张正军 袁敬

摘要： 意大利车轴磨床是我公司关键设备，在经过多年运行后，开始出现夏季高温时频繁出现超温报警故障停机现象，本文对该设备的冷却系统工作原理进行了深入分析，并提出了解决方案并加以实施，经过夏季高温验证，效果显著。

关键词：磨床;冷却系统;西门子

1设备及问题背景概述

眉山公司机械车间意大利数控车轴磨床是公司精加工车轴的关键”独生子”设备，由于所处厂房位置为车间西侧，每当进入夏季，环境温度高达四、五十度，而意大利数控车轴磨床本身属于精加工磨削设备，并且设备数控系统采用的是西门子840D系统，对设备的整个冷却系统设置了较高的温度监控、保护控制，一旦超过温度报警上限设定值，立即报警停机，因此近年开始出现，从春季气温回升开始，随着环境温度不断升高，油温异常报警停机越发频繁，虽然设备本身配有冷却系统并且车间采取了增加鼓风机进行强制散热措施，但由于环境温度已经超过四十摄氏度，对设备降温的效果并不明显，超温报警停机频繁，由此已经严重影响公司正常生产。

为此我们决定从设备本身的冷却系统出发，彻底解决设备在夏季油温过高而导致的冷却系统超温报警频繁停机，从而严重影响公司生产的问题。

2课题解决的思路和原理：

经过多次分析图纸资料，并结合现场调研勘察分析，确定了最终的改善方案为：将图纸资料与现场设备实际情况相结合，对设备冷却系统进行全面深入研究，修正图纸资料上的错误，完全准确的掌握该设备冷却系统工作原理，根据该设备冷却系统实际工作原理，对冷却系统进行深度保养及维护，使冷却系统发挥最大制冷作用，最后再深一步分析机床西门子840D系统和S7-300 PLC控制程序，通过调整机床参数和控制程序，使冷却系统更有效地发挥作用的同时，大幅减少超温误报警。

3分析设备冷却系统工作原理及解决实施的主要过程：

3.1首先根据所掌握的图纸资料，结合设备现场实际情况，深入研究、分析该设备冷却系统真实工作原理并重新绘制系统冷却部分工作原理图。原主轴部分液压工作原理图对冷却部分介绍很少，只画出一个简略的示意图（图中红线圈起部分）。为此，我们根据现场实物的实际情况，通过一步步分析、摸查，逐步理顺了各部件的连接关系，并由此重新绘制出详细的冷却系统工作原理图，见图1，从图我们不难看出，该设备冷却系统相对于其它设备的冷却系统在工作原理上存在很大不同，該冷却系统实际上是通过两次热交换（图1中PHE和PHE1）来实现了对主轴润滑液的冷却（一般设备只有一级热交换），对冷却液的温度调节控制处于一级热交换的内循环（图1的TS），而温度报警的监控却处于主轴系统的油箱里，二者之间没有直接联系，对主轴冷却的控制必然存在差异。

3.2根据冷却系统工作原理对主轴冷却相关部位各部件进行深度保养和维护。在完整还原了整个冷却系统工作原理之后，首先对冷凝器滤网等部件进行了全面清洁保养，对一级冷却循环系统内的冷却液进行了补充加注，更换了性能效果变差的冷凝管和膨胀器，之后又对二级冷却系统的管路及各部件，以及整个主轴润滑系统进行了深度保洁，经过深度保养后，不仅使整个冷却系统的冷却性能大幅提升，也让主轴润滑系统自身实现更加高效的运转。

3.3调整机床参数，提高机床冷却系统功效并降低机床误报警几率。

在2017年油温超温报警中我们发现，其中有几次从报警发生到消除报警，恢复正常工作时间很短，即没有进行任何降温方面的措施处理，设备就很快恢复了正常（大部分超温报警在润滑液没有得到有效降温之前，报警无法解除），说明该设备检测系统没有躲过某个突发的瞬间峰值，触发了报警，而这种机床的瞬间报警停机其实对工件精加工有很大影响，因此，减少设备本身的误报警也是一个重要的改善环节。

经过对以往出现的报警记录进行分析，该机床在发生油温超温报警时，主要出现以下两条报警信息：

3.3.1、600105 SPINDLES LUBRICATION OIL TEMPERATURE ALARM. CHECK ST2-E48.6

3.3.2、510301 WHEEL SPINDLE CHILLER ALARM. CHECK ALTK-E35.0

这两条由冷却系统引起的报警信息的发生与其检测的对象相关，其中报警号600105来自对油箱温度的检测，而报警号510301来自CHILLER制冷机，为此，我们对相关的PLC控制程序进行了分析，其报警响应时间受程序中的T10控制（相关程序省略），而在西门子840D相关的机床参数是由主轴的机床数据设定，为此我们将相关的时间参数进行了微调，以期减少温度尖峰峰值的报警干扰。

4效果评估及总结：

经过6、7、8夏季三个月的实际设备工作验证，在超温报警这一方面效果非常明显，截止目前，设备还没有出现一次因超温报警而引起的停机故障，从2017年、2018年两年同期的超温报警记录可以看出，尽管存在2018年夏季与往年相比，天气存在异常情况（雨水天气较往年偏多），但超温报警一次也没有发生，也足以说明改善已经完全达到了预期目的。

另外随着冷却系统发挥强有力工效，现场风机被移除，设备现场环境也得到明显改善。

通过本次对意大利磨床冷却系统的改善技术攻关，使我们认识到，要想实现有效的改善，就必须对设备本身（特别是进口设备）进行深入、系统的理论和实际研究，只有这样才能达到预期的效果，不仅如此，经过此次对冷却系统的深入研究，还发现了一些可以进一步改进之处，例如，对该机床由于耗材费用高而长期停用的油气分离装置，这将是后期还可进一步完善的地方。对意大利磨床冷却系统的改善方法对机械车间其它带有冷却装置的设备也是完全可以进行推广，比如，对齐齐哈尔数控立车的冷却系统进行了深度保养，同样达到了很好的效果。

参考文献：

[1] 谭信孚 规范化的设备润滑管理 [J].机械工业出版社