李新高精度磨床砂輪架主軸與滑動軸承的裝配修理

1、高精度磨床砂輪架主軸與滑動軸承的裝配修理工 程 部 李 新摘要 在現(xiàn)代制造業(yè)中, 磨床正朝高精度、高轉(zhuǎn)速、重磨削方向發(fā)展, 采用正確的修理工藝和合理的裝配修理, 在機(jī)床的維修技術(shù)中是技術(shù)性較強(qiáng)、修理和裝配難度較大的一項(xiàng)技術(shù)工作。我們經(jīng)過多年的生產(chǎn)及維修實(shí)踐, 在這方面, 積累了一些經(jīng)驗(yàn),在設(shè)備維修中取得了良好的效果, 。關(guān)鍵詞 砂輪架 主軸 滑動軸承 修理在威孚公司的產(chǎn)品加工過程中, 磨床已經(jīng)向高精度、高轉(zhuǎn)速、重磨削發(fā)展,磨床砂輪主軸與滑動軸承的制造精度和裝配修理精度也愈來愈高，砂輪架主軸與滑動軸承的裝配精度對磨床的產(chǎn)品磨削質(zhì)量有很大的影響。如果砂輪主軸與軸瓦的制造精度和安裝精度都很理想, 其

2、液體動壓潤滑就能得到保證, 而如果我們不注意它的特點(diǎn)和要求, 在修理時粗心大意, 將影響設(shè)備的正常使用, 造成抱軸和軸承燒壞等不良后果, 縮短設(shè)備的使用壽命。1，砂輪主軸與軸瓦磨損與破壞形式磨床砂輪架主軸與軸瓦在工作中主要傳遞轉(zhuǎn)速、,轉(zhuǎn)矩, 并承受載荷, 因此必然會產(chǎn)生摩擦和磨損, 甚至出現(xiàn)抱軸、燒壞軸承等故障。發(fā)生各種故障的原因是多種多樣的, 主要有（1）砂輪主軸和軸瓦的制造精度和質(zhì)量未達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求, 軸瓦材料有砂眼、氣孔、疏松等（2）主軸和軸瓦裝配間隙小、主軸前后軸承、軸承與軸承安裝孔不同軸、引起振動（3）主軸和軸瓦以及相關(guān)零部件清洗不徹底（4）主軸和軸瓦潤滑不充分（5）疲勞磨損（6

3、）氣蝕（7）使用的潤滑油不清潔,或牌號不正確（8）沒有做好砂輪主軸及相關(guān)零配件的靜、動平衡（9）主軸皮帶輪上沒有卸荷裝置, 皮帶張力太大等。由于這些原因, 砂輪主軸和軸瓦在工作過程中會出現(xiàn)干摩擦、磨損、劃傷、拉毛、起線、撕脫、咬合磨損,或者產(chǎn)生振動, 降低精度, 加劇磨損, 降低設(shè)備使用壽命。2，砂輪架主軸的修理砂輪架主軸是磨床的關(guān)鍵部件, 所以當(dāng)砂輪主軸,發(fā)生故障時、必須考慮它的可修性及修復(fù)后的經(jīng)濟(jì)價值。在修復(fù)或更換新主軸時, 必須針對主軸發(fā)生故障的性質(zhì)、故障發(fā)生的部位以及排除故障的方法, 結(jié)合主軸的精度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材質(zhì)、工藝性能包括熱處理的工藝性及技術(shù)要求、制造條件、制造周期以及維修的工藝

4、性能要求等綜合考慮, 必要時更換新的主軸。無論是更換新主軸還是修復(fù)帶有故障的主軸, 在更換或修復(fù)之前, 都必須嚴(yán)查新主軸和舊主軸的材質(zhì)、表面硬度是否符合圖紙的技術(shù)要求, 是否有微細(xì)裂紋。這是一個非常重要的關(guān)鍵檢查項(xiàng)目。但并不是所有的主軸都要求有很高的硬度, 這與主軸的轉(zhuǎn)速和所受載荷有關(guān)。轉(zhuǎn)速較高且受中、高等負(fù)荷的砂輪主軸的硬度一般要求56-62HRC中，低轉(zhuǎn)速并承受中、輕負(fù)荷的砂輪主軸的硬度要求并不高, 一般只有52-55HRC有的甚至可更低一些。 磨床主軸零件簡圖根據(jù)現(xiàn)場修理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 磨床砂輪主軸喪失精度主要是因?yàn)榛瑒虞S承配合處磨損、超差所致。磨損較少的主軸軸頸在保證硬度、強(qiáng)度和剛度的條

5、件下, 一般可采取研磨、琦磨、拋光或精磨、超精磨的方法改善表面粗糙度來修復(fù)。精磨時, 要根據(jù)軸頸的實(shí)體磨損情況而定。軸頸若有輕微的擦傷、劃痕過深或拉毛、撕脫磨損, 或軸頸母線不直、形位公差超差時可進(jìn)行精磨或超精磨, 最后經(jīng)研磨、拋光。精磨主軸時, 須在保證主軸各項(xiàng)幾何精度的前提下, 以去掉被加工表面的最小量來恢復(fù)主軸精度, 磨削量越少越好。一般不超過0.1-0.15mm不然會使砂輪主軸的曲率半徑小于軸瓦內(nèi)表面的曲率半徑, 造成軸與軸瓦間隙過大。砂輪主軸若采用20Cr, 熱處理時必須考慮滲碳、氮化層的厚度, 注意磨削量, 以防滲碳或氮化層被磨削掉而喪失硬度。此外, 還應(yīng)考慮主軸與其相配零件或組件

6、的正確裝配關(guān)系, 如與主軸外表面配合的齒輪套孔、蝸桿孔、電動機(jī)轉(zhuǎn)子孔、風(fēng)扇孔、法蘭盤孔、甩油片孔、墊圈、襯墊等的公差配合。并盡量達(dá)到或恢復(fù)原零部件或組件的公稱盡寸。否則將影響主軸回轉(zhuǎn)精度。對磨損量較大或經(jīng)多次大修, 已超過軸瓦的調(diào)節(jié)范圍的主軸, 應(yīng)考慮更換新主軸, 或根據(jù)軸頸的磨損情況采用不同的修理方法來修復(fù), 如采取金屬噴鍍法或鍍鉻法鍍鉻前一定要把舊軸磨圓、振動堆焊法避免熱應(yīng)力或鑲套法等。最后再進(jìn)行機(jī)械加工, 盡量恢復(fù)到原主軸的幾何精度和公稱尺寸。當(dāng)然要兼顧修復(fù)后的經(jīng)濟(jì)性、工藝性, 制造與修理周期的長短、外購貨源的距離、數(shù)量等諸因素來綜合考慮, 優(yōu)選一個經(jīng)濟(jì)合理的方案。主軸的技術(shù)條件是根據(jù)主

7、軸的功用與工作條件設(shè)計制定的, 而技術(shù)條件的各項(xiàng)精度是以支承在軸承孔中前、后兩處軸頸為基準(zhǔn)來確定的。因此在檢查修理主軸和各項(xiàng)精度時, 一定要特別注意要以前、后兩個支承軸頸為基準(zhǔn)。而兩個軸頸的定位精度又是以主軸的中心孔一端為錐孔來定位的, 因?yàn)樗菣C(jī)械加工和測量的基準(zhǔn), 也是裝配與修理的基準(zhǔn)。因此, 主軸中心孔或錐孔往往由于磨損或碰傷而失去正確的幾何精度時, 必須在高精度的中心孔研磨機(jī)上進(jìn)行修復(fù), 保證達(dá)到圖紙上的技術(shù)要求。磨床砂輪架主軸的中心孔精度應(yīng)引起重視, 特別是更換主軸或修復(fù)主軸時, 若沒有良好的中心孔, 即使在高精度的磨床上, 也加工不出高精度的產(chǎn)品來。必須保持主軸裝砂輪法蘭錐體外圓部

8、分與主軸軸承外圓的同軸度。所以在修復(fù)舊主軸, 精磨兩軸頸的磨損部位時, 也應(yīng)精磨主軸裝砂輪法蘭錐體的外圓部分。如果砂輪主軸兩端的螺紋有磨損或磕傷, 在修復(fù)時必須保證螺紋表面軸心線與支承軸頸軸心線的同軸度要求, 否則將會造成主軸及其相關(guān)的緊固件、皮帶輪、法蘭盤等軸心線的偏斜而失去平衡, 產(chǎn)生偏擺力矩, 引起主軸的徑向跳動。如圖 砂輪主軸 螺紋部分修復(fù)后的主軸兩端的螺紋一定要按修后的螺紋尺寸規(guī)格來單配螺母, 同時必須保證螺母端面與主軸軸心線的垂直度要求, 否則將會嚴(yán)重影響主軸的裝配精度。如果主軸上的鍵槽有磨損, 可采取補(bǔ)焊或改大鍵槽, 配制新鍵機(jī)械加工可以達(dá)到的硬度來解決。補(bǔ)焊時, 應(yīng)注意焊接產(chǎn)生

9、的熱應(yīng)力的影響以及局部退火而降低硬度。綜上所述, 主軸的主要部分是兩個支承軸頸、中心孔、螺紋、鍵槽的修復(fù)。兩支承軸頸的同軸度, 是保證前后軸承同軸度, 這也是砂輪架主軸的修理關(guān)鍵所在。3，滑動軸承的修理-刮研各種軸承的維修, 實(shí)際上就是刮研、裝配與調(diào)整的過程。無論是三塊長軸瓦、三塊短軸瓦、五塊長軸瓦、五塊短軸瓦、兩塊半軸瓦還是圓筒形軸承、端面止推軸承, 他們的刮研都有許多共性的地方。在滑動軸承的刮研工作中, 有兩個地方值得注意和重視, 一是軸承、軸承座與體殼相配, 另一是軸承內(nèi)孔與主軸相配。后者的重要性是大家熟知的, 但有時會忽略前者, 軸承、軸承座與體殼一定要接觸良好, 要保證前后軸承內(nèi)孔同

10、軸, 否則, 即使軸瓦刮得很好, 仍有抱軸咬剎的危險。若前后軸承都采用短三瓦軸承,由于軸瓦的背面不與體殼直接接觸, 可以自定位, 因此, 即使前后軸承不同軸, 稍有偏斜, 只要能達(dá)到機(jī)床幾何精度范圍內(nèi), 對軸承的工作條件沒有多大影響就可以。拆開軸承后, 如發(fā)現(xiàn)主軸與軸瓦上有嚴(yán)重的絲流即拉毛、起線等現(xiàn)象, 則必須經(jīng)精磨主軸。主軸精磨后, 把主軸組裝起來, 作好動平衡。不要急于把平衡好的主軸裝人磨頭體內(nèi), 因在里面粗刮不方便。在拆開軸承時, 要仔細(xì)對零部件的位置作好記號,這樣在以后進(jìn)行刮研與裝配時, 零部件不致錯位, 因這些零件多是單配, 不能互換。刮研前應(yīng)將主軸用汽油清洗干凈, 涂顯示劑蘭油或紅

11、丹粉時一定要薄而均勻, 否則會出現(xiàn)虛假的研刮點(diǎn)。圖(a)(b)為間隙可調(diào)徑向滑動軸承將軸瓦合在主軸上, 進(jìn)行配研刮點(diǎn)。粗刮時, 要把點(diǎn)子刮出來, 一般主軸以臥放進(jìn)行操作, 在25mm范圍內(nèi)約12個刮點(diǎn)為宜。精刮時, 在25mm范圍內(nèi)約18點(diǎn)為宜。不管是粗刮還是精刮, 刮出的點(diǎn)子必須要求均勻。需要注意的是一定要修去軸承內(nèi)溝槽或邊緣的尖角和毛刺。如果軸承沒有咬剎, 或尚未出現(xiàn)嚴(yán)重的絲流和磨損痕跡, 則軸承精刮以后, 就可清洗去顯示劑、銅屑或巴氏合金屑等, 然后再進(jìn)行拋光工作。將主軸裝入體殼內(nèi), 在軸承與主軸間注人綠油氧化路和少量煤油拋光。拋光時, 主軸要向兩頭作微量竄動, 其距離不要超過主軸頸的長

12、度。主軸經(jīng)配研、拋光工作后, 粗糙度會有所變差, 可把主軸放在車床上, 用手揪住金相砂紙, 一面旋轉(zhuǎn)一面左右移動來拋光主軸。也可用打毛的專用厚玻璃板涂上綠油和煤油, 一面旋轉(zhuǎn)一面左右移動厚玻璃板, 拋光主軸軸頸, 直至達(dá)到技術(shù)要求為止。上述過程中, 要嚴(yán)格注意清潔工作, 注意各接觸面間不得有毛頭、鐵屑、銅屑、巴氏合金屑等其他雜物, 否則會使配合精度改變, 出現(xiàn)假的刮研點(diǎn)。4，砂輪架裝配時, 應(yīng)注意下列事項(xiàng)1，砂輪主軸與轉(zhuǎn)子、風(fēng)扇一起, 必須在動平衡機(jī),上進(jìn)行動平衡試驗(yàn), 要求達(dá)到1級, 至少2級。2，調(diào)整砂輪主軸與軸承的配合間隙。把內(nèi)裝或電動機(jī)滾動軸承或主軸后端滾動軸承更改為國標(biāo)D級老標(biāo)準(zhǔn)A級

13、。3，砂輪靜平衡, 最好平衡到各點(diǎn)都停住, 要求至少8點(diǎn)停住。對于新砂輪必須做好2次平衡, 即修整前初平衡一次, 粗修整后, 再平衡一次。注意修整砂輪時應(yīng)均勻緩慢并使用冷卻液。4，非內(nèi)裝式的電動機(jī)座螺釘處要加橡皮墊圈及防振墊。5，砂輪主軸與軸瓦裝配間隙不宜過大, 不要讓主軸在軸瓦中有漂浮現(xiàn)象。6，要保證主軸與軸瓦接觸良好, 即貼合性好, 保證前后軸承的同軸度。同時還要保證裝砂輪的法蘭錐,體外圓與主軸軸承外圓的同軸度符合要求。5，調(diào)整后的試車1，首先檢查主軸的旋轉(zhuǎn)方向是否正確。千萬不可疏忽, 否則前功盡棄。2，用手轉(zhuǎn)動主軸, 確信主軸充分潤滑后, 再點(diǎn)動開車。若手轉(zhuǎn)動過程中發(fā)現(xiàn)有松、緊現(xiàn)象, 說明軸承刮研不對, 有假點(diǎn)出現(xiàn), 需要重刮軸,3，開空車試驗(yàn)。試車時要特別注意重刮過的軸瓦, 軸承間隙先別收得太小，約2小時后, 再全部拆下檢查, 如果有硬點(diǎn)必須修去, 如有拉毛、起線也要修復(fù)。反復(fù)此方法, 待溫升合適時調(diào)到說明書上要求的間隙為止,4，空車跑合4-8小時 如果軸承溫升不超過30 ,油溫通常在35-40 , 軸承油膜出口溫度為55-60時, 就可以帶負(fù)荷試車磨削,5，在運(yùn)轉(zhuǎn)中要注意滑動軸承的溫度和運(yùn)轉(zhuǎn)情況,以防止軸承合金熔化, 即防止