柔性加工需要合适的冷却液泵

作者:HEINZ MAYER 文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2012-07-09
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带有转数调节器的CRE 20-10冷却液泵有很多优点:在工作中导入冷却润滑液的热量少,从而降低了生产成本。因为省去了旁通阀或节流阀,所以提高了生产安全性

在汽车生产厂家生产不同型号的发动机曲轴的柔性加工作业线上,使用可调节转数的冷却液泵,安装时间短。此外,这种E-冷却液泵节能且保护冷却液。

在一条生产线上,通常是按照作业线的工作原理,通过一个自动化物流系统将多个加工站点连接在一起。生产线上的柔性加工的总要求是:为了符合加工各种类型曲轴的要求,作业线上的所有加工机器必须能在尽可能短的时间实现变更安装。

在冷却液用量甚微的条件下达到曲轴打磨的最佳效果

要实现作业线上的磨床在冷却液用量甚微的条件下获得打磨效果的最佳化这一目标,前提是必须采用转数可调的冷却泵。如果不根据需求调节冷却泵转数,那么,冷却润滑液就简单地泵入循环系统,不但造成能源损失,而且还将热量传递给冷却润滑液,降低冷却润滑液的性能并缩短冷却润滑液的使用寿命。因为离心泵的转数(n)、冷却润滑液的流量(Q)、泵的扬程(H)和消耗功率(P)之间的相互关系符合亲和原理。据此,离心泵能耗量的升高是其转数的三次方。也就是说,离心泵转数的微弱变化便对能耗量的升高产生明显的影响。换句话说,离心泵转数减小50%,能耗量下降87.5%。在使用中,将离心泵的转数减小,就意味着能耗的下降和加工生产过程中能源成本的显著降低。

机床控制转数可调节的泵

Grundfos公司研制出转数可控的 CRE-冷却液泵可在上述工作条件下使用。在作业线上加工打磨轴颈时,轴颈的类型不同,此外还有预打磨作业与打磨作业的区分。所以,采用机床进行控制,可根据作业需求灵活控制CRE-冷却液泵的冷却液供给量。用预编的转数控制软件可实现转数的自动控制,不需要在机床和冷却液泵上进行调整。这种CRE-冷却液泵的特殊优点是,由于电机本身带有一体化的频率转换器功能,因此不需要另装备频率转换器,这样减少了打磨机的敷设电缆。


图1  亲和性原理表明了冷却液泵转数、输送电流、泵的扬程以及能量消耗间的相互关系:当转数下降了50%,能耗量从100%下降到仅为12.5%

Grundfos公司的转数可控的 E-冷却液泵是该公司在MGE电机(Motor Grundfos Electronic)的基础上自行研发成果,这包括一个功率范围为0.37(1-相位)~22kW(3-相位)的高效泵,该泵一体化装有频率转换器和PI-调节器,具有特有的功能。由于转数可控的 E-冷却液泵的所有部件如泵、电机、频率转换器、传感器、运用软件和调节器均是Grundfos公司的研发产品,因而确保了这些部件之间匹配可靠。与普通的有单独频率转换器的冷却液泵相比,Grundfos公司装有MGE电机的E-冷却液泵有以下优点:

整个系统一体化;

如同转数恒定的标准型冷却液泵一样,E-冷却液泵各部件为内装式安装,在作业线上的安装简单易行;

由于免去了附加的冷却频率转换器的通风机,因此结构坚固耐用;

由于免去了附加在频率转换器和电机间的通风机,避免了为润滑通风机敷设电缆,因而降低了敷设电缆成本;

免去了立式开关箱和电缆箱,也不需要在墙上的开关,因而安装占位小。

下面介绍E-冷却液泵典型的使用范例:当机床需变换冷却液的需求量时,可通过机床的主操作台来控制冷却液泵的转数加以实现。连接在泵上的压力传感器、PI-调节器和供电传感器可使冷却液泵达到工作所需的恒定压力。

每当进行调整时,CRE-冷却液泵的机床控制器通过母线给出变更参数(额定值),机床控制装置中存有所有类型曲轴的相应数据,因此在生产线作业中省去了费时的调试时间。该CRE-冷却液泵已有许多用户,戴姆勒股份公司(Daimler AG)也是其用户之一。


图2  在曲轴加工生产线上,也可安装使用较小的Typ 10型CRE-冷却液泵

采用无线遥控装置对冷却液泵进行控制

CRE-冷却液泵除通过上述方法进行控制外,还可用一个R100型手动无线红外线控制-诊断器遥控冷却液泵。

Grundfos公司研发的各种频率的CRE-冷却液泵均能通过无线遥控器进行控制。在作业线生产过程中,操作人员可用一个R100型手动无线红外线控制-诊断器检验某台CRE-冷却液泵,如在工作出现故障时对故障原因进行分析。所获取的诊断数据可存储到电子计算机里作为维修的依据,通过以往获得的数据对CRE-冷却液泵工作中出现的误差进行追踪。

同时,调整一台E-冷却液泵的频率调节器的技术参数,这些改变后的技术参数通过红外线界面一次性传输到同一工作条件的其他机器,不会出现差错。

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