一种伺服控制的钢球研磨机

1、一种伺服控制的卧式钢球研磨机张万进关键词：卧式钢球研磨机，伺服控制加压，弹簧保压，研磨参数按工艺预设定 摘要： 钢球研磨机作为钢球加工的最终工序用设备其机床本身加压系统的稳定性、进给的可靠及灵敏度对于钢球质量起到非常关键的作用，针对目前卧式钢球研磨机普遍采用液压加压及进给存在的进给迟滞、加工压力波动等影响钢球质量的问题，本文介绍了一种采用伺服驱动进给及加压、弹簧保压、节能的新型卧式钢球研磨机。一、目前主流卧式钢球研磨机结构形式及存在的问题：1、结构形式之一：转动盘旋转、固定盘移动加压。（如图一所示）件9件8件7件6件5件4件3件1件2图一件1主电机 件2头架 件3转动盘 件4固定盘 件5尾架

2、件6油缸 件7支撑体 件8导轨 件9进球口工作时件3转动盘在件1主电机通过卸荷带轮带动下、经件2头架支撑的主轴做旋转运动；件4固定盘不旋转、在件6油缸的推动下以件7支撑体为支点使件5尾架带动固定盘沿件8导轨向转动盘移动、并给转动盘与固定盘间的钢球加上所需压力。 2、结构形式之二：转动板旋转移动加压、固定盘固定（如图2所示） 件8件7件6件5件4件2件3件1 、 图二件1固定加压支撑 件2油缸 件3头架 件4转动盘 件5尾架 件6进球口 件7料盘 件8固定盘 工作时件4转动盘在主电机带动下通过卸荷皮带轮传递到主轴做旋转运动，件3头架在两个同尺寸油缸件2的推动下沿导轨带动转动盘向固定盘件8移动、并

3、给转动盘与固定盘间的钢球加上所需压力，件5尾架与件7料盘连接不运动。3、存在的问题：以上两种结构形式中普遍运用的方法为采用液压加压并驱动转动盘或固定盘移动。由于采用液压加压、需要配置单独的液压系统，因为钢球加工的特性需要机床连续工作，从而对液压系统的各液压元件提出了非常高的要求、一旦液压元件出现损坏造成两研磨盘压力丧失或压力剧烈波动将导致整批钢球出现精度、表面、划伤等严重质量问题；其二、由于采用液压保压的方法、工作中所有液压元件包括油泵所产生的热量都将导致油温升高加剧原件的损坏、即便采用风冷散热或制冷散热也无法完全避免液压元件长期连续工作导致的损坏；其三、结构形式之一由于采用固定盘移动加压的方

4、式，由于固定盘与料盘相连接一起移动，而料盘与固定盘间由于固定盘的磨损从而设有调节料盘进球坡道与固定盘位置的机构，所以当固定盘移动加压时，无法避免地会造成进球坡道与固定盘产生0.10.5mm的位移，而这个位移恰恰破坏了原先已经修磨好的进球坡道与固定盘进球沟道处的精度及弧度，导致进球口钢球进球不顺畅从而影响钢球成品的精度；其四、当采用树脂砂轮磨削时，由于油缸移动加压调节旋钮与砂轮移动的不一致，或者说油缸爬行造成的砂轮移动迟滞现象，非常容易出现当转动盘与固定盘中间刚进入钢球时无法精确控制进给距离、导致树脂砂轮的损伤，从而需要重新修正砂轮降低了树脂砂轮的利用率。二、为了克服上述机型的不足，本文介绍一种

5、建立在伺服驱动、可以人机对话基础上设计的新型卧式钢球研磨机（如图三）件8件5件7件6件1件2件4件3 图三件1 伺服电机 件2驱动体 件3保压模块 件4头架体 件5转动盘 件6固定盘 件7 尾架 件8料盘工作时件5转动盘在主电机、卸荷带轮驱动下、通过件4头架体支撑的主轴带动逆时针旋转；进给加压时件1伺服电机带动件9滚珠丝杠推动驱动体件2移动，件2推动件10直线导轨处的件3保压模块带动件4头架体和件5转动盘、向件6固定盘移动并加压；加压时伺服电机驱动保压模块、压缩保压模块中的蝶形弹簧、推动头架体和转动盘移动、使转动盘和固定盘间钢球达到规定压力后、伺服电机停止工作、由蝶形弹簧保持两盘间的工作压力。

6、伺服驱动及碟簧保压示意图（图四）：件10件3件9件1图四 （件9滚珠丝杠 件10直线导轨）由于采用了伺服进给从而可以实现转动盘的微量移动，保证了调整两盘间间隙时转动盘移动的准确性，避免了采用液压方式时转动盘进给迟滞造成的树脂砂轮或研磨盘碰撞损坏的现象。由于采用了伺服进给蝶形弹簧保压的方式，该设备不需要配置液压系统从而避免了目前机型采用液压系统长期工作出现故障造成的钢球缺陷，同时可以节约能源。 三、新型卧式钢球研磨机设备主要技术参数及特性：1. 加工钢球规格：2252. 主轴转速：540r/min。变频调速。3. 料盘转速：0.030.3 r/min。变频调速。4. 最大工作压力：60KN5.

7、主减速电机功率：4（5.5）kw6. 料盘电机功率：0.75kw7. 研磨板尺寸：800×420×100mm8. 树脂砂轮尺寸：800×420×50mm9. 料盘尺寸：1200（或1400可选）10. 输球料盘最大装球量：250kg（根据球径）11. 主轴中心高：990mm12. 两新盘间距最大：170mm13. 固定盘开口尺寸：185mm（本产品已经申请专利）本设备采用PLC控制、伺服进给蝶形弹簧加压、传感器反馈压力值大小、参数通过触摸屏设置并显示的闭环控制方式，从而可以实现用户按工艺参数需求设定加工时间、压力、转速，达到工艺标准化、减少人为干预造成的成品质量波动。同时本系统可以提供生产管理一体化解决方案、