第二章碳刷生產(chǎn)用到的主要設(shè)備及簡要工藝

1、第二章碳刷生產(chǎn)用到的主要設(shè)備及簡要工藝2.1 碳刷生產(chǎn)用到的主要設(shè)備它們是:加壓成型機，工業(yè)電爐，旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)加工機等。2.2 碳刷生產(chǎn)的簡要工藝2.2.1 成型將碳粉、銅粉、及一些微量化學(xué)品等，粉末類原材料充分攪拌均勻，裝入加壓成型機的原料筒內(nèi)；開啟加壓成型機后，填沖機構(gòu)會自動將粉末加入模具型腔；加壓成型機的上沖頭向下運動，與定位在模具型腔底部的下沖頭，共同將粉末壓制成一定的尺寸和形狀的、有一定密度和強度的壓坯，也就是碳塊。2.2.2 燒結(jié)將成型好的碳塊均勻地散放到烘盤里，盡量不要相互擠壓；把烘盤推入工業(yè)電爐里，關(guān)爐門；選擇合適地溫度曲線，通過特定的加溫，使它能達到規(guī)定的電學(xué)要求和機械性能。2.

2、2.3 加工將燒結(jié)好的碳塊送到旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)加工機上，按圖紙尺寸進行加工。如：研磨、切削、鉆空,栽植引線、點膠。第三章加壓成型機用的機電一體化產(chǎn)品及其功能分析在加壓成型機中用變頻器來調(diào)控驅(qū)動電機的速度特性，它使驅(qū)動環(huán)節(jié)的性能得到極大的提升；主動側(cè)的驅(qū)動力由組合式空壓離合器的分合狀態(tài)，靈活地耦合了到被動側(cè)；加壓成型機在一個動作周期中、也就是被動側(cè)凸輪軸轉(zhuǎn)動一周中，由角度編碼器與可編程凸輪控制器組合，把凸輪軸的轉(zhuǎn)角信號輸入PLC;由壓力傳感器與壓力比較控制儀組合，把碳塊受壓制的壓力信號狀態(tài)輸入PLC;通過人機介面實現(xiàn)人機對話。3.1變頻器的設(shè)定和相關(guān)安全對策變頻器是由微處理器控制，IGBT驅(qū)動的變頻式電

3、機變速器。它是一種精密的電力電子產(chǎn)品，使用前要充分考慮到相關(guān)安全事項和措施;要對功能參數(shù)進行準(zhǔn)確的理解和設(shè)定。3.1.1 相關(guān)的安全事項和措施方面(1) 變頻器的使用環(huán)境對其功能的發(fā)揮，及其使用壽命會有直接影響。因此必須滿足安裝環(huán)境的要求。心周圍溫度-10oC+40oC,控制盤內(nèi)安裝了多臺變頻器時，要加裝散熱風(fēng)扇。2防止雨水，濕氣和直接日曬。®防止腐蝕性液體或氣體，塵埃及金屬細屑。4防止振動和電磁干擾。(2) 為了保證操控人員的人身安全。在電路中裝配變頻器時，必須正確的接地，一般規(guī)定接地電阻為10歐以下；變頻器投入電源后、或者在電源剛切斷而危險”燈未熄滅前，內(nèi)部電容器仍在放電。不能進

4、行配線，不能觸摸電路。(3) 針對供電系統(tǒng)發(fā)生停電及瞬間停電的情況，變頻器的內(nèi)部參數(shù)也要進行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定，以此來控制電機的停機再起動狀態(tài)。(4) 為保護變頻器防止它被損壞。選用時，電壓等級和容量要符合系統(tǒng)要求；配線時，絕對不能將它的電源輸入端與它的輸出端位置接錯；由于半導(dǎo)體元件容易受高電壓破壞，所以不能對變頻器內(nèi)部組件進行耐壓測試；變頻器控制基板的CMOSIC易受靜電影響及破壞，不要觸摸基板；送電中不能插拔變頻器上的連接器，以避免控制板內(nèi)，因插拔產(chǎn)生的浪涌電壓沖擊造成損環(huán)；盡可能在輸入側(cè)加裝AC電抗器，以抑制突波電流可能對變頻器的損壞。(5) 為保證不受電源干擾，須在輸入側(cè)加裝噪聲濾波器，同時在

5、輸出側(cè)加裝零相雜訊濾波器以降低變頻器對外產(chǎn)生的輻射干擾。3.1.2 變頻器的功能參數(shù)設(shè)定(1) 運轉(zhuǎn)控制的相關(guān)參數(shù)：運轉(zhuǎn)指令方式的輸入：通過操作面板的“RUN按鍵進行操作；把外電路的控制接點信號加到運轉(zhuǎn)輸入端口和相應(yīng)的公共端口；通過RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)中的上位機進行設(shè)定輸入。頻率指令方式的輸入：通過操作面板的數(shù)位鍵進行加減設(shè)定；把外電路的010V電壓信號或420mA電流信號，通過相應(yīng)的頻指令端口輸入；或者接電位器把模擬電壓由相應(yīng)的頻率指令端口輸入。用RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)中的上位機進行設(shè)定輸入。正反運轉(zhuǎn)方式輸入：在變頻器上，通常由正反輸入端子的信號狀態(tài)，來控制電機的運轉(zhuǎn)方向。2個端子的控制信號在

6、重疊期間，變頻器會提供兩種運轉(zhuǎn)控制方式供選擇，這在使用中需要注意。并且變頻器反轉(zhuǎn)指令禁止的參數(shù)也須選定。(2) 起動和停止時段的相關(guān)參數(shù)是系統(tǒng)最需要調(diào)控的。加速時間是頻率由0增加到最大的上升時間。該時間長電機啟動的就慢；時間短啟動的就快。減速時間是頻率由最大減小到0的下降時間。同理。V/F曲線選擇是依據(jù)負載的啟動轉(zhuǎn)矩需要而定。如：風(fēng)力水力機械可選遞減轉(zhuǎn)矩選項；皮帶傳動，減速器傳動可選用一般用途選項；還有高起動轉(zhuǎn)矩供選。還有轉(zhuǎn)矩補償參數(shù)可選定。停止方式參數(shù)中有：自由停止與減速停止的選項。選定減速停止時：需要對直流制動時間、直流制止開始頻率、直流制動準(zhǔn)位的數(shù)值進行設(shè)定。(3) 多功能輸入接點及多功

7、能輸出使用多功能輸入接點時，要通過參數(shù)修改設(shè)定。在控制信號滿足條件時能完成點動、多段速度控制、緊急停止，外部遮斷、復(fù)歸等多種控制功能。當(dāng)然完成有些功能時相應(yīng)參數(shù)也需要設(shè)定。如點動的頻率、各段速度頻率。使用多功能輸出，相當(dāng)于使用狀態(tài)繼電器。變頻器有三種輸出狀態(tài)：、一旦運行中就有動作。G2、頻率到達設(shè)定頻率時動作。O3有故障時動作。外部配電控制電路，利用它的接點信號完成控制動作。(4) 保護相關(guān)的參數(shù)：載波頻率的設(shè)定：IGBT驅(qū)動型變頻器處于高載波狀態(tài)，會產(chǎn)生高頻漏電流，有可能造成外部電子器件受干擾的情況；甚至與電機搭配時會造成振動現(xiàn)象，此時可通過調(diào)整載波頻率來消除這些危害。電子熱保護器用來保護電

8、機。其設(shè)定值為：電機額定電流變頻器額定電流。保護器動作后，變頻器會立刻遮斷；并有提示信息，在復(fù)舊后才可以斷續(xù)運轉(zhuǎn)。當(dāng)供電系統(tǒng)停電時；或者供電系統(tǒng)有較大地負載起動，造成電壓下降至低電壓保護準(zhǔn)位時，變頻器會立刻停止輸出。但恢復(fù)供電后或電壓達到低電壓保護準(zhǔn)位以上時，是否再啟動的問題，涉及到機器生產(chǎn)過程的特性及操作人員的安全等方面，在變頻器中它由功能參數(shù)選項來決定。將它分為幾種情況、由電源瞬停再啟動控制選項中的參數(shù)，來設(shè)定是否可自動再啟動。設(shè)定為瞬停可自動再啟動時：當(dāng)瞬停時間小于2S,變頻器會在復(fù)電0.5S后以速度尋找方式重新起動；當(dāng)瞬停時間超過2秒，但變頻器還沒失去供電電源時變頻器能否用啟動取決于自

9、動再啟動次次數(shù)選項的設(shè)定值。Q、當(dāng)停電時間很久，變頻器已經(jīng)失去供電電源后。再恢復(fù)供電的情況下視為重新開機啟動。如果運轉(zhuǎn)控制選項中設(shè)定的是操作面板“RUN鍵控制時不會自動啟動；如果設(shè)定的是外部接點控制時，由接點狀態(tài)及電源開關(guān)、運轉(zhuǎn)開關(guān)的狀態(tài)決定，與瞬停再啟動控制選項及自動再啟動次數(shù)選項的設(shè)定無關(guān)。所以出于安全考慮，要在停電后將電源開關(guān)、運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)開關(guān)關(guān)斷。避免突然恢復(fù)供電后，機械意外啟動對人身及設(shè)備造成的損害。(5) 故障顯示：變頻器具有很多的異常信息顯示及保護機能。有故障發(fā)生時，異常原因會顯示在操作面板的顯示窗內(nèi)，同時異常輸出端子會動作，變頻器停止輸出。當(dāng)自我診斷出有異常情況時，發(fā)生警告并在顯示窗

10、上閃爍顯示警告內(nèi)容，異常輸出端子不動作，變頻器仍可運轉(zhuǎn)。3.1.3 性能優(yōu)化老式的加壓成型機的驅(qū)動環(huán)節(jié)用的是齒輪箱式變速器，或者是用變速皮帶類無段速調(diào)速機構(gòu)。它們的調(diào)速要通過轉(zhuǎn)動手柄來模糊地完成；需要經(jīng)常性的對機械轉(zhuǎn)動部位，進行潤滑等方面的保養(yǎng)；發(fā)生故障的機會較多；使用中的噪聲大。與其相比變頻器沒有這些缺陷；它對驅(qū)動電機實行數(shù)字化控制，正確設(shè)定后可進行多段速及曲線速度運行；在顯示屏上，運轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)和自診斷結(jié)果，都能直觀地顯示出來。極大的提高了操控人員對機器及周邊件的故障處理效率；用通訊接口可進行網(wǎng)絡(luò)化管理。變頻器因品牌不同，容量不同，各接線端口的標(biāo)記和內(nèi)部的功能參數(shù)代碼的差別很大，使用之前一

11、定要仔細閱讀該產(chǎn)品的說明書。調(diào)試過程要謹慎，盡可能先讓電機不帶負載試運轉(zhuǎn)。3.2 組合式空壓離合器的傳動耦合特點3.2.1 驅(qū)動與傳動的耦合加壓成型機的傳動機構(gòu)由主動側(cè)的皮帶輪、皮帶、飛輪和被動側(cè)的離合器軸、中間軸、凸輪軸，曲軸，滑動上加壓部件等組成。主動側(cè)的驅(qū)動力由組合式空壓離合器的分合狀態(tài)，靈活地耦合了到被動側(cè)。當(dāng)控制氣閥打開時，一定壓力的空氣進入離合器氣室，離合器“合”狀態(tài)，驅(qū)動力經(jīng)離合器傳動到被動側(cè)的傳動機構(gòu)上，滑動上加壓部件進行上下往復(fù)運動。安裝在固定位置上的下沖頭與安裝在上加壓部件底端的上沖頭，在模具型腔中完成對碳素混合粉末的壓制動作。3.2.2 空壓離合器的特性可通過空氣壓力的調(diào)

12、整，在很大范圍內(nèi)改變轉(zhuǎn)矩。適當(dāng)?shù)恼{(diào)整能使加壓成型機的傳動機構(gòu)，在機器啟動時具有較好的柔和特性，能消除啟動機器時的沖擊。在制動停止時，能有準(zhǔn)確平穩(wěn)的制止效果。散熱面大，散熱效果好，磨擦板厚，磨損很小。時間的延滯非常小，在0.01以下。適合高轉(zhuǎn)矩，高負荷，高頻度的傳動場合。加壓成型機在一個動作周期中，可根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要進行動作的暫停延時設(shè)定。在生產(chǎn)充填量很大的碳塊時，通過在預(yù)壓位置點上使用加壓暫停功能(即空壓離合器迅速分斷、機械動作暫停)，能把型腔中的空氣完全的擠排出去，碳塊表面出現(xiàn)氣包的不良現(xiàn)象就可以消除了。生產(chǎn)中能把主機速度提高，來彌補暫停時間對生產(chǎn)進度的影響。充填暫停，加壓暫停等的設(shè)定，廣

13、泛擴展了斷續(xù)性動作進行的方式。3.2.3 性能優(yōu)化加壓成型機上如果使用電磁類片式離合器，傳動機構(gòu)的適應(yīng)能力和啟停平穩(wěn)性；電氣裝配的方便程度；元件模塊化結(jié)構(gòu)都不如組合式空壓離合器。3.3 角度編碼器與可編程凸輪控制器組合的使用加壓成型機在一個動作周期中，也就是凸輪軸轉(zhuǎn)動一周中，除了上加壓部件往復(fù)上下運動外，還有送料裝置向模具型腔進行粉末充填的動作；有下模架上升防止粉末飛濺的動作；有可動芯棒向上浮動，上沖氣墊等動作；這些動作之間一定不能產(chǎn)生機械的撞擦干涉。同時，壓力值的復(fù)位，計數(shù)器的累加，機器周期停位等動作還要完成。這就要求有能識別角度，有能進行角度區(qū)間的設(shè)定的機電一體化元件。這里用了角度編碼器與

14、可編程凸輪控制器組合。角度編碼器的形體比早期產(chǎn)品減小了，識別準(zhǔn)確性更高了。用模塊化的可編程凸輪控制器替代了早期的角度控制儀，形體小了，能直接作為可編程控器的輸入擴展單元使用。3.4 壓力傳感器與壓力比較控制儀組合的使用加壓成型機開機前，根據(jù)生產(chǎn)工藝的規(guī)定,在壓力比較儀上設(shè)定上上限、上限、下下限、下限的標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)上加壓部件上的上沖頭開始對型腔中的粉末進行壓制時，裝在上加壓部件內(nèi)部的油壓式或干式壓力傳感器的信號值，就開始被壓力比較儀記憶。通常在該壓制過程結(jié)束后，壓力比較儀將記憶的最大值與各檔設(shè)定值進行比較。壓力最大值在上限和下限之間的產(chǎn)品為良品，周期運轉(zhuǎn)繼續(xù)進行；如果超過上上限或下下限則為不良品，

15、比較儀輸出的信號將使機器立刻停止運行，以備檢修；如果在上限以上的一段區(qū)間或下限以下的一段區(qū)間時，周期運轉(zhuǎn)仍然繼續(xù)進行。并同時啟動自動補正電機，對上下加壓部件的間隙進行調(diào)整。調(diào)整是以最大壓力值與中心值的偏差大小為依據(jù)。由機器控制系統(tǒng)產(chǎn)生定方向，定數(shù)量的脈沖去驅(qū)動步進電機，帶動調(diào)節(jié)裝置進行調(diào)整的。當(dāng)然也可以用手動調(diào)整間隙距離。3.5 人機介面的作用加壓成型機中采用了高科技中文觸摸屏控制的人機介面。以前機器的許多選擇開關(guān)都改成了屏幕軟按鍵，使電氣操作更方便；機器的各種動作故障及功能說明都能直觀顯示，使現(xiàn)場操作人員能更加高效的掌握生產(chǎn)進度，確保機臺正常運轉(zhuǎn)；通過智能化的人機介面來對系統(tǒng)參數(shù)，控制系數(shù)等進行設(shè)定和修改。如：各種動作功能的開啟和關(guān)閉,自動潤滑油的周期次數(shù)、生產(chǎn)數(shù)、良品數(shù)不良品數(shù)統(tǒng)計等；有通訊接口可進行網(wǎng)絡(luò)化管理。3.6 綜合性能優(yōu)化上述的人機介面、變頻器等產(chǎn)品都已經(jīng)是典型的機