1.節能改進途徑

　　面向再制造的節能性改進典型的途徑有如下各方面：

　　(1)電機由傳統的普通交流異步電機替代為新型的變頻調速電機;

　　(2)傳動系統部分將機械傳動結構大為簡化，使傳動鏈大大縮短;

　　(3)提高機械結構部件如主軸、導軌等的靜、動態剛度和阻尼精度，使耐磨性提高而熱變形減少，適應連續的自動化加工和提高加工生產率;

　　(4)更多的采用了高效傳動部件，如滾珠絲杠副和滾動導軌、消隙齒輪傳動副等，減小了接觸面之間的摩擦、消除了傳動間隙并獲得更高的加工精度;

　　(5)將機床導軌改造成為恒流閉式靜壓導軌，這種形式的導軌避免了傳統復合式導軌靜動摩擦系數差別大，導軌易磨損，定位精度低等缺陷，提高了導軌的剛度，延長了導軌的使用壽命。

　　(6)為滿足靜壓油膜可靠建立，導軌必須根據磨損情況修復、提精，滿足導軌直線性、平行性和平面度的要求。在導軌結合面進行補充加工，粘貼聚四氟乙烯導軌板，導軌面開設潤滑油槽。

　　(7)增加了與再制造機床自動化配套的相關裝置，如刀具自動夾緊與換刀裝置、自動排屑裝置等輔助裝置，避免了在零件制造過程中，大量的時間用于更換刀具、裝卸零件、測量和搬運零件等非切削時間上等等。

　　為了使機床的整體能耗情況得到清晰的描述思路和機床整體節能方案得到實施，需要重點對機床主要功能模塊的再制造情況及相關途徑進行分析。

　　2.主傳動系統能耗模塊再制造

　　機床的主傳動系統主要是由主軸電機、傳動系統和主軸組件等構成。與再制造之前的機床相比，傳動形式有較大的區別如圖2.1所示。

　　機床經過再制造后已經大部分或全部取消了主軸箱內的齒輪傳動系統，改由主軸伺服電機驅動，并能實現無極自動調速，因而省去了主軸箱內較為復雜的機械傳動鏈，并且主傳動與進給傳動由數控系統協調工作互不影響，故機床經過再制造后的加工精度更高。

　　該部分的能耗模塊一般包括電機驅動，電機和機械傳動三個部分，但主要的損耗發生在電機和機械傳動兩部分，如圖2.2所示。

　　圖2.2主傳動能耗模塊的能量損耗輸入功率包含了電機損耗部分，機械傳動損耗部分和切削區的功率部分。電機功率的損耗主要是由于定/轉子的鐵損、銅損、摩擦損耗及雜散功率等引起的;而機械傳動部分的損耗則是由于傳動件之間的摩擦、阻尼等產生的能量消耗。因此，從能量的角度看，機床經過再制造后傳動鏈的縮短不僅提高了傳動效率和精度，也在能耗上減少了許多不必要的損耗，達到了節能降耗的效果。

　　3.進給系統能耗模塊再制造

　　再制造前后的進給系統也有較大的區別，再制造之前的進給系統是由主傳動系統通過掛輪等傳動機構驅動，沒有獨立的電機及控制系統。而再制造之后都有獨立的電機及能耗子系統。

　　進給系統的傳動系統采用滾珠絲杠的傳動形式，把絲杠和螺母旋合螺旋槽之間放置適量的滾珠作為中間滾動體，借助于滾珠的作用，將滑動接觸變成滾動接觸，從而把滑動摩擦轉化為滾動摩擦，減小了摩擦損耗。

　　再制造之前，進給系統的傳動鏈較長且復雜，經過再制造后若采用伺服直驅的進給方式，可取消從電動機到工作臺間的中間環節，這樣進給傳動鏈縮短為零，提高了加工可靠性的同時，也減少了相應環節的能量損耗。

　　4.冷卻潤滑系統能耗模塊再制造

　　機床的冷卻潤滑系統通過再制造后，將原有的集中潤滑形式改變為各電機分別控制的模式。根據各潤滑冷卻作用處的油液壓力和流量等的大小不同及功能差異，采用分開獨立供油的方式。這樣的好處是可以根據加工過程的實際情況按照需求供應冷卻液和潤滑液。如圖4.1所示為某機床再制造后的冷卻潤滑系統圖：

　　由圖可知，供應各處的潤滑油和冷卻液需要的排量和產生的壓力都由相應的儀表進行顯示，各液路按所需的油量分配到潤滑和冷卻點，同時由控制器完成各自點的潤滑冷卻時間、潤滑冷卻次數、故障報警以及停機的控制，實現自動控制和按需分配的目的。對于機床液壓部分油液溫度的控制將在后續關鍵技術部分做更詳細的介紹。

　　5.液壓系統能耗模塊再制造

　　將機床的液壓系統由原來的集中供油的方式進行分散化處理。機床采用兩套液壓系統，一套負責給機床床身、滑座、主軸箱提供給靜壓油和潤滑油，這是主要部分。另一套功率相對較小，負責提供主軸刀具、主軸變速、主軸箱液壓補償等用油。兩套系統共用一個油箱，且對應各處的油液供應都有相應的變頻電機進行流量的調節。如圖5.1所示為某大型機床進行再制造后的液壓油箱。

　　6.其他能耗模塊再制造

　　其他能耗模塊的再制造內容主要是改進了用于輔助工序的自動化裝置，如自動換刀裝置和自動排屑裝置等。

　　與再制造之前的機床相比，自動換刀裝置一方面可避免多次定位帶來的誤差，另一方面減少了因多次安裝造成的輔助時間，從而提高了勞動生產率和設備利用率，也減少了這段時間機床運行而產生的能耗。自動排屑裝置使原有機床切屑堆積的問題得到妥善解決，及時地將機床產生的切削排除出去，從而有效保證機床的高效、可靠的穩定運行。根據機床結構的特點，自動排屑裝置有平板鏈式、刮板式和螺旋式三種形式。