5M1083A無(wú)心磨床砂輪架主軸軸承研死原因分析及其修復(fù)
某廠生產(chǎn)使用的金切設(shè)備中，有一臺(tái)海寧機(jī)床廠生產(chǎn)的M1083A無(wú)心外圓磨床。該設(shè)備的特點(diǎn)是剛性好、生產(chǎn)效率高、設(shè)備使用性能良好，能適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需要。其磨削輪、導(dǎo)輪主軸前、后軸承均采用薄膜反饋靜壓軸承，軸承為四油腔對(duì)稱結(jié)構(gòu)。該設(shè)備最近出現(xiàn)了砂輪架主軸靜壓軸承副研死故障，我們對(duì)其進(jìn)行了成功的修復(fù)。下面結(jié)合修理過(guò)程對(duì)設(shè)備發(fā)生故障的原因，靜壓軸承副修復(fù)工藝加以總結(jié)。故障原因分析砂輪架主軸(磨削輪主軸)軸承研死的原因主要在兩個(gè)方面:第一是潤(rùn)滑油泵送油油路的阻塞：第二是進(jìn)入軸承油腔主油路的阻塞。這兩個(gè)原因?qū)⒅苯訉?dǎo)致進(jìn)入軸承油腔的潤(rùn)滑油油量不足或油壓不夠而導(dǎo)致砂輪架主軸啟動(dòng)時(shí)軸承副發(fā)生研死故障。
送油油路的阻塞主要是在濾油器處。M1083A送油路上共有三重濾油器，特別是精濾器易被堵塞或?yàn)V芯紙質(zhì)溶化致使送油壓力下降，油量不足，使油壓過(guò)低，而同時(shí)主軸啟動(dòng)電器互鎖系統(tǒng)失靈，導(dǎo)致靜壓軸承副研死。
進(jìn)入軸承油腔的油路阻塞主要是在薄膜反饋節(jié)流閥間隙處。間隙嚴(yán)重阻塞時(shí)，進(jìn)入油腔的油量很少，油壓很低，主軸不能很好地在軸承中浮起，若扳動(dòng)磨削輪則轉(zhuǎn)不動(dòng)或很重，此時(shí)一旦啟動(dòng)磨削主軸則同樣引起靜壓軸承副研死。
1.2-105mm處與軸承配合間隙0.055～0.060mm2.2-?105mm橢圓度、錐度允差0.002mmM1083A砂輪架主軸簡(jiǎn)圖M1083A砂輪架主軸零件如右圖。2修復(fù)工藝我們將砂輪主軸拆下后，發(fā)現(xiàn)故障主要在主軸前軸承，后軸承則無(wú)明顯研死痕跡。首先我們用千分尺對(duì)主軸前軸頸進(jìn)行精確測(cè)量，實(shí)際尺寸為105-0.008-0.007mm，用內(nèi)徑千分表測(cè)得軸承內(nèi)孔直徑為? 105+0.048+0.051mm，由此可知其配合間隙在0.055～0.059mm之間，而靜壓軸承副的配合間隙要求為0.006D(D為主軸軸頸公稱尺寸)，M1083A主軸軸頸D=105mm，其配合間隙技術(shù)要求應(yīng)為0.063mm。設(shè)計(jì)要求的配合間隙為0.055～0.060mm，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量尺寸可知其基本能滿足主軸與軸承之間的配合間隙要求。主軸軸頸圓度誤差為0.001mm，滿足圖紙要求的0.002mm圓度允差，從而保證了設(shè)備主軸部件的回轉(zhuǎn)精度及剛度。從拆下的主軸上可以看出，主軸軸頸表面沒(méi)有太明顯的傷痕，我們將主軸在C630-1車床上對(duì)主軸軸頸進(jìn)行表面拋光，使其表面達(dá)到Ra0.8μm要求，拋光后對(duì)主軸軸頸進(jìn)行重新測(cè)量，其尺寸為105-0.010-0.008mm。另外，如果主軸軸頸表面有明顯傷痕，則必須對(duì)主軸軸頸進(jìn)行精磨，以保證表面粗糙度：如果磨削之后，軸頸變小，不能滿足主軸與軸承的配合間隙要求，則必須對(duì)主軸軸頸進(jìn)行可靠的涮鍍修復(fù)，以保證主軸———軸承副的配合間隙達(dá)到技術(shù)要求，否則將嚴(yán)重影響設(shè)備的剛性及正常工作。
檢查軸承內(nèi)孔，發(fā)現(xiàn)前軸承孔上有明顯的摩擦痕跡，而主軸軸頸等通過(guò)檢查其各項(xiàng)精度基本在允差范圍內(nèi)，排除了主軸超差因素。同時(shí)檢查潤(rùn)滑油路發(fā)現(xiàn)油路堵塞嚴(yán)重。在主軸軸頸拋光達(dá)到要求的表面粗糙度后，對(duì)軸承內(nèi)孔的修復(fù)則較為復(fù)雜，不易操作，精度不好保證。我們先根據(jù)主軸軸頸?105-0.010-0.008mm尺寸及要求的主軸與軸承之間的配合間隙0.063mm設(shè)計(jì)制作一直徑為?105+0.038+0.040mm檢驗(yàn)心軸，其錐度、圓度允差為0.002mm，作為最終檢查工具，同時(shí)設(shè)計(jì)、制作了研?105+0.038+0.040mm心棒能較順利插入軸承內(nèi)孔且用丹粉檢查心棒與軸承內(nèi)孔接觸均勻時(shí)軸承內(nèi)孔的修復(fù)就基本完成。最后，還要用內(nèi)徑千分表精確校驗(yàn)軸承內(nèi)孔尺寸。
用心棒檢驗(yàn)內(nèi)孔的優(yōu)點(diǎn)是心棒較小，在研磨內(nèi)孔時(shí)，可以隨時(shí)測(cè)量，而主軸相對(duì)太大、太重，不易搬動(dòng)。再則用心棒檢測(cè)，避免了主軸不必要的磕碰傷。
在研磨軸承內(nèi)孔時(shí)，要注意勤測(cè)量，反復(fù)修研，反復(fù)測(cè)量，直至達(dá)到各方面要求為止。應(yīng)當(dāng)注意的是，在修復(fù)研死的軸承孔時(shí)，決不能用刮刀刮削軸承內(nèi)孔，這樣極易使前、后軸承孔同軸度及所修軸承孔粗糙度超差，同時(shí)在所修軸承孔內(nèi)面上留下因刮削而產(chǎn)生的坑洼，在設(shè)備修復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)破壞主軸——軸承副壓力區(qū)的建立。
在主軸軸頸、軸承孔修復(fù)完成后，需要對(duì)潤(rùn)滑油路的所有液壓元件及油池進(jìn)行徹底的清洗。特別是薄膜反饋節(jié)流閥應(yīng)用干凈煤油進(jìn)行多次反復(fù)分解、清洗，在保證其原始間隙G0=0.07mm及潤(rùn)滑系統(tǒng)供油壓力P=1MPa前提下，其四個(gè)出油口壓力相等。在沒(méi)有阻滯的情況下，用手輕輕地轉(zhuǎn)動(dòng)主軸砂輪手感比較輕松，才可啟動(dòng)砂輪主軸，否則必須重新對(duì)薄膜反饋系統(tǒng)進(jìn)行分解、清洗。砂輪主軸啟動(dòng)后，不能急于施加負(fù)荷，必須經(jīng)過(guò)至少4h的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)異常情況發(fā)生時(shí)，才可以使之投入生產(chǎn)。至此，該靜壓軸承副研死故障已經(jīng)全部排除。