Z3163型万向摇臂钻床大修与改造

■葫芦岛滨海水电大件制造有限责任公司 （辽宁 125004） 张顺廷■渤海造船厂集团有限公司 （辽宁葫芦岛 125004） 崔立奇 郑海华 岳林红 王富国

Z3163型万向摇臂钻床大修与改造

■葫芦岛滨海水电大件制造有限责任公司 （辽宁 125004） 张顺廷
■渤海造船厂集团有限公司 （辽宁葫芦岛 125004） 崔立奇 郑海华 岳林红 王富国

摘要：通过对万向摇臂钻床机械、液压系统大修，电气系统采用了PLC控制的改造，大大降低了设备故障概率，保证设备运行。钻床在机械拆卸、安装时注意事项。改造后，对出现的各种故障，进一步采取有效方法解决。

Z3163型万向摇臂钻床是一台普通型机床，也是国内最大普通万向摇臂钻床，由天津第四机床厂制造。由于设备役龄已经超过25年，运转情况不佳、各轴精度下降、机械磨损严重、电气线路且器件老化严重，有较多部件必须进行更换，因此决定对机床进行大修、改造，恢复或接近原有出厂时的标准。

1. 电气改造

（1）电气线路改进。原有电气线路混乱，其中互锁线、控制线较多。并且线路老化、电缆接头烧损严重。因此改造采用简单的PLC控制，其装置型号为：CP1H-X40DRA。采用PLC控制有很多益处：减少了控制线，维修方便直观，节省控制箱内空间，降低机床故障概率等。

（2）电器部件改进。①原有电器部件是国产元件，断路器、接触器等部件动作灵敏度较差。改造后采用西门子电器部件，质量好、灵敏度高。②操作盘按钮采用目前较好LA38-11型按钮，内部弹力好，灵敏度高，操作手感舒适。③原有电缆护管是老式蛇皮护套管，尤其是两头联接部分损毁严重。改造后电源线、控制线、油管等护套管采用外皮带金属屏蔽护网的绝缘护管，质量好、使用寿命长。④改造后，增加了一套220V稳压电源，输入端带有隔离变压器，确保PLC装置电源稳定。

2. 机械大修

机械、液压系统的大修，按照万向摇臂钻床大修标准，全部更换了轴承及密封圈等部件，对磨损部件进行了处理。对立柱夹紧部件漏油进行了修复，解决了此套夹紧装置内部密封圈老化造成的漏油问题。

3. 机械拆卸、安装时注意事项

主轴进给机构包括蜗杆轴和水平轴两部分。动力由主轴进给传动机构传给蜗杆，再经蜗轮，最后由水平轴传给主轴套，使主轴获得运动。

（1）水平轴上的离合器的接合与脱开是由36个φ12mm钢球控制的。拆下时要防止散落，必须指出安装时，钢球不可缺少，不能用其他规格代用，否则将会损坏离合器。

（2）离合器的调整，要在离合器啮合状态下，拧紧螺帽，并

使手把扳动轻便，然后用螺钉将螺帽锁紧。

（3）拆下水平轴时，必须将主轴移至最上位置，并把主轴垫好，防止卸下水平轴时主轴落下。安装水平轴时，主轴也要移到最上位置。

（4）钢球保险离合器在进给抗力超过规定值或定程切削时，自动脱开，切断机动进给。拆卸时，将主轴箱前盖卸下，将花键套上的销子拆下，可使对钢球保险离合器组件从上部卸下。

（5）拆卸蜗杆轴时，可卸下内齿套上的销子，再将支撑套上的紧固螺钉拧下，则支撑套可连同蜗杆轴组件一起由箱体内卸下。

4. 大修改造后故障分析

（1）主轴没有寸动。主轴钻孔时，要求主轴寸动。寸动就是比点动更慢，主轴可以寸动1/4转，方便找到钻孔中心点。改造后，出现主轴没有寸动，以主轴快速方式旋转。按总停按钮，主轴才停止，万向摇臂钻床无法正常使用。

万向摇臂钻床寸动原理：启动主电动机后，液压泵供油。按下主轴正（或反）寸动按钮，接通电磁铁YA1（或YA2）动作，带动三位四通电磁阀1C （34D-10BH）正向（或反向）接通油路。第Ⅸ轴（拨叉轴）油腔上腔（或下腔）进油，拨叉压紧离合器上摩擦片（或下摩擦片）来实现主轴的正反向旋转，但电磁铁YA1（或YA2）不能自锁，手松开按钮，主轴自动停止旋转。按寸动按钮时间长短，实现主轴寸动多少。

电气回路查找故障：检查寸动按钮、电磁铁YA1、YA2及其连接线，未发现问题，同时电磁铁YA1、YA2动作顺序正确。

油路阀件查找故障：检查液压泵油压2MPa，同时主轴快速正常，说明油路中油压正常。检查上、下油腔及离合器拨叉，都有动作，且动作顺序正确，未发现问题。

检查更换新的三位四通电磁阀1C，动作顺序正确。

检查上、下腔摩擦片都有动作，但主轴寸动时，仍不能停止。

主轴处在停止状态原理：主电动机启动后，带动液压泵旋转。由于各电磁阀未通电，整个系统处于低压，刹车离合器在弹簧弹力作用下，主轴处于停止状态。此时液压泵来油至各润滑点。

主轴正反转原理：按动正转或反转按钮，三位四通（34D-10BH）电磁阀动作，接通正转或反转油路，使正反转液压缸带动拨叉向上或向下压紧实现主轴正转或反转，与此同时压力油进入刹车离合器，推动活塞压缩弹簧，松开刹车。

通过研究机械及液压原理后，进一步检查发现，在第Ⅰ轴弹簧压力调整过松，导致刹车离合器上压紧推动活塞压缩弹簧松，主轴没有刹车。

用内六方扳手，适当调紧第Ⅰ轴弹簧压力后，主轴寸动正常。

（2）主轴变速时，有时齿轮箱内噪声较大。操作者工作时，经常要变速。主轴变速时，有时出现齿轮箱内噪声大的故障。通过观察、试验，发现变速时，箱体内第Ⅳ轴与第Ⅴ轴上端的齿轮啮合不够顺畅。由于此台万向摇臂钻床大修与改造时间短，箱体内第Ⅳ轴与第Ⅴ轴上端各有1套齿轮，齿轮有45°倒角，当时未发现倒角有磨损。噪声较大原因是齿轮啮合时，齿与齿相顶，啮合不到位造成的。重新拆下齿轮箱齿轮，用角磨机将2套齿轮倒成45°后，万向摇臂钻床变速正常。

（3）主轴箱夹紧时松动。根据加工图样要求，某产品钻孔时，主轴箱都要调整不同角度，找正孔的中心点。大修后，主轴箱夹紧时出现松动。分析原因是：主轴箱锁紧装置出现问题。锁紧装置是由1根阶梯丝杠和2个黄铜圆柱形锁紧块构成。丝杠上一段丝直径粗、另一段细；同时配用的锁紧块一个直径粗、另一个细。锁紧块前端相对位置带有圆形接触面，与主轴箱旋转圆柱形部位接触。如果接触面较少，锁紧装置锁紧力降低。通过反复调整、研磨锁紧块，增加锁紧块与主轴箱旋转圆柱接触面积，增加锁紧力后，主轴箱能够被锁住，万向摇臂钻床能正常运转。

5. 结语

对Z3163型万向摇臂钻床大修与改造，达到预期目的。特别是电气部分全面改造，增加了PLC系统控制，保证设备运行及完全满足了加工水电产品工艺、精度要求，缩短产品加工时间，降低了设备故障率。

收稿日期：（20150210）