研磨大型轴承到微米精度

编码器在大型轴承精加工过程中起着至关重要的作用。这个应用程序说明了编码器正在工作的众多行业之一，尽管它不是极端长度位置测量的可能示例——正如文章“长长度线性编码器看起来很生动”中所讨论的那样。所需的实际测量长度同样取决于应用程序。

高效率地生产大型精密零件需要非凡的机床系统。一个典型的例子是国民党Lidköping的新型VTG4000(垂直车削研磨)机器，能够为公用事业规模的风力涡轮机和其他大型部件制造大型轴承。编码器有三种英国公司作为一个重要的补充，以机器的准确和快速的操作。

Lidköping公司总部位于瑞典中部的同名小镇，作为研磨专家有着悠久的历史。自20世纪20年代以来，它一直生产磨床，为世界各地的主要轴承制造商提供产品。最近，该公司成为国民党集团的一部分。

VTG4000可容纳直径超过4000毫米(13.1英尺)的部件，其中包括最大的风力涡轮机轴承的尺寸。Lidköping的VTG首席设计师伊夫·约翰松(Eive Johansson)将这些部件的制造称为“硬车削和磨削，这可能是非常苛刻的”。此外，机器的定位精度直接关系到成品轴承的质量。

“VTG4000已被证明可以实现小于1µm(0.00004英寸)的特殊形状偏差，进料分辨率为0.1µm。”约翰逊说。他解释说，相比之下，使用更大的标准机器在轴上使用滚珠丝杠可以获得大约3微米的形状偏差。

公用事业规模的风力涡轮机涉及三种类型的轴承。球轴承在叶片的底部是最大的(直径可达4000毫米)，可能是最重要的，因为它们允许叶片间距调整，以适应风速的变化。同样重要的还有main轴轴承用于将涡轮转子连接到机舱内的齿轮箱和发电机的轴偏航轴承这样机舱就能迎风旋转。(参见参考文献4，风力涡轮机的运行概述，包括叶片间距，转子轴和偏航轴的功能。)

VTG4000是建立在一个核心的线性幻灯片，结合其他结构和直线电机导致一个僵硬的机器系统。动态刚度是高精度磨床的进一步要求。

“为了实现动态刚度，我们需要高增益，而增益与编码器尺度的质量有关，”Johansson继续说道。

只需要一个设置

VTG4000具有两个加工头能够执行车削和磨削，根据需要。此外，该设计使得工件在加工操作之间不需要被移除。两个头沿着机器4.5米长的x轴与线性滑块定位，当它们被放置在工件的相对两侧时，磨削和/或车削工具可以进入零件的外部。这就是线性编码器的精确位置测量发挥作用的地方。

Lidköping根据不同量表的测试和性能比较，在其内部参考幻灯片上选择了Renishaw线性量表。导致选择的其他重要考虑因素是连续长度至少为4.5米的线性编码器的可用性和优异的抗污性。结果是，雷尼绍Signum光学编码器被安装到VTG4000的所有四个线性幻灯片上。这些非接触式编码器在5米长度内的总精度规格优于±4µm。

正如在主要文章和参考文献1中所讨论的，正确的设置对于成功安装编码器至关重要。Renishaw编码器配有一个完整的设置LED，以加快安装速度，消除了复杂的外部/独立设置设备或示波器的需要。

Lidköping的Johansson特别指出编码器的简单设置。

他补充说:“随着刻度连接到机器结构上，读取头大致就位，指示灯可以很容易地看到两个元件的对齐情况，然后进行最后的调整。”

对于VTG4000的旋转台部分，进行了相同类型的分析，从而选择了Renishaw Signum光学旋转(角度)编码器。这些单元具有一个完整的不锈钢环，20 μ m测量刻度直接标记在外围。

磨床上使用的第三种编码器是雷尼绍的LM10磁性编码器，安装在磨头的b轴上。固有的抗恶劣加工条件是非接触式LM10磁性编码器的特点之一(见主要文章)，包括IP68密封读头。总体而言，LM10允许高达100米的行程和高达25米/秒(82英尺/秒)或4米/秒(1µm分辨率)的高速运行。

正如这个应用程序所说明的，线性编码器经常与旋转模型一起工作。

- Frank J. Bartos，体育，是一个控制工程贡献内容专家。联络他的地址是braunbart@sbcglobal.net

在线

链接到下面的相关文章。

参考文献1 - llll编码器附录(见底部链接)

参考文献4 -权力和控制的变革之风

长长度的线性编码器看起来很生动(见底部链接)。

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