כמרכיב הליבה של המנוע, הארכובהפיר עומד בפני אתגרים רציניים בתחום הבטיחות והאמינות עם פיתוח המנוע בכיוון של טעינת -על, הספק גבוה ואמינות גבוהה. ניתוח עקרון הארכובהפיר גלגול יכול לשפר ביעילות את עמידות העייפות של הארכובהפיר. 

חוזק וחיי שירות, הבהירו את היישום של הציוד המשמש בתהליך הגלגול-כלי גלגל גל הארכובה, מחקר ופיתוח עצמאיים מציבים תכנית עיצוב לשינוי כלי גלגל הארכובה, ומפרט את העיקרון המבני של הגלגול כלי המכונה ומרכיבי המפתח שלו בפירוט, מאפיינים פונקציונאליים ואמצעי אבטחת איכות לפתרון בעיות וכשלים של כלי גלגל גל ארכובה המיובאים בתהליך גלגול גל ארכובה, להפחית את עלות התחזוקה של כלי גלגל גל ארכובה, לממש את המטרה של החלפת יבוא , ולהבטיח את כלי המכונה המתגלגלת גל ארכובה יציבות העבודה משפרת את איכות גלגול גל הארכובה.

גל הארכובה הוא פיר ארוך מסתובב במהירות גבוהה במנוע מכונית. זהו אחד החלקים המרכזיים במנוע. בין חמשת החלקים העיקריים של המנוע, זהו החלק הקשה ביותר להבטיח את איכות העיבוד. תנאי העבודה של גל הארכובה גרועים. בכל מחזור פעולת המנוע ישנם עומסים מתחלפים הפועלים על גל הארכובה. 

עומסים מתחלפים אלה פועלים על גל הארכובה כדי לגרום לו להתכופף, להתכופף וכו ', ובכך להפוך את עבודת גל הארכובה ליעילה. מצבי הכשל הם בדרך כלל בלאי יומן ושבר עייפות. ביניהם, סדקי עייפות ושברי עייפות הנגרמים כתוצאה ממתח מתח מתחלפים לעיתים קרובות והורסים בטיחות.

דיווחי חדשות בתחום זה משכו תשומת לב רבה מצד הציבור. תהליך חיזוק פילה גל הארכובה הוא אחד האמצעים היעילים ביותר לשיפור חוזק העייפות של גל הארכובה. כמעט כל גל הארכובה של מנועי הרכב הזרים משתמשים בתהליך גלגול הפילה.

1. עקרון תהליך גלגול גל הארכובה

מנועים משתמשים יותר בכתבי עת וגל ארכובה, קשיחות כיפוף נמוכה יותר ואניסוטרופיה בכיוון ההיקפי, יחד עם חוסר ההומוגניות של חומרים, והשפעת גורמים מקיפים כגון דפורמציה ומתח שיורי בעיבוד חם וקר, מה שהופך את עיוות הכיפוף של החומרים גל הארכובה מסובך מאוד, והציר שלו הוא עקומה שרירותית בחלל. גל הארכובה משלים את תהליך הגלגול העמוק ואת תהליך היישור באמצעות תהליך הגלגול. לאחר תהליך היישור, החסרונות של דפורמציה וכיפוף מתגברים בעצם, ותהליך הגלגול העמוק גורם לחיזוק החלק המעוגל של משטח היומן המגולגל הטיפול משפר את מֵסַב יכולת וחוזק העייפות של גל הארכובה. גלגול פילה גל הארכובה נועד לעוות את המשטח באופן פלסטי באמצעות הלחץ של מנגנון הגלגול בפילה המעבר בין צוואר מוט החיבור לבין כתב העת הראשי של גל הארכובה. 

מבנה וצורת משטח הפילה ישתנו, ופילה גל הארכובה המבנה במקום הדוק, כך שיופיע מתח דחיסה שיורי במשטח פילה גל הארכובה, הניתן לקיזוז או קיזוז חלקי של מתח המתח של גל ארכובה במהלך העבודה, ובכך לשפר את כוח העייפות; התקשות עבודה קרה מתרחשת על משטח המתכת, והפינות מעוגלות לאחר גלגול 

שכבת המשטח היא שכבה צפופה עם קשיות גבוהה, משטח החומר התחזק; פגמי יציקה כגון מיקרו חורים, סדקים ונקבוביות על פני גל הארכובה מסולקים; איכות פני השטח של הפינות המעוגלות משתפרת, ובכך מפחיתה מאוד את ריכוז המתח בפינות המעבר של כתב העת, מחזקים את המאפיינים הפיזיים של החומר בפילה ומשפרים משמעותית את חוזק העייפות של גל הארכובה.

2. עיצוב טרנספורמציה של כלי גלגל גל ארכובה

לסיכום, בגלל היתרונות הרבים של שיטת הגלגול, תהליך זה הפך להיות התהליך המרכזי לעיבוד פילה גל ארכובה, וכלי המכונה המתגלגל נולד. במדינות זרות, הטכנולוגיה של כלי פילה גלגל גל ארכובה בוגרת, וכלי מכונת גלגול היו בשימוש נרחב, ועוד ועוד החליפו את השיטה המסורתית של הפיכת כתב העת הראשי של גל הארכובה וחיבור צוואר מוטות בפינות עגולות עם כלים על מכונה מסורתית כלים. עם זאת, פילה גל הארכובה מתגלגל כלי עיבוד גמיש אינטליגנטי הוא ציוד בקרה מספרי הייטק המשלב מכניקה, אלקטרוניקה, טכנולוגיית זיהוי ובינה מלאכותית. נכון לעכשיו, הטכנולוגיה ורמת הייצור של כלי הגלגול בסין יש הרבה מאוד עם זה של מדינות זרות. הפער, טכנולוגיות ליבה רבות עדיין לא השתלטו באמת, כך שרוב יצרני גל הארכובה המקומיים מייבאים סוג זה של כלי מכונה מחו"ל.

עם זאת, לאחר מספר שנים של שימוש, ישנם שדרוגים טכניים ובעיות כיצד לפתור את הבעיות. קח כעת כלי מכונה לגלגל גל ארכובה מיובא גרמני של חברת Guangxi Yuchai Crankshaft Co., Ltd., מפעל שיתופי של בית ספר-ארגוני, כדוגמה לניתוח הבא.

2.1 הבעיות הקיימות בכלי גלגל הארכובה לפני השינוי

•  - לאחר שמכונת גלגול גל הארכובה המיובאת הייתה בשימוש במשך כמעט 20 שנה, למערכת אין תגובה והיא אינה יכולה לפעול כרגיל.
•  - כלי המכונה לגלגל גל הארכובה המיובא יכול לגלגל רק ארבע צילינדרים בזמן פעולה רגילה, ואינו יכול לעמוד בהוראת גל ארכובה של שישה צילינדרים.
•  - מכונת גלגול גל הארכובה המיובאת אינה יכולה להבטיח גלגול לחץ קבוע כאשר גל הארכובה מסתובב במהירות של 60 סל"ד, מה שמשפיע על איכות גלגול גל הארכובה.

2.2 תוכנית עיצוב לאחר טרנספורמציה

על פי מצב הציוד של המשתמש הנוכחי, על בסיס שיקול מקיף של גורמים כגון אמינות, ביצועים, תפקוד ומחיר, מוצעות תוכניות השינוי הבאות.

2.2.1 חלקי חילוף CNC

•  - השתמש במערכת CNC של Siemens 840DSL להחלפת מערכת ה- CNC המקורית; מארח המערכת הוא 840DSL NUC 720.3 HMI: ממשק אדם-מכונה PCU5.5-C; תצוגה סינית; ממשק USB; עם תצוגת LCD וצבע LCD TOP בגודל 010 אינץ 'OPOP10.4 ולוח הפעלה; עם לוח בקרה של מכונת MCP בגודל 19 אינץ' עם מתג דריסת ציר והזנה.
•  - נהג הזנה ומנוע: השתמש במנהל ההתקן הדיגיטלי S120 של סימנס ובמנוע סרוו AC 1FT7 כדי להחליף את כלי המכונה X, Z, X1, Z1, SP, חמשת מנהלי ההתקנים והמנועים הללו, עם מערכת מלאה של כבלי סימנס. בחירת סוג המנוע אינה פחותה ממומנט מנוע הסרוו המקורי, ותצורת המנוע היא 1FT7034 2 T יחידות, 1FT7062 2 יחידות ו- 1FT7102 יחידה 1. החלף את 4 כלי המכונה המקוריים במנועי AC רגילים לכוונון עדין של מיקום ראשי הגלגול במנועי סרוו AC של סימנס, ובחר 4 מנועים 1FT7034 בהתאם להספק המנוע המקורי.
•  - שמור את המקודד החיצוני המקורי של הפיר הראשי וצייד את מודול ההמרה של ממשק המקודד המתאים.
•  - אימץ בקר לתכנות S7-300 PLC, תצורת קלט/פלט, שמור 10% מרווח, מודול קלט/פלט מצויד במחבר מסוף. השתמש ב- PLC למימוש כל משימות בקרת הרצף ההגיוניות של כלי המכונה, כולל משאבת שמן, שימון, הזנת חומר, התרופפות הידוק החומר, בקרת מרכז זנב, בקרת הזנת ראש מתגלגל, הגנה חיצונית ובקרות אחרות.
•  - שמור את שתי מערכות חיישני זיהוי הגלילים הפנימיים והחיצוניים המקוריים משמאל וימין לסך של 4 ראשי גלגול, וחבר את אותות החיישן ל- PLC כדי לפקח על נזקי כלי הגלגול וסיבוב כלי הגלגול. על פי תדר אות הכניסה של החיישן, נשפט אם מצב העבודה של כל כניסה הוא תקין. אם יש חריגה, העיבוד יופסק ותתקבל אזעקה.
•  - הרכיב את ממשק הפירוק הידני של כל פעולת רכיב, כולל הממשקים הידניים הנפרדים של שתי קבוצות ראשי הגלגול השמאלי והימני, והממשקים הידניים הנפרדים של מרכז הזנב, הזנת חפצי העבודה, הראש והרכיבים האחרים.

2.2.2 ארון חשמלי לכלי מכונה

•  - בצע מחדש את ארון הבקרה החשמלי של כלי המכונה, השתמש במותג ריטל עבור מעטפת ארון החשמל, שרטט מחדש את פריסת ארון החשמל, התקן מחדש את רכיבי החשמל בהתאם לפריסה, וחיווט מחדש בארון החשמל כדי להבטיח כי החיווט מסודר ויפה, ותוויות הטרמינל רגילות, בהירות ותואמות את תרשים ההתקנה. כבל מנוע הסרוו וכבל המשוב משתמשים בכבלים מקוריים של סימנס. הימנע מחיווט מקביל בין קווי החשמל וקווי האות בארון החשמל. מערכת הבקרה המספרית וחלק כונן ההזנה מצוידים בספקי כוח מבודדים. כניסת החשמל של הכונן מצוידת בכור בתדר גבוה של כניסת AC של Siemens כדי להפחית את ההפרעה לרשת החשמל. שנאי בידוד נוסף לקו אספקת החשמל של מערכת הבקרה המספרית. ודא שכל המכשירים מקורקעים היטב.
•  - בחר את קוטר החוט המתאים בהתאם לגודל הזרם המוליך. צבע החוט נבחר על פי תקני החיווט החשמליים הלאומיים לכלי מכונה. חוט הבקרה DC ​​הוא החוט הכחול, AC הוא החוט האדום, חוט החשמל הוא החוט השחור, וחוט הקרקע הוא החוטים הצהובים והירוקים, כל חוטי הארקה בארון החשמל נאספים בנפרד עם מוט הנחושת הארקה. בארון החשמל כדי להבטיח הארקה טובה של ארון החשמל כולו.
•  - מרכיבי הבקרה העיקריים הקשורים למחלקה השנייה בארון הבקרה משתמשים כולם ברכיבי שניידר וסימנס. שקעי ארון החשמל מסודרים לפי סדר חלקי המכונה, וחיבור תקע אווירי מלבני תעשייתי משמש להקל על העברת כלי המכונה בעתיד. ארון הבקרה החשמלי מצויד במזגן חשמלי מיוחד של 2 קילוואט.

2.2.3 מערכת הידראולית

המערכת ההידראולית של כלי המכונה היא ליבת השליטה בכלי המכונה ומבטיחה את דיוק העיבוד של כלי המכונה כולו. המפעיל כולל יחידת הידוק הידראולית, יחידת כוח סרוו ויחידת איתור (כולל זיהוי מיקום ציר וגילוי לחץ צ'אק). לחץ הגלגול של כלי המכונה המקורי הוא עיבוד לחץ משתנה, כלומר הלחץ המופעל על צוואר מוט החיבור שונה בהתאם לזווית הסיבוב של גל הארכובה. לחץ הגלגול בעיבוד על צוואר מוט החיבור הוא עקומת גל מרובע. בקרת הכוח המתגלגל של כלי המכונה המקורי מורכבת מ -4 סרוו רקסרוט שסתוםמדגם 4WS2EM10-45/20B2T315Z8DM, 4 לוחות מגברי סרוו מסוג Rexroth דגם VT1600S3X ולוחות בקרה עזר נלווים. הסרוו המקורי שסתום, לוח מגברים ולוח בקרה עזר הופסקו במשך שנים רבות, ואין אספקה ​​של חלקי חילוף. שינוי זה ישדרג את מערכת בקרת הלחץ ההידראולית השלמה. התצורה של סרוו כלי המכונה שסתום לאחר שהטרנספורמציה מבוססת על פרמטרי הלחץ והזרימה של הסרוו המקורי שסתום, וסרוו Rexroth 4WRPNH10 שסתום נבחר. תפקידו מוסבר כדלקמן.

שסתום IAC-R (בקר ציר משולב המבוסס על שסתום תגובה גבוהה) הוא שסתום דיגיטלי בעל תגובה גבוהה עם בקר ציר משולב, בעל הפונקציות הבאות: בקרת זרימה, בקרת מיקום, בקרת לחץ, פונקציית p/Q, לחץ מיקום לסירוגין ובקרת מיקום/כוח, פונקציית NC, ​​יכולה לבחור לספק ערך שליטה באמצעות ממשק אנלוגי או ממשק אוטובוס שדה, ניתן לספק אות ערך בפועל באמצעות ממשק אנלוגי, בנוסף ניתן לקרוא גם באמצעות אוטובוס שדה, פרמטרי בקר נקבעים דרך שדה אוטובוס; מטעמי בטיחות, האוטובוס/בקר ורכיבי החשמל (שלב הפלט) משתמשים במתח אספקה ​​בלתי תלוי. משתמשים יכולים להשתמש בתוכנת איתור באגים WinHPT כדי לתכנת ולאבחן את פונקציות תיבת ההגדרות של הפרמטרים ולנהל בקלות נתונים במחשב האישי. ישנן פונקציות זמינות אחרות: מחולל פונקציות רמפה, פלט אות שגיאה 24 וולט (כגון מעבר מיתוג ל- PLC/לוגיקה ושסתומים אחרים), התאמת פלט שליטה, פיצוי אזור מת, תיקון אפס, פיצוי כיפוף שסתומים, פיצוי חיכוך, תלוי כיוון לְהַשִׂיג. ניתן להשתמש באלקטרוניקה שליטה דיגיטלית משולבת לאיתור תקלות כדלקמן: חיישן ניתוק כבלים, מתח נמוך, טמפרטורה של אלקטרוניקה משולבת, שגיאת תקשורת.

בקרת שסתומי הסרוו מאמצת את אותה שיטת בקרת האוטובוסים של PROFIBUS כמו חברת אינגרסול. הגדרת הבקרה של המגבר מועברת מה- PLC של מערכת ה- CNC לבקר שסתום סרוו דרך האוטובוס, והמהדקים המתאימים נעשים על לוח מערכת ה- CNC. ממשק הגדרת לחץ הראש מאפשר לקבוע את ערכי הלחץ הגבוה והתחתון של כל צ'אק בהתאם לדרישות התהליך בעת עיבוד של יצירות עבודה שונות. שינוי ערך הלחץ הגבוה והנמוך נקרא לאות המיקום של מקודד הציר על ידי ה- PLC, החישוב הפנימי של ה- PLC גורם לארכובה לזוויות שונות לשלוח את נקודות החירום המתאימות ללחץ גבוה ונמוך, ואת פעולת הסרוו. שסתום נשלט על ידי המגבר כדי לגרום ללחץ הצ'אק לעקוב. כאשר הערך הנתון משתנה, מותקן חיישן לחץ על הצינור ההידראולי של כל צ'אק, ואות חיישן הלחץ מחובר למגבר, כך שהמגבר יוצר מערכת בקרת לחץ בלולאה סגורה, ובכך מבטיחה את הדיוק של בקרת לחץ.

2.2.4 מערכת ניטור ולחץ הקלטה מתגלגלת

התקן חיישן חדש במיקום בו מותקן חיישן הלחץ בחלקו האחורי של הצ'אק המקורי כדי לעקוב אחר הלחץ בפועל. חיישן הלחץ משתמש במוצרי Rexroth עם כבלי אות ומגברים. מותקן מחשב תעשייתי למכשירי ניטור לחץ ורישום לחץ של ארבעת הצ'וקים של מכונת גלגל גל הארכובה. המחשב התעשייתי משתמש במוצרי Advantech, והמחשב התעשייתי מצויד בלוח רכישת אותות, המחבר את 4 אותות חיישן הלחץ ללוח הרכישה. יחד עם זאת, אותות ממשק רלוונטיים שמורים בין המחשב התעשייתי למערכת הבקרה המספרית. ערוך תוכנת ניטור לחץ והקלטה של ​​מערכת. על מנת להקל על השאילתה בדיעבד של נתוני הפרמטרים המתגלגלים של כל חלק, יש להזין את מספר החלק בממשק המחשב התעשייתי לפני עיבוד כל חלק והמערכת יכולה להפעיל את תוכנית העיבוד לעיבוד רק לאחר האישור. לפני עיבוד כל חלק יש צורך בבדיקת לחץ. אם בדיקת הלחץ נכשלת, המחשב התעשייתי ישלח אות אזעקה, ואות האזעקה יישלח ל- CNC כדי לעצור את כלי המכונה כדי להבטיח את קצב המעבר של עיבוד החלקים. בעיבוד כלי המכונה, המחשב התעשייתי ירשום אוטומטית את ערך הלחץ של כל צ'אק ויצייר את העקומה המתאימה בהתאם למרווח הזמן שנקבע ולשמור אותו.

2.3 אפקט יישום לאחר טרנספורמציה

•  - אמינות ההפעלה של כלי הגלגלת גל הארכובה שהשתנה משתפרת, שיעור הכשל בציוד מצטמצם והציוד עומד בעיבוד הרגיל של המוצר.
•  - כדי לענות על הדרישות הטכניות של גלגול גל ארכובה, כאשר גל הארכובה מסתובב, כאשר מיקום הצוואר משתנה, לחץ הגלגול עוקב אחר השינוי במסלול תנועת גל הארכובה ומשתנה, ולחץ גלגול קבוע מסוים נשמר. כפי שמוצג באיור 1, I ו- VI: זווית הלחץ הגבוה היא 60 ° עד 300 °, והזויות האחרות הן בלחץ נמוך; II ו- V: זווית הלחץ הגבוה היא 180 ° עד 60 °, והזויות האחרות הן בלחץ נמוך; III ו- IV: זווית הלחץ הגבוה היא 300 ° עד 180 °, הזויות האחרות הן לחץ נמוך. בעת גלגול, מכיוון שצוואר גל הארכובה אני דוחף את גלגל הגלגול העליון לסטות ממרכז הסיבוב ב -60 ° עד 300 °, הלחץ של הגלגל העליון מתגלגל גבוה ולחץ הגלגל התחתון נמוך. קראנו את זווית הסיבוב של גל הארכובה בזמן אמת באמצעות מערכת הבקרה המספרית. הגלגל המתגלגל של צוואר I במיקום 60 ° עד 300 ° שולח לחץ נמוך, והגלגל התחתון שולח לחץ גבוה. באותו אופן, עבור צוואר II במיקום של 180 ° עד 60 °, הגלגל המתגלגל שולח לחץ נמוך, והגלגל התחתון שולח לחץ גבוה. זה מבטיח שלחץ הגלגול על המעגל החיצוני של הצוואר הוא בעצם זהה לכל הכיוונים, ובכך משפר מאוד את איכות המוצר.
•  - לאחר השדרוג והטרנספורמציה, הבעיות הקיימות של כלי הגלגלת גל הארכובה המיובאת המקורית נפתרו. זה יכול לגלגל גם גל ארכובה וארבעה צילינדרים וגם גל ארכובה שישה צילינדרים במהלך הפעולה.

3. סיכום

לנוכח בעיות הכשל ודרישות השדרוג של מכונת גלגל גל הארכובה המיובאת על ידי המשתמש לאחר מספר שנים של שימוש, על פי תכנית עיצוב השינויים שהוזכרה לעיל, עלות שיפוץ הציוד נחסכת מאוד. מכונת גלגול גל הארכובה ששונה עונה על דרישות התהליך של גלגול גל ארכובה. בעת גלגול פילה גל הארכובה, לחץ הגלגול עוקב אחר שינוי מסלול התנועה של גל הארכובה. כלומר, כאשר מגלגלים את הצוואר, מכיוון שהצוואר אינו במרכז הסיבוב, הגלגול הוא גלגול לחץ משתנה. 

מיקום הסיבוב של הצוואר מזוהה על ידי מערכת הבקרה המספרית, ואז שסתום הלחץ נשלט כדי להשיג לחץ קבוע בכל כיווני הצוואר, ובכך לשפר את דיוק הייצור של גלגל הארכובה (כדי לגרום לעיוות הגלגול של 0.8 מ גל הארכובה הארוך של שישה צילינדרים בכללותו <0.02 מ"מ) והאיכות הכוללת, הפחיתו את קצב הגרוטאות של גלגול גל הארכובה (קצב גרוטאות <0.4%), הבטיחו את יציבות מכונת גלגל הארכובה והפחיתו את שיעור הכשל של הציוד. קשה להבטיח ציוד ביתי כרגע, וזה נועד לתחזוקה עתידית, שדרוג, הרחבה, תקשורת וכו 'מספקים נוחות.

קישור למאמר זה:  עקרון היישום ושינוי תכנית התכנון של מכונת גלגול גל ארכובה

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

חנות CNC PTJ מייצרת חלקים בעלי תכונות מכניות מצוינות, דיוק וחוזר על הדעת ממתכת ופלסטיק. כרסום CNC 5 צירים זמין.עיבוד סגסוגת בטמפרטורה גבוהה טווח כולל עיבוד שבבי איונל,עיבוד שבבי מונל,עיבוד שבבי של אסקולוגיה חנון,קרפיון 49 עיבוד שבבי,עיבוד Hastelloy,עיבוד שבבי Nitronic-60,Hymu 80 עיבוד שבבי,עיבוד שבבי כלי פלדה,מארז מתכת וכו.,. אידיאלי ליישומים בחלל.עיבוד CNC מייצר חלקים בעלי תכונות מכניות מצוינות, דיוק וחוזר על הדעת ממתכת ופלסטיק. 3-ציר & 5-ציר כרסום CNC זמין. אנו אסטרטגיה איתך לספק את השירותים היעילים ביותר שיעזרו לך להגיע ליעד שלך, ברוך הבא לפנות אלינו ( sales@pintejin.com ) ישירות לפרויקט החדש שלך.