機(jī)床滑動(dòng)軸承修理的方法與技巧
機(jī)床滑動(dòng)軸承修理的方法與技巧
單油楔滑動(dòng)軸承機(jī)床主軸部件的修理主軸部件是機(jī)床的一個(gè)重要部件。但是如果在工作的過程中出現(xiàn)了故障那么該怎么維修呢?以下是學(xué)習(xí)啦小編為你整理的滑動(dòng)軸承修理的方法，希望能幫到你。
滑動(dòng)軸承修理的方法
一、滑動(dòng)軸承的修理、裝配和調(diào)整
在傳統(tǒng)機(jī)床中由于主軸變速范圍不大，最高轉(zhuǎn)速偏低等原因，采用滑動(dòng)軸承作為主軸軸承的較多。而在各類磨床上，雖然砂輪架主軸轉(zhuǎn)速較高，但因不需要經(jīng)常變速，故采用滑動(dòng)軸承作為砂輪架主軸軸承的也很多。因此，滑動(dòng)軸承在機(jī)床上的應(yīng)用可以簡(jiǎn)略地歸納為兩種極端狀態(tài)：一種是用作不重要的或是低轉(zhuǎn)速，低載荷的主軸軸承;另一種則是用作高精度，高轉(zhuǎn)速、高載荷機(jī)床的主軸軸承。滑動(dòng)軸承按其在工作條件下，軸在滑動(dòng)軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦性質(zhì)以及潤(rùn)滑油形成油膜壓力的條件，通常分為動(dòng)壓型(動(dòng)壓軸承)和靜壓型(靜壓軸承)兩種。前者靠主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)將潤(rùn)滑油帶入軸承間隙中，建立油膜壓力來平衡外部負(fù)載;后者靠外界油泵將壓力油輸入主軸與軸承間隙之間，以支承負(fù)載。近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，又發(fā)展了一種綜合動(dòng)壓，靜壓軸承特點(diǎn)的軸承，稱為動(dòng)靜壓軸承。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，潤(rùn)滑油被帶入主鈾和軸承之間所形成的楔油縫隙中，由于縫隙逐漸變窄，使油壓升高，將主軸抬起而形成油楔。動(dòng)壓軸承按照油楔形式，可分為單油楔滑動(dòng)(動(dòng)壓)軸承和多油楔滑動(dòng)(動(dòng)壓)軸承。
這兩種滑動(dòng)軸承都必須在主軸和軸承之間存在偏心(或稱間隙)時(shí)，才有動(dòng)壓效應(yīng)而形成油楔，且油楔位置隨著載荷的方向而變化。由于油膜剛性差，因此，主軸旋轉(zhuǎn)精度較低。當(dāng)主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸瓦在球面支承螺釘上可以自由擺動(dòng)，以致潤(rùn)滑油在主軸和軸瓦間形成油楔，產(chǎn)生油膜壓力來支承主軸負(fù)載。整體式變形軸承由五塊軸瓦相互以五片厚度為0.5～0.7mm的鋼片聯(lián)接成為一個(gè)整體。軸承背面的五條長(zhǎng)筋都是圓弧形的，圓弧的曲率半徑小于箱體(或襯套)內(nèi)孔的半徑，因此軸承與箱體(或襯套)內(nèi)孔是以五條線接觸。并且各條長(zhǎng)筋不在每塊軸瓦的中間(對(duì)稱)位置上，而是在主軸旋轉(zhuǎn)方向上偏過一個(gè)角度以便形成油楔。由于軸承的背部(即圓弧形背部)母線是1：20的錐體，因此當(dāng)軸承在箱體(或襯套)內(nèi)孔中作軸向移動(dòng)時(shí)，可使軸承產(chǎn)生彈性變形，用以調(diào)節(jié)主軸與軸承之間的間隙，在它的內(nèi)孔中預(yù)先加工出阿基米德曲線油槽;使主軸和軸承之間形成斜楔，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生油膜壓力。
二、單油楔滑動(dòng)軸承
單油楔滑動(dòng)軸承依靠主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)將潤(rùn)滑油帶入主軸和軸承間隙中，產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)而形成油楔。
(一)內(nèi)柱外錐形滑動(dòng)軸承
國(guó)內(nèi)M7120型臥軸矩臺(tái)平面磨床砂輪架主軸就是采用的內(nèi)柱外錐形滑動(dòng)軸承的，這種軸承的內(nèi)孔為圓柱形，外圓為圓錐形。在軸單的外回表面上開了許多條軸向槽，用于調(diào)整間隙時(shí)均勻收縮。槽的數(shù)量多少及分布情況對(duì)軸承內(nèi)孔均勻變形、圓度好壞有密切關(guān)系。另外，在軸承的軸向有一開通了的燕尾形槽，槽內(nèi)有吊緊螺釘，當(dāng)軸承間隙調(diào)整后吊緊該螺釘迫使軸承外圓緊貼襯套內(nèi)壁，彌補(bǔ)軸承收縮不均勻的現(xiàn)象，這種軸承的致命缺點(diǎn)在于調(diào)節(jié)主軸與軸承的間隙時(shí)，軸承須在箱體孔中作軸向移動(dòng)，以迫使軸承內(nèi)孔收縮。另外，由于潤(rùn)滑不良，主軸軸頸與軸承內(nèi)孔均會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，甚至抱軸咬住。修理這種類型結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的主軸，一般至少要做到下列幾步：
(1)修復(fù)磨損后的主軸軸頸的圓度、錐度、表而祖糙度以及前后兩軸頸的同軸度。一般認(rèn)為用超精磨削修磨的主軸比采用研磨方法修復(fù)的主軸質(zhì)量好;
(2)用精密制造的錐體檢驗(yàn)棒(套)檢查、修復(fù)箱休內(nèi)錐孔，使之達(dá)到整形公差要求;
(3)以箱體(或襯套)內(nèi)錐孔為基準(zhǔn)，修磨軸承外錐部，使軸承外錐部與箱體內(nèi)錐孔的接觸率不少于80%。精磨時(shí)，軸承套在外徑等于修磨后的主軸直徑的心棒上，軸承內(nèi)孔須調(diào)整至自由狀態(tài)下與心軸直徑滑動(dòng)配合;
(4)砂輪主軸及袖承外錐部修復(fù)后，即可進(jìn)行軸承內(nèi)孔的刮研。刮研時(shí)，用一根研磨棒代替主軸，研磨棒的尺寸分別按主軸修復(fù)后的實(shí)際尺寸和支承的內(nèi)孔尺寸制造。在刮研軸承內(nèi)孔達(dá)到接觸點(diǎn)要求后，使軸承內(nèi)孔尺寸調(diào)整至與研磨棒稍緊的滑動(dòng)配合，這時(shí)，軸承就不再拆下，直接在箱體內(nèi)進(jìn)行清洗。然后用氧化鉻作研磨劑對(duì)軸承進(jìn)行研磨，以消除刮削寸的刀痕毛刺。正是由于這種類型的軸承結(jié)構(gòu)老化，調(diào)整時(shí)不易變形或不均勻變形，人們才設(shè)法在軸承的變形槽上下功夫，或加深加寬變形槽的尺寸;或在每條變形槽內(nèi)嵌入尺寸均等的竹片，以迫使軸承均勻變形：或開較多的軸向槽，使變形均勻程度有所改善，這實(shí)際上就成為以后多瓦變形軸承的基礎(chǔ)。
(二)內(nèi)錐外柱形滑動(dòng)軸承
國(guó)內(nèi)M7120A臥軸矩臺(tái)平面磨床砂輪架主軸采用的內(nèi)錐外柱形滑動(dòng)軸承的，這種結(jié)構(gòu)的主軸前后軸承均由內(nèi)錐外柱的滑動(dòng)軸承支承，主軸軸頸為1：30的錐體，軸承的徑向間隙為0.005mm，由墊圈1來保證。主軸軸向負(fù)荷由止推墊圈3球形墊圈4及彈簧來承受，主軸系壓力潤(rùn)滑，套筒2內(nèi)孔在裝止推墊圈3處，加工成有偏心量為0.8mm的槽，存油通過偏心槽被止推墊圈3擠入長(zhǎng)孔，并分別壓進(jìn)前后軸承，再?gòu)奶淄?的槽部流回，形成自動(dòng)循環(huán)。主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生油膜，油膜厚度大于0.005mm(徑向)，將主軸推向前方使墊圈離開前軸承端面，以減少端面摩擦發(fā)熱。這種結(jié)構(gòu)存在的問題為：軸承為單油楔，軸心漂移量較大。油槽位置不合理，潤(rùn)滑油在軸承內(nèi)循環(huán)較差，油膜剛度低，軸承溫升高。針對(duì)這些問題，在改進(jìn)結(jié)構(gòu)中，對(duì)軸承內(nèi)孔開成形油楔，使主軸的強(qiáng)制潤(rùn)滑和散熱條件得到改善。
機(jī)床的主要機(jī)械傳動(dòng)部分的保養(yǎng)
主軸部件的維護(hù)與保養(yǎng)
主軸部件是數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分中的重要組成部件，主要由主軸、軸承、主軸準(zhǔn)停裝置、自動(dòng)夾緊和切屑清除裝置組成。數(shù)控機(jī)床主軸部件的潤(rùn)滑、冷卻與密封是機(jī)床使用和維護(hù)過程中值得重視的幾個(gè)問題。
首先，良好的潤(rùn)滑效果，可以降低軸承的工作溫度和延長(zhǎng)使用壽命;為此，在操作使用中要注意到：低速時(shí)，采用油脂、油液循環(huán)潤(rùn)滑;高速時(shí)采用油霧、油氣潤(rùn)滑方式。但是，在采用油脂潤(rùn)滑時(shí)，主軸軸承的封入量通常為軸承空間容積的10%，切忌隨意填滿，因?yàn)橛椭^多，會(huì)加劇主軸發(fā)熱。對(duì)于油液循環(huán)潤(rùn)滑，在操作使用中要做到每天檢查主軸潤(rùn)滑恒溫油箱，看油量是否充足，如果油量不夠，則應(yīng)及時(shí)添加潤(rùn)滑油;同時(shí)要注意檢查潤(rùn)滑油溫度范圍是否合適。
為了保證主軸有良好的潤(rùn)滑，減少摩擦發(fā)熱，同時(shí)又能把主軸組件的熱量帶走，通常采用循環(huán)式潤(rùn)滑系統(tǒng)，用液壓泵強(qiáng)力供油潤(rùn)滑，使用油溫控制器控制油箱油液溫度。高檔數(shù)控機(jī)床主軸軸承采用了高級(jí)油脂封存方式潤(rùn)滑，每加一次油脂可以使用7～10年。新型的潤(rùn)滑冷卻方式不單要減少軸承溫升，還要減少軸承內(nèi)外圈的溫差，以保證主軸熱變形小。
常見主軸潤(rùn)滑方式有兩種，油氣潤(rùn)滑方式近似于油霧潤(rùn)滑方式，但油霧潤(rùn)滑方式是連續(xù)供給油霧，而油氣潤(rùn)滑則是定時(shí)定量地把油霧送進(jìn)軸承空隙中，這樣既實(shí)現(xiàn)了油霧潤(rùn)滑，又避免了油霧太多而污染周圍空氣。噴注潤(rùn)滑方式是用較大流量的恒溫油(每個(gè)軸承3～4L/min)噴注到主軸軸承，以達(dá)到潤(rùn)滑、冷卻的目的。這里較大流量噴注的油必須靠排油泵強(qiáng)制排油，而不是自然回流。同時(shí)，還要采用專用的大容量高精度恒溫油箱，油溫變動(dòng)控制在±0.5℃。
第二，主軸部件的冷卻主要是以減少軸承發(fā)熱，有效控制熱源為主。
第三，主軸部件的密封則不僅要防止灰塵、屑末和切削液進(jìn)入主軸部件，還要防止?jié)櫥偷男孤?。主軸部件的密封有接觸式和非接觸式密封。對(duì)于采用油氈圈和耐油橡膠密封圈的接觸式密封，要注意檢查其老化和破損;對(duì)于非接觸式密封，為了防止泄漏，重要的是保證回油能夠盡快排掉，要保證回油孔的通暢。 綜上所述，在數(shù)控機(jī)床的使用和維護(hù)過程中必須高度重視主軸部件的潤(rùn)滑、冷卻與密封問題，并且仔細(xì)做好這方面的工作。
進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的維護(hù)與保養(yǎng)
進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)電部件主要有：伺服電動(dòng)機(jī)及檢測(cè)元件、減速機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠螺母副、絲杠軸承、運(yùn)動(dòng)部件(工作臺(tái)、主軸箱、立柱等)。這里主要對(duì)滾珠絲杠螺母副的維護(hù)與保養(yǎng)問題加以說明。
(1)滾珠絲杠螺母副軸向的間隙的調(diào)整
滾珠絲杠螺母副除了對(duì)本身單一方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)精度有要求外，對(duì)軸向間隙也有嚴(yán)格的要求，以保證反向傳動(dòng)精度。因此，在操作使用中要注意由于絲杠螺母副的磨損而導(dǎo)致的軸向間隙采用調(diào)整方法加以消除。
雙螺母墊片式消隙法：在兩個(gè)螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與固緊在套筒兩端的內(nèi)齒圈相嚙合，其齒數(shù)分別為Z1、Z2，并相差一個(gè)齒。調(diào)整時(shí)，先取下內(nèi)齒圈，讓兩個(gè)螺母相對(duì)于套筒同方向都轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個(gè)螺母便產(chǎn)生相對(duì)角位移，其軸向位移量為：
式中Z1、Z2為齒輪的齒數(shù)，Ph為滾珠絲杠的導(dǎo)程。
(2)滾珠絲杠螺母副的密封與潤(rùn)滑的日常檢查
滾珠絲杠螺母副的密封與潤(rùn)滑的日常檢查是我們?cè)诓僮魇褂弥幸⒁獾膯栴}。對(duì)于絲杠螺母的密封，就是要注意檢查密封圈和防護(hù)套，以防止灰塵和雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠螺母副。對(duì)于絲杠螺母的潤(rùn)滑，如果采用油脂，則定期潤(rùn)滑;如果使用潤(rùn)滑油時(shí)則要注意經(jīng)常通過注油孔注油。
機(jī)床導(dǎo)軌的維護(hù)與保養(yǎng)
機(jī)床導(dǎo)軌的維護(hù)與保養(yǎng)主要是導(dǎo)軌的潤(rùn)滑和導(dǎo)軌的防護(hù)。
(1)、導(dǎo)軌的潤(rùn)滑
導(dǎo)軌潤(rùn)滑的目的是減少摩擦阻力和摩擦磨損，以避免低速爬行和降低高溫時(shí)的溫升。因此導(dǎo)軌的潤(rùn)滑很重要。對(duì)于滑動(dòng)導(dǎo)軌，采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑;而滾動(dòng)導(dǎo)軌，則潤(rùn)滑油或者潤(rùn)滑脂均可。數(shù)控機(jī)床常用的潤(rùn)滑油的牌號(hào)有：L-AN10、15、32、42、68。導(dǎo)軌的油潤(rùn)滑一般采用自動(dòng)潤(rùn)滑，我們?cè)诓僮魇褂弥幸⒁鈾z查自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)中的分流閥，如果它發(fā)生故障則會(huì)造成導(dǎo)軌不能自動(dòng)潤(rùn)滑。此外，必須做到每天
檢查導(dǎo)軌潤(rùn)滑油箱油量，如果油量不夠，則應(yīng)及時(shí)添加潤(rùn)滑油;同時(shí)要注意檢查潤(rùn)滑油泵是否能夠定時(shí)啟動(dòng)和停止，并且要注意檢查定時(shí)啟動(dòng)時(shí)是否能夠提供潤(rùn)滑油。
(2)、導(dǎo)軌的防護(hù)
在操作使用中要注意防止切屑、磨?；蛘咔邢饕荷⒙湓趯?dǎo)軌面上，否則會(huì)引起導(dǎo)軌的磨損加劇、擦傷和銹蝕。為此，要注意導(dǎo)軌防護(hù)裝置的日常檢查，以保證導(dǎo)軌的防護(hù)。
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