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0 引言
磨床的砂輪主軸是重要的部件,雖然磨床砂輪成本不高,但嚴(yán)重制約磨砂主軸的進(jìn)步和發(fā)展。一般來說,小型的磨床是滾動的軸承結(jié)構(gòu),大型的砂輪采用的是液體靜壓軸承結(jié)構(gòu)。因?yàn)殪o壓軸承摩擦因數(shù)小,精度很高。對于磨床砂輪來說,其在啟動的時候形成一定的油膜,油膜過多或者過少都會嚴(yán)重阻礙磨床主軸的壽命。為此,降低砂輪主軸軸承的故障是我們一直在探索的問題。以找出原因進(jìn)行修理工藝和裝配調(diào)整方法的改進(jìn)來提高砂輪主軸軸承的壽命。
1、磨床砂輪主軸軸承概述及特性
1.1 磨床砂輪主軸承概述
磨床砂輪主軸軸承的質(zhì)量水平好壞直接影響加工工件的質(zhì)量和穩(wěn)定性,一般具有滾動的軸承和滑動軸承兩大類。但是,現(xiàn)有的主滑動軸承發(fā)展水平較高,對于現(xiàn)有的動壓軸承、靜壓軸承及動靜壓軸承研究已久,一般來說采用的雷若方程計(jì)算邊界條件。磨床砂輪主軸承結(jié)構(gòu)圖如圖 1。
圖 1 砂輪主軸結(jié)構(gòu)圖
1.2 磨床砂輪主軸軸承的分類(靜壓、動壓)
一般來說磨床砂輪主軸軸承分為靜壓軸承和動壓軸承。其相關(guān)原理介紹如下:
(1)靜壓軸承
磨床砂輪主軸靜壓軸承工作原理是:在啟動油泵時,通過節(jié)流器等環(huán)節(jié),使得主軸頸出現(xiàn)一定的油膜,從而使其與軸承之間產(chǎn)生間隙,通過一定的節(jié)流器的作用,使得油通過必要的回油泵使得油回至油箱之內(nèi),靜壓軸承工作原理圖如圖 2 所示。因?yàn)槠湔w結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,精度高等因素,使得其廣泛被應(yīng)用。
圖 2 靜壓軸承動作原理
(2)動壓軸承
動壓軸承具備運(yùn)動平穩(wěn),同時具備一定的抗震性,回轉(zhuǎn)速度較高等特點(diǎn)。但是其需要在一定基礎(chǔ)上的運(yùn)轉(zhuǎn)速度基礎(chǔ)上才能產(chǎn)生一定的壓力油膜,使得其能夠?qū)崿F(xiàn)純液體的摩擦等。因此,這種環(huán)境下不適用于低速環(huán)境下運(yùn)行。
1.3 磨床砂輪主軸軸承動力特性(靜壓、動壓)
(1)靜壓軸承
靜壓軸承能夠在完全靜止的環(huán)境下,建立起必要承載的油膜。在啟動靜壓軸承的轉(zhuǎn)子時應(yīng)先啟動靜壓的潤滑系統(tǒng),保證系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行。換句話說,在其軸承系統(tǒng)進(jìn)行工作時候,主軸出現(xiàn)一定的壓力油膜,在主軸進(jìn)行必要的旋轉(zhuǎn)時,使得其軸承間出現(xiàn)一行的階梯效應(yīng),自然而然形成一定的動力油膜,因此形成一定的動壓軸承系統(tǒng)等。靜壓軸承最大的特點(diǎn)是需要必要的油泵系統(tǒng)提供壓力油。
(2)動壓軸承
動壓軸承啟動力矩較大,且容易發(fā)熱,在其主軸工作條件不同時,其相關(guān)的精度和穩(wěn)定性也不近相同。動壓軸承無需額外的壓力系統(tǒng)。
2、磨床砂輪主軸軸承維修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
2.1 主軸軸承故障的主要原因
(1)主軸軸承裝配調(diào)整不合理
實(shí)踐證明,在滑動軸承為結(jié)構(gòu)的主軸軸系中,同樣精度的主軸和軸承,裝配得好,可以提高主軸的旋轉(zhuǎn)精度及軸承的使用壽命,裝配得不合理,將導(dǎo)致主軸旋轉(zhuǎn)精度的超差,由此看來,正確、合理地選擇裝配調(diào)整方法是提高主軸旋轉(zhuǎn)精度的重要一環(huán)。必須保證主軸裝好后與體殼孔的前后軸線同軸度在 0.01mm 內(nèi)。保證主軸與軸承間的間隙,必須在 0.01 ~0.015 mm 之間,但以調(diào)整到 0.01 mm 最為適。調(diào)整必須耐心細(xì)致,才能調(diào)到合適的間隙,調(diào)整到合適的間隙后,用手轉(zhuǎn)動主軸(轉(zhuǎn)動主軸方向應(yīng)與機(jī)床轉(zhuǎn)時主軸旋轉(zhuǎn)的方向一致),此時應(yīng)轉(zhuǎn)動輕松,無阻滯感覺。
(2)材料質(zhì)量差
一般來說,主軸軸承本身的材料會嚴(yán)重制約軸承本身的質(zhì)量。根據(jù)主軸本身的制作工藝和質(zhì)量來說,與國外有著嚴(yán)重的差距,但是就材料本身來說是主要的因素,就其制作工藝、軸承的設(shè)計(jì)等方面來說是次之。磨床砂輪主軸和軸瓦在運(yùn)行過程中需要對轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行傳遞,與此同時需要承載必要的載荷,這就意味著會產(chǎn)生摩擦和磨損等問題,同時其工藝制作的精度和質(zhì)量未達(dá)到國家規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),軸瓦出現(xiàn)砂眼和氣孔等現(xiàn)象,嚴(yán)重的是材料出現(xiàn)一定疏松的情況等,使得磨床砂輪主軸軸承的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。
(3)潤滑不良
一般來說,油膜的壓力與油粘度成正比,換言之就是壓力越大則相應(yīng)的粘度也越大,則相應(yīng)的摩擦阻力也逐漸增大說明潤滑油的油性過于稠密則會造成主軸嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象。作為主要支撐部件的主軸軸承部件來說,在整個運(yùn)動機(jī)制占據(jù)重要的作用,因?yàn)槠湓谛D(zhuǎn)的過程中逐漸形成一定的油膜,有效的降低主軸與軸瓦之間的摩擦和損耗,選擇合適的潤滑油,則可能有效的延長軸承的使用壽命。一般地,采用的是自動潤滑油系統(tǒng),通過有效的設(shè)置科學(xué)合理的潤滑參數(shù)以及合理選擇潤滑油的粘度,通過及時有效的設(shè)備維護(hù),能夠保證設(shè)備可持續(xù)長期的有效運(yùn)行。
(4)主軸油的清潔度達(dá)不到要求
油膜的壓力與油粘度成正比,換言之就是壓力越大則相應(yīng)的粘度也越大。則不清潔的潤滑油等環(huán)境因素則會導(dǎo)致主軸的磨損度,同時也會加速磨損的速度,較輕的結(jié)果只是導(dǎo)致主軸軸頸與軸承表面簡單的起球,嚴(yán)重的情況則會導(dǎo)致主軸軸頸與軸承的拉毛、燒瓦燒軸抱死等,介于軸瓦與軸頸之間的間隙非常的微小,一旦主軸油的清潔度達(dá)不到要求,則會造成嚴(yán)重的后果,導(dǎo)致主軸抱死情況的發(fā)生。
2.2 故障原因分析與處理
通過必要的研究和分析,得出:就主軸承本身來說,價值不高,但是一旦遭受一定的損害,會造成巨大的風(fēng)險,因此,必要的故障分析迫在眉睫。同時主軸承其出現(xiàn)故障和損害的因素很多,通過一定的取證,不能給與一定的定行性和結(jié)果。在對故障的主軸承進(jìn)行拆卸分析,有的部分顯示出軸承受到嚴(yán)重的損害,更有甚者出現(xiàn)燒軸燒瓦現(xiàn)象,或者出現(xiàn)抱軸現(xiàn)象。就相應(yīng)的問題進(jìn)行細(xì)化得分析得出以下故障原因:
(1)故障主軸軸承的潤滑受阻或者缺油的現(xiàn)狀,首先需要對其相應(yīng)維護(hù)記錄進(jìn)行詳細(xì)的查詢,當(dāng)軸承排油正常時,則顯示工作是正常穩(wěn)定的,則說明潤滑現(xiàn)象良好。但是對其在拆解之后發(fā)現(xiàn),軸承周圍的殘留的相關(guān)油脂過于繁多,造成潤滑作用不夠明顯,同時嚴(yán)重制約潤滑的效果。
(2)由于主軸油的清潔度差,有異物將節(jié)流器的小孔堵住或者將油腔的油面刮開,造成主軸抱死的現(xiàn)象,使得軸頸出現(xiàn)一系列的毛刺現(xiàn)象甚至主軸發(fā)熱造成軸頸裂,主軸報(bào)廢。其軸承故障點(diǎn)如圖 3 所示。
圖 3 軸承故障點(diǎn)
(3)薄膜反饋節(jié)油器失靈。
(4)軸承的運(yùn)輸過程,在對運(yùn)輸過程中發(fā)現(xiàn),通過對比要的運(yùn)輸過程予以一定的追溯、分析和研究,得出在進(jìn)行運(yùn)輸過程中,設(shè)備齊全且符合標(biāo)準(zhǔn)和要求,不能造成軸承損害的可能,也就排除運(yùn)輸過程造成的損害。在進(jìn)行系統(tǒng)分析和研究上,將軸承進(jìn)行徹底清洗的清潔工作,同時保證對各處的研傷進(jìn)行修磨處理,保證軸承在最優(yōu)狀態(tài)下工作。
3、注意事項(xiàng)與結(jié)論
3.1 注意事項(xiàng)
必要時,對砂輪主軸進(jìn)行平衡測試;同時,對相關(guān)的主軸和相應(yīng)的軸承進(jìn)行有效的配合,應(yīng)該符合國家標(biāo)準(zhǔn) A 級;在對砂輪的靜平衡時應(yīng)該至少滿足對其 8 處點(diǎn)的有效的平衡,對于新的砂輪來說,必要時,應(yīng)該進(jìn)行兩次的平衡,在進(jìn)行平衡時候應(yīng)該使用冷卻液;在對主軸和和軸瓦間的間隙應(yīng)該科學(xué)的設(shè)置,避免便喲的漂浮現(xiàn)象的發(fā)生,同時保證主軸與軸瓦間接觸性良好等;同時在保證試車時,避免放置軸承間隙過小,造成拉毛和起線等現(xiàn)象;軸承溫度不宜過高,必要時加大油量、強(qiáng)制通風(fēng)等手段。
3.2 結(jié)論
伴隨著深入的研究和分析,就會面臨著對磨床更多問題的研究和發(fā)現(xiàn),這就要求我們需要不斷的探索和鉆研,學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的技術(shù)水平,有效地提升自己相關(guān)技術(shù)水平,通過在研究中創(chuàng)新,在創(chuàng)新中改進(jìn)相關(guān)維修技術(shù),有效的提升磨床砂輪主軸承維修的水平,降低了企業(yè)的額外開銷,最大化提升經(jīng)濟(jì)效益。