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滑动轴承修理的方法

2020-11-08 10:54

  单油楔滑动轴承机床主轴部件的修理主轴部件是机床的一个重要部件。但是如果在工作的过程中出现了故障那么该怎么维修呢?以下是学习啦小编为你整理的滑动轴承修理的方法,希望能帮到你。

  在传统机床中由于主轴变速范围不大,最高转速偏低等原因,采用滑动轴承作为主轴轴承的较多。而在各类磨床上,虽然砂轮架主轴转速较高,但因不需要经常变速,故采用滑动轴承作为砂轮架主轴轴承的也很多。因此,滑动轴承在机床上的应用可以简略地归纳为两种极端状态:一种是用作不重要的或是低转速,低载荷的主轴轴承;另一种则是用作高精度,高转速、高载荷机床的主轴轴承。滑动轴承按其在工作条件下,轴在滑动轴承中运转时的摩擦性质以及润滑油形成油膜压力的条件,通常分为动压型(动压轴承)和静压型(静压轴承)两种。前者靠主轴旋转时将润滑油带入轴承间隙中,建立油膜压力来平衡外部负载;后者靠外界油泵将压力油输入主轴与轴承间隙之间,以支承负载。近年来,随着技术的进步,又发展了一种综合动压,静压轴承特点的轴承,称为动静压轴承。当主轴转动时,润滑油被带入主铀和轴承之间所形成的楔油缝隙中,由于缝隙逐渐变窄,使油压升高,将主轴抬起而形成油楔。动压轴承按照油楔形式,可分为单油楔滑动(动压)轴承和多油楔滑动(动压)轴承。

  这两种滑动轴承都必须在主轴和轴承之间存在偏心(或称间隙)时,才有动压效应而形成油楔,且油楔位置随着载荷的方向而变化。由于油膜刚性差,因此,主轴旋转精度较低。当主轴高速旋转时,轴瓦在球面支承螺钉上可以自由摆动,以致润滑油在主轴和轴瓦间形成油楔,产生油膜压力来支承主轴负载。整体式变形轴承由五块轴瓦相互以五片厚度为0.5~0.7mm的钢片联接成为一个整体。轴承背面的五条长筋都是圆弧形的,圆弧的曲率半径小于箱体(或衬套)内孔的半径,因此轴承与箱体(或衬套)内孔是以五条线接触。并且各条长筋不在每块轴瓦的中间(对称)位置上,而是在主轴旋转方向上偏过一个角度以便形成油楔。由于轴承的背部(即圆弧形背部)母线的锥体,因此当轴承在箱体(或衬套)内孔中作轴向移动时,可使轴承产生弹性变形,用以调节主轴与轴承之间的间隙,在它的内孔中预先加工出阿基米德曲线油槽;使主轴和轴承之间形成斜楔,当主轴旋转时产生油膜压力。

  单油楔滑动轴承依靠主轴旋转时将润滑油带入主轴和轴承间隙中,产生动压效应而形成油楔。

  国内M7120型卧轴矩台平面磨床砂轮架主轴就是采用的内柱外锥形滑动轴承的,这种轴承的内孔为圆柱形,外圆为圆锥形。在轴单的外回表面上开了许多条轴向槽,用于调整间隙时均匀收缩。槽的数量多少及分布情况对轴承内孔均匀变形、圆度好坏有密切关系。另外,在轴承的轴向有一开通了的燕尾形槽,槽内有吊紧螺钉,当轴承间隙调整后吊紧该螺钉迫使轴承外圆紧贴衬套内壁,弥补轴承收缩不均匀的现象,这种轴承的致命缺点在于调节主轴与轴承的间隙时,轴承须在箱体孔中作轴向移动,以迫使轴承内孔收缩。另外,由于润滑不良,主轴轴颈与轴承内孔均会产生严重磨损,甚至抱轴咬住。修理这种类型结构比较复杂的主轴,一般至少要做到下列几步:

  (1)修复磨损后的主轴轴颈的圆度、锥度、表而祖糙度以及前后两轴颈的同轴度。一般认为用超精磨削修磨的主轴比采用研磨方法修复的主轴质量好;

  (2)用精密制造的锥体检验棒(套)检查、修复箱休内锥孔,使之达到整形公差要求;

  (3)以箱体(或衬套)内锥孔为基准,修磨轴承外锥部,使轴承外锥部与箱体内锥孔的接触率不少于80%。精磨时,轴承套在外径等于修磨后的主轴直径的心棒上,轴承内孔须调整至自由状态下与心轴直径滑动配合;

  (4)砂轮主轴及袖承外锥部修复后,即可进行轴承内孔的刮研。刮研时,用一根研磨棒代替主轴,研磨棒的尺寸分别按主轴修复后的实际尺寸和支承的内孔尺寸制造。在刮研轴承内孔达到接触点要求后,使轴承内孔尺寸调整至与研磨棒稍紧的滑动配合,这时,轴承就不再拆下,直接在箱体内进行清洗。然后用氧化铬作研磨剂对轴承进行研磨,以消除刮削寸的刀痕毛刺。正是由于这种类型的轴承结构老化,调整时不易变形或不均匀变形,人们才设法在轴承的变形槽上下功夫,或加深加宽变形槽的尺寸;或在每条变形槽内嵌入尺寸均等的竹片,以迫使轴承均匀变形:或开较多的轴向槽,使变形均匀程度有所改善,这实际上就成为以后多瓦变形轴承的基础。

  国内M7120A卧轴矩台平面磨床砂轮架主轴采用的内锥外柱形滑动轴承的,这种结构的主轴前后轴承均由内锥外柱的滑动轴承支承,主轴轴颈为1:30的锥体,轴承的径向间隙为0.005mm,由垫圈1来保证。主轴轴向负荷由止推垫圈3球形垫圈4及弹簧来承受,主轴系压力润滑,套筒2内孔在装止推垫圈3处,加工成有偏心量为0.8mm的槽,存油通过偏心槽被止推垫圈3挤入长孔,并分别压进前后轴承,再从套筒2的槽部流回,形成自动循环。主轴转动时产生油膜,油膜厚度大于0.005mm(径向),将主轴推向前方使垫圈离开前轴承端面,以减少端面摩擦发热。这种结构存在的问题为:轴承为单油楔,轴心漂移量较大。油槽位置不合理,润滑油在轴承内循环较差,油膜刚度低,轴承温升高。针对这些问题,在改进结构中,对轴承内孔开成形油楔,使主轴的强制润滑和散热条件得到改善。

  主轴部件是数控机床机械部分中的重要组成部件,主要由主轴、轴承、主轴准停装置、自动夹紧和切屑清除装置组成。数控机床主轴部件的润滑、冷却与密封是机床使用和维护过程中值得重视的几个问题。

  首先,良好的润滑效果,可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命;为此,在操作使用中要注意到:低速时,采用油脂、油液循环润滑;高速时采用油雾、油气润滑方式。但是,在采用油脂润滑时,主轴轴承的封入量通常为轴承空间容积的10%,切忌随意填满,因为油脂过多,会加剧主轴发热。对于油液循环润滑,在操作使用中要做到每天检查主轴润滑恒温油箱,看油量是否充足,如果油量不够,则应及时添加润滑油;同时要注意检查润滑油温度范围是否合适。

  为了保证主轴有良好的润滑,减少摩擦发热,同时又能把主轴组件的热量带走,通常采用循环式润滑系统,用液压泵强力供油润滑,使用油温控制器控制油箱油液温度。高档数控机床主轴轴承采用了高级油脂封存方式润滑,每加一次油脂可以使用7~10年。新型的润滑冷却方式不单要减少轴承温升,还要减少轴承内外圈的温差,以保证主轴热变形小。

  常见主轴润滑方式有两种,油气润滑方式近似于油雾润滑方式,但油雾润滑方式是连续供给油雾,而油气润滑则是定时定量地把油雾送进轴承空隙中,这样既实现了油雾润滑,又避免了油雾太多而污染周围空气。喷注润滑方式是用较大流量的恒温油(每个轴承3~4L/min)喷注到主轴轴承,以达到润滑、冷却的目的。这里较大流量喷注的油必须靠排油泵强制排油,而不是自然回流。同时,还要采用专用的大容量高精度恒温油箱,油温变动控制在±0.5℃。

  第三,主轴部件的密封则不仅要防止灰尘、屑末和切削液进入主轴部件,还要防止润滑油的泄漏。主轴部件的密封有接触式和非接触式密封。对于采用油毡圈和耐油橡胶密封圈的接触式密封,要注意检查其老化和破损;对于非接触式密封,为了防止泄漏,重要的是保证回油能够尽快排掉,要保证回油孔的通畅。 综上所述,在数控机床的使用和维护过程中必须高度重视主轴部件的润滑、冷却与密封问题,并且仔细做好这方面的工作。

  进给传动机构的机电部件主要有:伺服电动机及检测元件、减速机构、滚珠丝杠螺母副、丝杠轴承、运动部件(工作台、主轴箱、立柱等)。这里主要对滚珠丝杠螺母副的维护与保养问题加以说明。

  滚珠丝杠螺母副除了对本身单一方向的进给运动精度有要求外,对轴向间隙也有严格的要求,以保证反向传动精度。因此,在操作使用中要注意由于丝杠螺母副的磨损而导致的轴向间隙采用调整方法加以消除。

  双螺母垫片式消隙法:在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮,分别与固紧在套筒两端的内齿圈相啮合,其齿数分别为Z1、Z2,并相差一个齿。调整时,先取下内齿圈,让两个螺母相对于套筒同方向都转动一个齿,然后再插入内齿圈,则两个螺母便产生相对角位移,其轴向位移量为:

  滚珠丝杠螺母副的密封与润滑的日常检查是我们在操作使用中要注意的问题。对于丝杠螺母的密封,就是要注意检查密封圈和防护套,以防止灰尘和杂质进入滚珠丝杠螺母副。对于丝杠螺母的润滑,如果采用油脂,则定期润滑;如果使用润滑油时则要注意经常通过注油孔注油。

  导轨润滑的目的是减少摩擦阻力和摩擦磨损,以避免低速爬行和降低高温时的温升。因此导轨的润滑很重要。对于滑动导轨,采用润滑油润滑;而滚动导轨,则润滑油或者润滑脂均可。数控机床常用的润滑油的牌号有:L-AN10、15、32、42、68。导轨的油润滑一般采用自动润滑,我们在操作使用中要注意检查自动润滑系统中的分流阀,如果它发生故障则会造成导轨不能自动润滑。此外,必须做到每天

  检查导轨润滑油箱油量,如果油量不够,则应及时添加润滑油;同时要注意检查润滑油泵是否能够定时启动和停止,并且要注意检查定时启动时是否能够提供润滑油。

  在操作使用中要注意防止切屑、磨粒或者切削液散落在导轨面上,否则会引起导轨的磨损加剧、擦伤和锈蚀。为此,要注意导轨防护装置的日常检查,以保证导轨的防护。

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