源线和电机反馈编码器线。而新电机采用大华电气公司的KSA23系列直流调速系统控制，外部到电机的线路包括两颗电机电枢线、两颗电机励磁线和带屏蔽抗干扰的两颗测速机反馈线，因此原线路不满足使用要求，需要增加线路。

3.3 现场调试

所有线路连接完毕后，可以送电进行调试。调试要求为：系统最大给定输入为，且当最大给定为时，电机实际转速为正反2000r/min。当调节器脉冲释放有效，输入给定电压为0V时，电机不发生缓慢转动，没有零点漂移的发生。因此需要调节如下系统电位计：

3.3.1KSA23直流调速系统A1板上的R11电位计和配电柜内的RP5电位计，使给定为10V时测速机反馈电压为73V，此时对应的电机转              速为2000r/min。对于ZYS-6A测速机，实际转速与反馈电压的计算关系              为

（式中V为反馈电压，R为电机转速）

将R=2000r/min带入公式即可计算出对应转速的反馈电压

3.3.2KSA23系统A1板上的R99电位计，该电位计的功能是限制系统最大输出电流，为了保护电机，将系统的最大输出电流限制在53A

3.3.3KSA23系统A2板上的R100电位计，该电位计的功能是调节系统的死区，即系统认为的停止区间。

3.3.4KSA23系统A3板上的R20电位计，其功能是转速调节器漂移补偿。即在系统脉冲调节器释放有效，且系统给定电压为0V时系统输              出电压为0V，电机不发生转动，且系统正反向给定相同时电机的正反向              转速也相同。

以上电位计调节完成后即可送电试车，试车时先对电机进行点动，若不发生负反馈现象即可继续试车，若发生负反馈现象可以对调反馈线或电机励磁线或者是电机电枢线中的一种，但不能同时对调。负反馈是一种特别危险的现象，电机会不受控制的持续加速，所有试车时一定要有人在电柜旁随时准备切断电源。

4 效果评价

该设备改造完成后运行已有半年之久，从设备的使用效果来看，机床进给部分运行平稳，完全满足生产需要。并且大大降低了备件采购费用和缩短了备件的采购周期，保证了设备的正常运行，其所产生的经济价值无法估量。