機(jī)床滑動(dòng)軸承修理的方法與技巧
發(fā)布時(shí)間:2021.12.30 瀏覽次數(shù):
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?
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,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。并且各條長筋不在每塊軸瓦的中間(對稱)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。
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
國內(nèi)M7120型臥軸矩臺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,由于潤滑不良,主軸軸頸與軸承內(nèi)孔均會產(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
國內(nèi)M7120A臥軸矩臺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擠入長孔,并分別壓進(jìn)前后軸承,再從套筒2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,潤滑油在軸承內(nèi)循環(huán)較差,油膜剛度低,軸承溫升高。針對這些問題,在改進(jìn)結(jié)構(gòu)中,對軸承內(nèi)孔開成形油楔,使主軸的強(qiáng)制潤滑和散熱條件得到改善。