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数控车床常见问题范文1
[关键词]数控车床 稳定性 加工质量 加工工艺
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0055-01
1 前言
数控车床操作简便、加工精度高，能够按照给定的程序指令加工产品，自动化程度非常高。但是在实际工作中，车床很容易出现加工尺寸精度不稳定的现象，由此造成车间废品率增加、工作效率不高、产品生产周期延长等影响，而稳定性是衡量数控车床加工质量的重要指标，其对车间加工及其重要。对此，笔者在文中对实际生产中数控车床加工不稳定案例分析，并对如何提高车床稳定性措施进行探究。
2 工业数控车床加工尺寸不稳定情况概述
2.1 加工尺寸不准确，时大时小
笔者认为加工尺寸不一致时应从以下几种因素分析：（1）联轴器打滑情况：检查联轴器是否打滑，如有打滑，适当调整为未打滑状态；（2）观看刀架是否完全固定，如没有完全固定，用六角扳手旋转使其完全固定；（3）刀架重复定位精度是否准确，如果不准确应予以清洗；（4）查看伺服电机马盘线是否存在故障，如果存在故障，则用新的马盘线更换；（5）检查电机线及其接头、系统到驱动器的控制线是否存在接触不良的现象，其具体检查方法为：一边运行一边拽动电机线，查看是否有不稳定现象；（6）仔细观察丝杆推销和丝杆是否存在磨损现象，可用百分表来检复定位精度是否在正常范围内；（7）检查丝杆两端轴承是否灵活，可均匀摇动丝杆仔细感觉是否有跳动现象；（8）观察数控车床附近是否存在大功率高频设备，因为这些设备会造成干扰，如果存在则可停止大功率设备再进行加工实验。如果经过上述检查方法发现只要是换刀就会出现此现象，那么则需要重新清洗刀架后再加工，尺寸即可在正常范围内。
2.2 在程序加工中回参考点坐标容易产生误差
数控车床加工出现误差的另一个原因是在程序加工中，回参考点坐标容易产生的误差，究其原因为其与编程原点不在同一点，误差也不尽相同，通常范围为 10 至 30MM。人员通过检查已加工完的零件，一般能够找到偏差的原因：（1）回零开关安装距离太远；（2）回零开关自身存在的故障；（3）回零线路接触不良；（4）伺服电机编码器存在故障；（5）系统回零信号参数没有设置正确等。
2.3 加工螺纹尺寸不易稳定
数控车床在加工螺纹外径时，有时笔者会发现外径尺寸大小不一致，但是并没有乱牙的现象，这时车床主轴转速为 600转 / 分钟、最大进给切削量为 0.6MM、螺距为 4MM，加工尺寸误差小于 20 丝，且螺距无误。究其原因，偏差原因如下：（1）编码器的转速不稳定；（2）编码器线路存在接触不良的现象；（3）联轴器和丝杆间隙过大；（4）反向间隙参数补偿偏多；（5）刀架重复定位精度不稳定；（6）丝杆端部轴承存在串动现象等。
2.4 Z轴加工失步
数控车床加工的过程中很容易出现 Z 轴加工失步的情况，例如在铜件接头的加工过程中，主轴转速为 1600 转 / 分钟、最大进给切削量为 4MM、进给速度为 400MM，尺寸误差小于20MM，则常出现丢布现象。笔者在实际操作发现这种状况只有车床在加工零件时才会发生，因此推断与设备受力有关，那么则应该关注如下因素并解决：（1）步进电机与步进功率不匹配；（2）过载运行；（3）传动松动；（4）步进电机线路接触不良；（5）系统与驱动间的控制线路有接触不良的现象等。
3 工业数控车床加工稳定性关键技术
3.1 合理选用适当的车床
日常生产加工中，车间对数控车床的合理选择是很重要的。对每一台车床都要选择它能够胜任的加工任务，这样才能做到物尽其才的功用，避免了选择其不能够胜任的加工任务，最终对车床造成不能挽回的伤害，也从而避免了对人力资源的浪费。另外，工作人员要对车床定期进行检测与维护，以提高对零件的加工精度（即加工质量）。一般情况下，车间要使用精度不高的车床进行粗加工，精度高的车床用来进行精加工，从而减少不必要的损失。
3.2 车床刀柄的选择应用过程
车间数控车床较普遍使用的刀柄与机床接口分为BT和HSK 两种，BT刀柄常用于低速加工场合，而HSK刀柄常用于高转速场合，通常可达到15000 转/分钟。车床设备中，刀柄与刀具的连接方式也很重要，而且刀具和刀柄的总重量越小，切削效果越好。
3.3 数控车床编程过程
数控车床是高度自动化的系统，与人工作业有所不同，程序代码是它唯一识别的语言，要想让车床按照人工的设计方案加工，必须要先编写好相应的程度代码，然后输入到车床中。好的程序能够缩短车床加工时间，大大地提高了加工效率，加工质量也会相应地提高，所以工作人员在掌握加工流程相关知识时，还应该提高自身编写程序的能力，不断将编好的程序运行，然后发现问题再修改程序，在实践中不断训练，才能够编写出提高加工效率的程序。
4 刀具的准确选择与使用过程
刀具在切削中会受到极其剧烈的摩擦作用，也易受到高温、高压的影响，所以车床对刀具要求具有耐磨性、抗高温、高硬度以及足够的韧性等特点。通常在国内外车床中应用广泛的刀具材料是高速钢、硬质合金钢、陶瓷材料以及超硬材料，其中高速钢和硬质合金钢是常用材料，然而硬质合金在车刀生产中应用普遍。
5 走刀路线的选择
生产车间在确保加工质量的条件下，使用走刀路线最短的加工程序，不仅能够缩短加工时间，提高操作效率，而且能够避免对机床造成过多的性能损耗和配合间的磨损，所以要尽可能地在实际生产中选择走刀路线最短的加工路径，以提高自身生产效率。
6 结语
数控车床是一种高度自动化的加工设备，综合应用到伺服驱动、传感器、精密测量、自动化等专业领域，而电子工业、航空工业加工中也有广泛的应用。日常生产中，影响数控车床加工稳定性因素有很多，进而产生加工误差，影响加工精度。对此，我们需要仔细分析误差原因，找出问题，解决问题，并且找到科学、合理的提高其稳定性的方法，这对于提高整个企业生产效率和经济效益都是十分重要的。
参考文献
数控车床常见问题范文2
【关键词】脆性金属材料；数控车削；问题
一、探索脆性金属材料数控车削技术的必要性
如今数控机床使用广泛，而金属切削刀具也在不断发展，在机械加工中所运用的生产方式也开始由以前的集中式生产转变为精细生产，在数控加工中运用脆性金属材料做生产原材料也越来越广泛。脆性金属材料与其他材料相比具有的优点较多，如流动性强，可塑性高、硬度较低等等，具备良好的切削加工性能。但是真正在操作中却很容易出现各种问题，如：切屑崩碎，造成使用冷却液堵塞泵喷灌；由于不便于使用冷却液，容易导致机床形成热变形，影响精准度；刀具使用时极易磨损；高速切削，产生大量细小漂浮颗粒物，影响机械设备和操作者身体健康等。所以探索脆性金属材料数控车削技术具有重大的意义。
二、非脆性金属材料数控车削技术中常见的几种问题
以制造一件拉伸工具为例，要求拉伸的尺寸、形状精准度、表面光滑度都非常高。例如要求铸造一件拉伸工具，而该拉伸工具由于是细长类，在铸造的时候如果是选用砂铸，就容易出现砂眼、弯曲、白口等缺陷，为数控车削带来一定的困难。
这件拉伸工具在具体制造时，出现的问题大概可以用以下几点概括：该工具刚性非常差，在制造的时候，刀尖车到有砂眼和气孔的位置时，容易使工具折断也损坏刀具；毛坯尺寸一旦改变，修改制作程序会非常麻烦而且不妥善；毛坯出现外硬内软的状况，在实施精细操作时，为制作带来麻烦；由于毛坯表面粗糙，导致装夹不牢或者是切削力增加等。
三、脆性金属材料数控车削技术
数控车床增加脆性金属材料主要是依据毛坯状态、添加工件表面质量、加工中常见问题、安全可靠性等进行合理实施，使用数控车削技术主要包括加工工艺、工件装夹方式、加工方案、切削用量、编程技巧等。根据制作内容合理研究脆性金属材料数控车削技术。
（一）加工工艺
在具体加工中应注意一定的加工工艺，遵循既定的原则进行加工。加工工艺的原则主要包括以下几个方面：基准先行、精加工和粗加工分开、一次性装夹。
基准先行主要是指脆性材料在毛坯铸造状态，选择定位基准相当重要，在进行粗基准加工时，应该选择与加工表面互相位置要求较高的不加工表面作为基准，充分考虑装夹时间迅速的可行性，若是进行精基准加工，要确保工件的精准度，然后再考虑装夹的时间和可靠性。要求精加工和粗加工主要是考虑精加工和粗加工工艺标准不同，如精加工需要确定精准度，而粗加工则会因为夹紧力、切削热、内应力而导致工件出现变形或是松动等问题。对铸造毛坯或加工余量较大的工件，以粗加工和精加工分开为主，不仅可以及时发现毛坯内部的问题也能够及时解决问题，减少变形。精加工时要充分考虑粗加工时产生的热变形对尺寸的影响，在具体加工时，可以依据热胀冷缩的数值，对尺寸进行适当扩大。同时建立相应的数据库，精准数据尺寸。
有些单件小批量生产，对于有具置要求精准度的地方应一次性装夹，以免多次装夹影响工件精准度。
（二）工件装夹方式
在数控车床上使用脆性金属材料铸造毛坯时，要注意选择正确的装夹方式确保工件加工质量和安全，有些工件表面相对粗糙、体型大、粗加工剩余量大，在装夹时要使用四爪卡盘装夹，同时安装轴向定位装置，避免轴向在铸造完成后出现移位或者是松动的现象。脆性材料的硬度相对要低，在装夹的时候，最好选用软爪或者是开口夹套，避免在装夹中出现夹痕。对于轴类、套类工件，避免表面加工中出现找正时间或者是重复安装，可以选择使用芯轴、轴向定位、专用夹具等进行装夹。对于需要进行多次装夹或者是加工工序较多的轴类工具，在装夹时可以选择双顶装夹，在装夹时需注意的是对中心孔的长度尺寸要按照标准进行严格控制，防止在数控加工时出现轴向尺寸超差，更甚者出现撞刀等事故。
（三）加工方案
在确定加工方案时，需充分考虑脆性金属材料所造工件的具体结构、尺寸、行位精度、表面粗糙度、加工数量等，除此之外还需结合加工条件，考虑工件质量、成本和效率。下文以前文中列举的拉伸工具为例说明加工工序：
1、最初采用粗车，然后使用半精车，而后磨削，尽管车削难度有一定降低，但是在工具两端需要钻中心孔确定轴度。
2、工序分散、装夹两次。第一次装夹主要是完成粗车以及半精车，第二次装夹主要是要完成精车拉伸。在铸造中控制机床使用时间能够有效减少精车使用中产生的切屑，使用合适的切屑液，也能够保证拉伸部位的加工质量。
3、将工序集中，完成一次性装夹。在进行由粗车到半精车最后到精车的制作工序中能够有效减少机床的使用次数，从而提高加工的效率。但是切削热能够改变工具制造形状，对刀具的各种尺寸和精准度都有一定影响，造成工具精车加工质量不够稳定。
（四）选择合适切削用量
脆性材料与普通材料相比切削速度应适当降低，在粗加工工件刚性好的时候，应该要选择切削速度较低的刀进行切削，这种切削刀背吃刀量和进给量都相对较大。但是对于工件刚性差的材料，应该要选择工件变形较少，背吃刀量和进给量偏小的速度，保证效率和速度。
（五）应用编程技巧
在数控车床中常遇见一些较难的技术问题，这时候可以选择利用数控车床编程技巧。在铸造中，对于一些毛坯余量变化小的工件，在走刀时可以选择按照工件轮廓进行连续走刀，有效保障走刀时间。但是对于有些毛坯工件类似的铸造，可以选择使用一定的编程指令，从而减少铸造过程中的走刀路线和编程内容。例如使用G73仿形循环指令编程，在加工工序中可以使用“/”来表示跳步，这主要是解决铸造毛坯尺寸不一样的问题；使用“MOO”能够表示暂停，对铸造进行尺寸检查，调整夹紧力等等，也可以使程序暂停然后进行冷却，从而保障工件加工的质量。
（六）安装吸尘装置
前文有说到，在精加工中产生的切屑会对设备和人体造成威胁，尽管在数控车床中安置有半封闭或者是全封闭的防护罩，但是这些防护罩并不能从根本上解决问题，在实施批量高速脆金属加工中，切屑依然会到处飘，这些随处漂浮的切屑对绝缘设备和操作者身体健康的影响都非常大。安装吸尘装置主要是对准切屑口，不仅可以吸走细小碎屑和灰尘，还能够吸走切削中产生的大量热量，有效减少切屑对设备和人体的伤害，并保障各种设备的使用性能和使用寿命。
（七）引进先进切削技术
先进的切削技术能够有效提高工作效率，也可以保障铸造工件的质量，如果铸造工件允许，可以在车削脆性金属材料时优先使用高速切削技术以及干切削技术，在结合两者技术特点的条件下，能够大大提高铸造加工效率以及加工精度，满足当今社会绿色生产的要求，保持生产的经济性和生态性。
结束语
在实际铸造过程中，应根据脆性金属材料铸造工件的具体特性来选定加工工序以及加工设备，在加工中注意选用合适的设备以免造成对工件精准度和安全性的影响。同时在使用数控车削技术时，也要注重对新技术的引进，提高加工质量，减少数控车削技术中可能对操作者造成的健康伤害。
参考文献
[1]张立君，张树军.细长轴零件的数控车削技术[J].金属加工（冷加工），2013（11）.
数控车床常见问题范文3
要培养学生具备良好的职业道德和职业素质，具有熟练的职业技能、具备持续发展的能力、具有扎实的、系统的专业知识去解决实际问题的综合能力，传统的教学方式将无法达到此目标，必须进行一体化教学，必须具备相应的实践技能教学条件，同时需要教师思维跟进、教学法改革。一体化教学就是知识、理论、实践一体化；教、学、做一体化；时间、地点、内容、教师的一体化。常见问题：分离的安排。单元教学中，先讲后用。整体教学中，先集中理论，最后综合实践。大型实践课中没有知识、理论的配合。这些都是常见的非一体化安排，教师的观点应更新换代。为此，我们将教室搬到实训场所，先将学习内容项目化，学习以任务式，作业以产品式提交。理论知识与实际技能操作、发现问题与研究解决问题的方案都结合在一起，以项目化的教学方式完成。把课程需要掌握的内容从“老师讲过”、“老师讲得好”、“老师完成了教学进度”为基本要求，变成以学生有兴趣、学生有能力去“操作”好。学生学习知识不是老师“教”会的，而是学生“学”会的；能力不是老师“讲”会的，而是学生“练”会的。实践教学基地提供了这样必要的一体化教学条件。
2实践教学基地建成“校中厂”模式，提升学生专业技能和职业体验
依托广西机械工业优势，引进产品、引进管理、引进企业文化，积极参与企业的零件外协加工，建设生产性、经营性实训基地，以产促学。安排一年级学生进行金属工艺实习，安排二年级学生进行综合制造生产实习，安排毕业班的学生结合企业产品做为毕业设计课题。每天两班轮班，每班6小时，学生全面参与生产过程，其生产过程与企业生产工艺完全相同，模拟工厂模式管理，培植学生的职业观念，即实践教学基地建成“校中厂”模式。基地邀请行业、企业的专家来校兼课和讲座、参与修编新的教学大纲和教学计划。强化实践教学环节，以技能点为核心，重新规划课程，以项目为主线，整合课程。以项目教学、任务驱动、案例分析为主要手段，切实提高学生的实践操作能力，同时，聘用企业技术人员和能工巧匠担任学生的实习、实践的指导工作。目前，实训基地在校企合作方面，正在向生产型实训基地转型，承接了斯科特机械公司、南宁机械厂等企业外协件的加工。体现了“师傅就是教师”，“产品才是作业”，让学生参与企业的零件制造。校内基地建立了真实的生产环境，使学生能感受到企业生产的氛围，再把学生送到企业顶岗实习，在实习中巩固专业技能，初步形成了“校中厂”，同时体会“厂中校”职业感受。教学的同时，我们注重与企业技术交流。如为广西建工集团公司、广西糖业等企业开办技术培训班，进行职业技能培训和考证。
3实践教学基地拓展为综合素质培养的摇篮
3.1基地成立了专业建设委员会从南宁发电设备总厂、广州数控公司等企业聘请高级工程师，参与建设和开发。开发了《数控加工技术》、《数控维修技术》两门课程为项目过程教学一体化课程，以项目任务驱动教学，《数控加工技术》被确立为院级精品课程，获自治区教改立项；《数控维修技术》获院级课程和重点课程。
3.2校企合作组建冠名班与桂林福达公司和玉柴公司签订“订单式”培养合作协议书，组建了桂林“福达班”和“玉柴班”，近两年向这两家企业输送人才153人；与广州数控公司、深圳职业技术学院等单位签订培训合作协议，近两年进行培训就业一体化的学生共计73人。
3.3基地积极参与各级技能竞赛2010年南宁市职工数控技能大赛，南宁总工会委托我院在数控实训基地集训训3名选手，积极参加区内外数控大赛，有多人次教师竞赛获名次，多批次学生获奖，大大提升了学生专业技能。其中钟海强参加数控车工竞赛获个人第二名、参赛教师度国旭获铣床组第三名，刘唐荣获高职组第三名；2011年为广西建工集团培训员工参加广西第四届柳工杯数控大赛；实践教师多次参与数控大赛命题、评委工作，目前争取我院能作为南宁市数控大赛和广西数控大赛赛区之一。
3.4基地资源共享、积极参与企业生产服务近年来，承接了南宁斯科特有限公司、南宁机械厂、广西马土特机械有限公司多批外协件加工，共计近5万多件。主要由操作技能优良的学生进行加工，企业派师傅进行指导和验收。学生在学习期间就能参与企业的生产，为以后参加工作积累了一定经验，同时也帮厂家解决了一定生产能力不足的问题，专任老师也参与其中，对一些具体的生产工艺问题进行了解决。
3.5职业资格鉴定提升学生职业竞争能力近两年，鉴定数控铣床中级操作证、数控车床中级操作证、数控机床装调维修证257人次，数控教学团队教师参与数控机床装调维修证国家试题库编写，近年来培养的学生能快速适应企业工作岗位，很多都成为了了企业技术骨干，学生职业竞争能力大大增强。
3.6国际合作与交流学院外教处积极支持基地开展对外交流与合作。在基地人员出国访问、合作研究、聘请专家、引进人才、专项资助等方面给予基地特殊支持，以扩大基地的开放性和社会影响。数控梁教师到美国半岛大学交流学习一个学期，计划与美国半岛大学、新加坡理工学院、越南理工学院合作办学，互相派学生交流学习一、二学期。
3.7进行产品的开发和科学研究充分利用新配置设备，如西班牙进口的三坐标测量仪、五轴数控加工中心和数控铣床等，进行产品逆向设计、模具设计，给教师提供了科研的基础条件，同时，学生到科研团队中参与科研，培植学生的科研意识，培养学生敢闯、敢冒险、敢于怀疑和批判的创新精神。
4结束语
数控车床常见问题范文4
【关键词】隔离开关 普通型
改进型
完善化改进型 精细化
0 引言
在电力系统的输变电设备中,隔离开关是需用量最多的一种,通常是高压断路器的2-4倍,所以在电力系统中占有重要的地位。在变电站设备的布置、接线方式、占地面积和基建投资等,很大程度上决定于隔离开关的尺寸和结构形式。户外隔离开关的结构虽然比断路器简单,但它的运行条件比较恶劣,是完全暴露在大气环境中工作、受环境气候条件影响最直接和最严重的一种设备。因此,它的运行情况对电网的安全性有着重要的影响。隔离开关运行情况基本上由产品自身的质量好坏决定,而隔离开关制造商则对隔离开关的质量负有主要的责任。
山东泰开隔离开关有限公司是国内少数专业(主业)生产高压隔离开关的制造企业之一,也是目前国内规模最大、品种规格最全的高压隔离开关专业生产基地之一。
1 泰开隔离开关概述
泰开电气集团有限公司(原泰安高压开关厂、鲁能泰山开关集团、山东泰开电气有限公司)自1986年起就开始生产高压隔离开关,至今已有25年历史,属于国内最早生产40.5～126kV电压等级隔离开关的企业之一,126kV以下电压等级隔离开关的产量近几年一直处于国内领先的位置。
自2004年成立全资子公司山东泰开隔离开关有限公司后,其252kV及以上电压等级隔离开关也得到了迅猛发展,在近两年国家电网公司集中规模招标中,其252kV电压等级隔离开关每年中标额一直排在前三位。另外,363kV和550kV电压等级的隔离开关也均已在近两年完成全部型式试验,并在多个变电站投入运行,积累了丰富的运行经验。
目前,由该公司研发的800kV、1100kV隔离开关和接地开关也已完成样机调试工作,正在西安高压电器研究所进行各项型式试验,并准备明年挂网试运行。
自1986年至今,泰开的隔离开关已经发展到了第四代,产品结构和技术性能也已达到了当前国际国内的先进水平,其销量和市场影响力也达到了国内同行业前列。产品遍布全国30余省、直辖市、自治区,并出口到美洲、非洲、独联体、东南亚等国家和地区。山东泰开隔离开关有限公司也成为目前国内规模最大、品种规格最全的高压隔离开关专业生产基地之一。
2 泰开第一代普通型隔离开关
泰开于1986年开始生产的第一代隔离开关是GW4系列和GW5系列普通型双柱水平旋转式隔离开关。
第一代隔离开关电压等级:40.5～1 26kV;电流630～1250A。其主要结构特点:主导电部分采用铜导电管、条式触指、块状触头、内拉弹簧产生接触压力、铸黄铜一体式接线座和接线端子、导电管和接线座通过铜滚珠而导流。GW4系列普通型采用单槽钢底座和铸铁轴承座,GW5系列普通型采用铸铁底座(俗称:王八座)和铸铁轴承座。操作机构:电动式均采用CJ6型电动式机构,手动式采用CSll和CSl4型人力机构。
第一代隔离开关的优点:操作力较轻,接线端子可以180°转动。不足之处是断口及对地绝缘距离小、接线端子静拉力小、动热稳定参数小,不满足GB1985-84标准相关要求。主导电部分大量采用铜制零部件,成本较高。主导电转动环节采用铜滚珠导流,易出现发热现象。另外,钢制零部件表面处理采用电镀锌,防锈蚀能力较差。
3 泰开第二代改进型隔离开关
泰开自1993年开始,研发并生产第二代GW4II系列双柱水平旋转式和GW5II系列双柱V型旋转式改进型隔离开关,并于1999年研发成功了GW22A-252单柱单臂垂直伸缩式、GW23A-252双柱单臂水平伸缩式、GW7A-252三柱水平旋转式、JW7-252共四种型号252kV电压等级隔离开关和接地开关并投入运行。
第二代改进型隔离开关,主要是为了满足GB1985-84对绝缘参数和动热稳定参数提升的新要求,第二代GW4II系列和GW5II系列改进型隔离开关电压等级是:40.5～126kV;电流等级是:630～2000A。其主要结构特点:主导电部分为铜导电管、条式触指、块状触头、内拉弹簧产生接触压力、铝接线座、铜接线端子、接线端子与接线座间通过铜软连接而导流。GW4II系列改进型采用双槽钢焊接式底座,操作机构:电动式采用CJ2型电动机构,手动式采用CSl7型人力机构。
GW4II系列和GW5II系列改进型隔离开关与第一代GW4系列和GW5系列普通型隔离开关相比,绝缘电气参数、动热稳定参数、接线端子静拉力均有较大的提高。接线端子与接线座间通过铜软连接而导流,减少了一个潜在的发热点。
不足之处是为满足动热稳定参数的要求,触指、触头接触压力加大,所需操作力相应加大,手动操作较费力。钢制零部件表面处理仍采用电镀锌,防锈蚀能力没有提高。
新推出的252kV电压等级隔离开关和接地开关,额定电流为3150A。其主要结构特点:主导电部分和接地部分均采用铝导电管,操作机构电动式采用CJ6-I型电动机构、手动式采用CS9型人力机构。不足之处是GW22A/23A主导电转动环节仍采用铜滚珠接触导流,GW7A触指与触座采用点接触导流,仍存在发热的可能。钢制零部件表面处理采用电镀锌,还是存在锈蚀问题。
第一代和第二代隔离开关当时主要在山东省境内销售,并且40.5kV、126kV电压等级隔离开关当时在山东省境内有较高的占有率。
4 泰开第三代完善化改进型隔离开关
泰开集团为进一步发展隔离开关,于2004年年初在原隔离开关事业部的基础上成立了全资子公司――山东泰开隔离开关有限公司,专门进行隔离开关和接地开关的设计、研发、生产、销售工作,使泰开隔离开关的发展进入了一个高速扩张期。
山东泰开隔离开关有限公司为满足国家电网公司提出的隔离开关完善化要求,于2003--2005年开始研发并推出了第三代完善化改进型隔离开关:GW4III系列、GW5III系列、GW22A/23AH系列、GW7AII系列、GWl3I系列、GWSI系列、JW7II系列,并于2006-2007年研发成功了GW22A-550、GW23A-550、JW7―550共3种型号的550kV隔离开关和接地开关。
第三代完善化改进型隔离开关一方面进一步增加了品种规格,另一方面专门针对隔离开关运行中常出现的导电回路发热、瓷瓶断裂、传动卡滞变形、锈蚀等四大常见问题进行了创新性设计,并得到了国家电网公司和 国内大多数省局电网公司的认可。泰开隔离开关由原先的大部分产品在山东省销售,开始迅速走向全国各省市和国外市场,并在国家电网公司2006年下半年开始进行的252kVNt以上电气设备集中规模招标中,当年既成功中标多批252kV隔离开关,成为国家电网公司集中规模招标合格供应商。
4.1 第三代完善化改进型隔离开关主要型号规格
GW4III系列完善化改进型隔离开关电压等级:40.5～252kV;电流等级:630～3150A。GW5III系列完善化改进型隔离开关电压等级:40.5～145kV;电流等级:630～3150A。GW22A/23AII系列电压等级:126～550kV~电流等级:2000～3150A。GW7AII系列电压等级:126-252kV,电流等级:1250～3150A。
4.2 第三代完善化改进型隔离开关共有的主要特点
(1)主导电部分大量采用铝制零部件,成本有较大幅度的降低。铝制零部件外表面处理采用硬质阳极氧化,导电接触面镀锡处理,表面防腐防锈能力大幅提高。
(2)触头、触指等铜制零部件表面镀硬银,镀层厚度要求20μm以上,镀层硬度要求HV120以上,有效解决了镀银层防氧化和变色问题。
(3)所有传动轴销采用不锈钢材质,转动环节采用无油轴承和绝缘无油轴承替代黄铜轴套,传动关节采用关节轴承,可有效的避免转轴锈死,确保产品长期转动灵活轻便。
(4)所有钢制零部件均采用不锈钢材质或采用渗锌+喷漆(有轴孔配合要求的关键零部件)、热喷锌+喷漆(铸铁件)、热镀锌(无配合要求的零部件)表面处理工艺,彻底解决了钢制零部件表面锈蚀问题。
(5)外露绝缘材料均采用硅橡胶、聚甲醛、聚四氟乙烯等抗老化性能优异的新材料,以保证绝缘件长期使用不老化。
(6)采用宽温脂(-60～+150C),确保产品能在环境温度为50N+50℃长期运行。公司产品已在内蒙、海南等省、区经过长时间的高低温考验,并出口到哈萨克斯坦、吉尔吉斯坦等高寒冷地区和非洲刚果、南非等热带地区。
(7)所有产品所用的瓷瓶均采用国内知名厂家、高强瓷配方,为确保绝缘子的供货质量,提高产品的运行可靠性,在国家标准的基础上加严了尺寸公差和形位公差,把额定抗弯水平和抗扭水平提高到规定值的1.2倍进行验收。要求瓷瓶烧结处漏沙并采用防水结构,满足机械负荷2.5倍以上的安全系数。严格按照国电公司
“关于高压隔离开关定货的有关规定”进行瓷瓶进厂验收试验,并对瓷瓶供货厂家进行严格考核。另外,为满足用户免清洁维护的要求,可根据用户要求将耐冲击、高抗弯、强度高的硅橡胶绝缘子应用到40.5～126kV电压等级的产品中。
(8)主地刀机构与本体连接的垂直连杆由现场焊接改为夹板与抱箍的连接方式,主地刀三极间连接的水平连杆采用U型螺栓(夹板)与抱箍的连接方式,均可实现无级调节,取消现场施焊和配钻,方便用户现场安装、调试、拆卸及维护,又可避免因焊接所引起的锈蚀。
(9)操动机构均采用不锈钢箱体和高压铸铝支座,密封性好,防腐防锈蚀能力强。电器元件采用进口、合资和国内著名厂家的产品,确保优质可靠。4.3 GW4III GW5III、GW7AIl系列完善化改进型隔离开关与GW4II、GW5II,GW7A系列相比,还具有以下独特的优点
(1)采用U型折弯触指以替代条状触指,触指、触指座的接触与触指、触头的接触方式相同,均为带触指压力的线状接触。可有效避免原条状触指时,触指、触指座间存在的夹尘、夹沙现象,有效的减少了一个潜在的发热点。
(2)每片触指与触头的接触由条状触指的单条线接触,变为U型折弯触指的两条线接触,触指与触头接触更可靠。
(3)仍采用内拉式弹簧产生接触压力,但弹簧与触指间采用热缩管绝缘,可有效的防止触指弹簧因长期通流发热而出现失效情况。
(4)导电管由铜管改为铝圆导电管,在保证通流能力不变的情况下,产品成本有较大幅度的下降。
(5)采用全密封轴承座,确保产品不因轴承生锈卡滞而无法动作。
4.4 GW41lI、GW51II、GW7AII系列完善化改进型隔离开关存在的不足之处
(1)U型触指要求的加工精度较高,如加工不好,容易出现U型触指与触头单边接触的现象。
(2)U型触指与触头装配不正时,易出现触指刮伤触头的情况,对装配精度要求较高。
(3)弹簧与触指间绝缘所采用的热缩管安装时如出现刮伤现象,易导致触指弹簧通流,必须小心装配,并认真排查。
4.5 GW22A/23All系列完善化改进型隔离开关与GW22A/23A系列相比,还具有以下独特的优点
(1)主闸刀转动环节由铜滚珠滑动接触改为软连接固定接触,减少了潜在的因密封不严导致接触不良,而产生发热的可能。
(2)考虑到长期运行后,产品主闸刀肘节处齿条支持轴磨损严重,将支持轴与齿轮箱间的复合轴套改为带密封盖并涂满宽温脂(一60～+150℃)的滚针轴承。使传动平稳,减小了操作力。
(3)对主闸刀重力矩和平衡弹簧进行重新演算和匹配,改进后,手动操作轻便,常规操作力矩为30N・m左右,最大不超过60N・m。
4.6 GW22A/23AIl系列完善化改进型隔离开关存在的不足之处
(1)动触指钳夹装置位于动触头座内部,因触指地形状与钳夹动作关系不易密封,如密封不好,有进水的可能。在严寒地区,如动触头座进水后迅速结冰,可能导致动触头无法动作。因此在产品装配时必须严格按装配工艺进行密封,不能疏漏。
(2)主闸刀动触头座、连轴叉、齿轮箱、转动座等铸铝件与上下导电管间采用轴孔连接,铸铝件把紧处须产生弹性变形,有装配时断裂的隐患。并且装配时需要进行配钻定位,产生的铝屑不易清除。
5 泰开第四代精细化隔离开关
2007年开始,泰开集团对山东泰开隔离开关有限公司投入了更多的资金、人力和物力,来更好的发展隔离开关。专门为山东泰开隔离开关有限公司新建的厂房于2007年正式投入使用,新厂房面积1 5600m。占地面积33200m2,其中一跨厂房有效高度达到24m,可有效满足隔离开关公司后续550kV、800kV、1 100kV新产品项目研发和批量生产的需要,为目前国内最大最好的隔离开关厂房之一。2007～2009年,山东泰开隔离开关有限公司先后购置了6台加工中心,还有数控车床、数控等离子割、数控镗铣床等先进加工设备,用来加工隔离开关的关键零部件。山东泰开隔离开关有限公司还自行设计、加工了两条GW4III、GW5III装配作业流水线,投入使用后,效果良好。山东泰开隔离开关有限公司的硬件设施由此有了全面的提升。
为更进一步提升隔离开关的技术水平和性能,山东泰开隔离开关有限公司于2008～2009年,在第三代 完善化改进型隔离开关的基础上,借鉴国内外先进隔离开关生产厂家的经验,研发并推出了泰开第四代精细化隔离开关:GW4III精细化系列、GW5III精细化系列、GW4G系列、GW5G系列、GWTA精细化系列、GW7F系列、GW22A/GW23AIII系列,并研发出了GW22A-363、GW23A-363、GW7F-363、JW7-363共4种型号363kV隔离开关和接地开关,另外还研发出了GW6A-126/252I单柱双臂伸缩式隔离开关。
5.1 第四代精细化隔离开关主要型号规格
GW4III系列精细化隔离开关电压等级:40.5～252kV,电流等级:630～4000A;GW5III系列精细化隔离开关电压等级:40.5～145kV,电流等级:630～4000A;GW4G/GW5G系列精细化隔离开关电压等级:40.5～126kV,电流等级:1250～2000A;GW22A/23AIII系列精细化隔离开关电压等级:126～550kV,电流等级:2000～5000A;GW7A系列精细化隔离开关电压等级:40.5～363kV,电流等级:1250～3150A;GW7F系列精细化隔离开关电压等级:252～1100kV,电流等级:1250～5000A;GW6AI系列精细化隔离开关电压等级:126～252kV,电流等级:2000～5000A。
5.2 泰开第四代精细化隔离开关主要结构靓点
5.2.1 第四代精细化隔离开关共有的主要结构靓点
第四代精细化隔离开关与第三代完善化改进型隔离开关相比,其主要结构靓点在于:
(1)所有主导产品在产品结构和技术参数上均已达到了当前国际国内先进水平,部分产品甚至达到当前国际国内领先水平。在产品外观方面也有了很大程度的提升。
(2)主导电回路和接地回路系统除触指、触块为可动接触外,其余部位均为固定连接,确保通流可靠。
(3)所有产品取消了铸铁件,改为铸铝件或钢制焊接件,进一步提升了产品和零部件外观质量。
(4)有轴孔配合要求的钢制零部件和标准件,均由渗锌件改为能确保公差配合要求的热镀锌表面处理,进一步提高了零部件表面外观和防腐防锈能力。
(5)由于采用先进设备进行加工、成熟的装配流水线的作业方式,同时吸取西方企业先进的质量管理、生产管理、售后服务管理方式,产品在长期运行可靠性上又有了较大幅度的提高。
5.2.2 GW4111/GW5111系列精细化隔离开关主要结构靓点
GW4III/GW5III系列精细化隔离开关与GW4III/GW5III系列完善化改进型隔离开关相比,其主要结构靓点如下:
(1)主导电部分导电管采用槽形或矩形铝管,散热面积大,通流能力更强。
(2)主触指采用外压弹簧板式U型结构,触指与触座间采用固定装配式结构,触座与导电管间采用焊接一体式结构,有效增加了导电接触面间的可靠性。采用外压式不锈钢弹簧,且采取可靠绝缘措施,杜绝因弹簧长期通流发热而造成的失效问题。
(3)主触头采用由铜板折弯而成的方框式结构,触头插入触指深度较深,大大提高了导电可靠性。同时,触座与导电管间采用焊接一体式结构,触座与触头问采用固定连接方式,进一步增加了接触面的可靠性。
(4)接地回路触指采用专用模具一次压制而成的板式自力型触指,触块采用板式触块,触指触块通短路电流更可靠。触指与导电管之间、触块与安装板之间直接用螺栓固定,接地刀管采用矩形铝管,除触指、触块为可动接触外,接地回路其余部位均为固定连接,确保通流可靠。
5.2.3 GW4G/GW5G/GW7A系列精细化隔离开关主要结构靓点
GW4G/GW5G系列精细化隔离开关为GW4III/GW5III系列完善化改进型隔离开关的又一款更新换代产品(价位较高),GW7A系列精细化隔离开关为GW7A系列完善化改进型隔离开关的更新换代产品。GW4G/GW5G/GW7A系列精细化隔离开关,主要用于有特殊要求的用户、地区,同时也是出口到其他国家和地区的主导产品,其主要结构靓点如下:
(1)主导电回路系统和接地导电回路系统采用棒式自力式触指结构,触指由特殊铜合金制成,本身具有极好的弹性和高温稳定性。触头系统不需要弹簧压紧接触点,依靠触指自身弹性变形来产生接触压力,因此在长时间运行期间,触指与触头能保持稳定的接触压力而不发生变化。
(2)触头、触指采用石墨镀银干电镀技术,替代触头、触指间起作用的导电脂,有效地解决了该部位因涂导电脂而造成凝尘,从而导致接触电阻增大的现象。触指触座间采用固定安装方式,解决了活动触指存在的夹尘、夹沙现象。
5.2.4 GW7F系列精细化隔离开关主要结构靓点
GW7F系列水平翻转式精细化隔离开关是GW7A系列完善化改进型隔离开关的又一款更新换代产品,其主要结构靓点如下:
(1)主闸刀为水平翻转式结构,合闸时先在水平面内旋转,将近合闸位置时,绕自身轴线翻转,从而实现合闸。动作原理先进,分合闸冲击小。
(2)主闸刀触指采用外压板式结构,触指与支座间为固定联接,触指与主触头间的接触压力由不锈钢压紧弹簧产生,稳定可靠,同时弹簧在触指外侧,且弹簧与触指间用绝缘片隔离,可避免因弹簧分流发热引起的弹簧压力下降而造成接触压力不足。主触头采用紫铜镀银平板式结构,与导电管间采用固定螺栓联接,结构简单可靠。
5.2.5 GW22AIII/GW23AIlI系列精细化隔离开关主要结构靓点
GW22AIII/GW23AIII系列精细化隔离开关与GW22AII/GW23AII系列完善化改进型隔离开关相比,其主要结构靓点如下:
(1)动触指钳夹装置位于动触头座外部,所有传动部件均为不锈钢材质,操作杆位于上导电管和动触头座内部,可以很方便的采取密封措施,可有效避免因动触头座进水结冰,导致动触头无法动作的情况发生。
(2)主闸刀动触头座、连轴叉、齿轮箱、转动座等铸铝件与上下导电管间采用板接触装配连接,无铸铝件变形情况,无断裂隐患。并且不需要进行配钻定位,无配钻铝屑产生。
(3)主闸刀转动环节采用铝软连接,单片阳极氧化,外层加装不锈钢带防护。在防腐防锈蚀能力不变的情况,产品成本有较大幅度的降低。
5.2.6 新研发的GW6A-1 26/2521单柱双臂伸缩式隔离开关,其主要结构靓点
(1)主闸刀采用对称式折叠结构,产品动作时,支柱瓷瓶仅承受主闸刀自身重力,而不需承受弯距,整体受力性较好。
(2)主闸刀导电关节采用软连接,整个主导电回路除动、静触头接触点外,全部采用固定连接,保证导电可靠性。主导电回路所有轴孔配合处采用绝缘复合轴套,保证弹簧、传动轴销等不分流,确保导电回路不会出现过热现象。
(3)主闸刀传动箱采用全密封式结构,彻底解决了 敞开式传动箱内鸟类筑巢,传动部分受外界环境影响而发生传动失效的问题。
5.3 泰开第四代精细化隔离开关主要技术性能靓点
(1)动热稳定参数高
①额定电流1250A的产品:热稳定4S、40kA;动稳定100kA。
②额定电流2000A的产品:热稳定4S、40kA;动稳定100kA。
③额定电流3150A的产品:热稳定3S、50kA;动稳定125kA。
④额定电流4000A的产品:热稳定3S、63kA;动稳定160kA。
⑤额定电流5000A的产品:热稳定3S、63kA;动稳定160kA。
另外,GW6A-126/J2000产品达到了热稳定3S、50kA;动稳定125kA。GW22A-363/J3l 50、GW23A-363/J3150、GW7F-363/J3150、GW22A-550/J31 50、GW23A-550/J3150产品达到了热稳定3S、63kA;动稳定160kA。
以上动热稳定参数均经过机械工业高压电器质量检测中心检测,并出具了试验报告。
(2)绝缘参数高
所有泰开隔离开关产品均按新版DL/T593-2006标准规定的绝缘参数重新进行了绝缘试验:其中40,5kV、72.5kV、126kV、145kV电压等级的产品均可用于海拔2000m~252kV、800KV电压等级的产品均可用于海拔2500m;363kV电压等级的产品均可用于海拔3000m;1100kV电压等级的产品用于800kV电压等级时,也可用于海拔3000m。
以上绝缘参数均经过国家高压电器质量检测中心、机械工业高压电器质量检测中心检测,并出具了试验报告。
(3)机械耐久性强
所有泰开隔离开关产品机械寿命均达到了3000次以上。尤其是GW22A-363(w)/J31 50-63、GW23A-363(W)/J3l 50-63产品机械寿命均达到了5000次,GW22A-363(w)/J5000-63、GW23A-363(w)/J5000-63、JW7-363(w)/J63产品机械寿命更是达到了6000次。
以上机械寿命参数均经过机械工业高压电器质量检测中心检测,并出具了试验报告。
(4)开合母线转换电流能力高
泰开各种型号隔离开关产品,其开合母线转换电流能力均达到了440V、2500A、100次的国内最高水平。以上参数均经过机械工业高压电器质量检测中心检测,并出具试验报告。
(5)开合小电流能力强
所有泰开隔离开关产品开合小电容、电流均达到了2A,开合小电感电流均达到了1A。尤其是550kV电压等级产品,开合小电容电流均达到了3A,开合小电感电流均达到了2A。以上参数均经过国家高压电器质量检测中心检测,并出具试验报告。
(6)接地开关开合感应电流能力强
JW7-126/252/363不配用SF。或真空灭弧室,仅增加弧触头的情况下即可达到开合DL/T486-2000标准规定的B类电磁耦合和静电耦合感应的能力。JW7-252/363/550/800配用真空灭弧室,即可达到开合DL/T486-2000标准规定的超B类电磁耦合35kV、400A和静电耦合感应50kV、50A的能力。JW7-252/363/550/800配用SF。灭弧室,即可达到开合DL/T486-2000标准规定的超B类电磁耦合70kV、1250A和静电耦合感应100kV、100A的能力。以上参数均经过国家高压电器质量检测中心和机械工业高压电器质量检测中心检测,并出具试验报告。
(7)产品严重冰冻条件下的操作能力强
GW22A-252II、GW7F-252、GW5-72,5III三种型号产品于2007年3月在齐齐哈尔由国家高压电器质量检测中心派人监试通过了20mm覆冰试验,为目前国内覆冰试验通过参数最高的。
其余泰开隔离开关产品则经过机械工业高压电器质量检测中心检测,均可在覆冰10mm情况下正常操作,并出具试验报告。
(8)产品适用高低温环境能力强
所有泰开隔离开关产品均采用宽温脂(-60～+150℃),确保产品能在环境温度为-50～+50℃长期运行。公司产品已在内蒙、海南等省经过长时间的高低温考验,并出口到哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦等高寒冷地区和非洲刚果、南非等湿热带地区。
(9)产品抗地震能力强
所有泰开隔离开关产品经过郑州机械研究所,运用微机结构动静力分析,均达到了耐受9级地震的能力,并出具了抗震分析报告。
(10)产品采用国内外最先进最成熟的表面处理方式,整体防腐防锈蚀能力强。6泰开隔离开关后续展望
泰开隔离开关近几年虽然发展的较快,取得了一定市场和业绩,但与国内和国外几大专业生产隔离开关的企业相比,在品种规格和生产规模上,仍存在不小的差距。尤其是在363kV及以上超高压和特高压电力市场,目前仅仅是刚刚进入,需要大力拓展市场和得到用户的认可。
(1)泰开在已完成363kV和550kV隔离开关产品型式试验和挂网运行的情况下,应下大力气开拓363kV和550kV隔离开关电压等级国内和国外市场。
(2)泰开应尽快完成800kV、1100kV隔离开关的产品型式试验,并尽快挂网试运行。
(3)泰开在北方大部分市场已认可的情况下,应加大开拓南方电网公司和五大发电公司的力度,使252kV、126kV、40.5 kV产品的市场和规模进一步拓展。
(4)泰开应逐步着手高压直流隔离开关的市场调研和基础性研究,必要时进行研发。
