大型旋轉(zhuǎn)工作臺主軸靜壓軸承的注膠成型工藝淺析

（中信重工機械股份有限公司洛陽中重設(shè)備工程工具有限責任公司，河南 洛陽 471039）

大型旋轉(zhuǎn)工作臺主軸靜壓軸承的注膠成型工藝淺析

姚培根 孟天宇 吳 一 張 亮

（中信重工機械股份有限公司洛陽中重設(shè)備工程工具有限責任公司，河南 洛陽 471039）

重型旋轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)靜壓軸承采用注膠方案成型，利用加工合格的工作臺及支承環(huán)、工作臺底座就可完成，達到理想的靜壓效果。

大型數(shù)控滾齒機；靜壓軸承；注膠成型

一、液體靜壓軸承簡介

液體靜壓軸承旋轉(zhuǎn)工作臺主要是針對傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)工作臺采用的大型滾動軸承在制造精度及承載能力上都達不到使用要求時設(shè)計的一種采用靜壓軸承的大型回轉(zhuǎn)工作臺。其形成主要是由：作為主軸的支承環(huán)，其外錐面上設(shè)有8個環(huán)狀徑向蓄壓槽的靜壓腔模塊；作為軸承的旋轉(zhuǎn)盤，通過外界恒流量油泵對每個靜壓腔進行恒流量供油，保證油壓不低于0.8MPa，并在壓力允許范圍內(nèi)，使其主軸與軸承之間形成負載油膜，所以沒有磨損，具有啟動功率小、精度高、油膜剛度大、能抑制油膜振蕩等優(yōu)點。靜壓軸承注膠成型結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，靜壓軸承液壓示意圖如圖2所示。

二、大直徑旋轉(zhuǎn)工作臺液體靜壓軸承不宜使用刮研工藝

圖1 靜壓軸承注膠成型結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 靜壓軸承液壓示意圖

以大型數(shù)控滾齒工作臺回轉(zhuǎn)靜壓軸承為例，工作臺總重30t，配合處內(nèi)徑尺寸小端直徑φ2 155mm、錐度1：0.182。如果要使其均勻浮起，并在其旋轉(zhuǎn)的過程中，徑向和端面跳動都在0.035mm以內(nèi)，就需要中間的靜壓軸承有著很高的精度與穩(wěn)定性。傳統(tǒng)制造工藝中，都是粘接聚四氟乙烯板或鋅鋁合金板，靠人工刮研保證。但靜壓軸承靜壓腔接觸面不宜采用刮研工藝。原因為接觸精度難以保證、工作量大、成本高及安全條件差。

三、注膠成型新工藝為機床制造解難

注膠成型工藝就是軸承與主軸的間隙通過灌膠達到全接觸，膠層固化后通過主軸的位移，達到軸承與主軸的等量間隙，形成理想的靜壓效果。采用注膠成型工藝，注膠前，除需對軸承靜壓腔體邊緣進行密封處理外，還需要將主軸與軸承的配合精度及間隙準確調(diào)整好，并進行固定，再進行注膠。該工藝優(yōu)勢，注膠在后，調(diào)整精度工藝在前，使軸承精度預(yù)先處于掌控之中；同時，軸承一次澆鑄成型，也有效解決主軸及軸承內(nèi)孔在傳統(tǒng)工藝制造中的加工誤差及裝配過程中造成的累積誤差。

四、實施方法

1.選料

選用德國摩力士減摩材料Moglice FL/P 311 CPl，此材料固化后無收縮，比重1.6，加工時間（20℃）為50h，硬化時間（20℃）為18h，抗壓強度140N/mm2，彈性模量9 100N/mm2，抗拉強度20.3N/mm2，硬度（shore D）85，工作溫度在－40～120℃、彎曲強度69.5N/mm2。

2.準備工作

（1）將加工、刮研好的工作臺吊裝到床身導(dǎo)軌上。

（2）安裝支承環(huán)，利用支承環(huán)內(nèi)孔與床身B面的定位配合，找正工作座臺內(nèi)孔A面，使支承環(huán)與工作臺在A面上進行全接觸。

（3）通過支承環(huán)上移來獲取支承環(huán)與工作臺的間隙（一般為2.8mm），根據(jù)支承環(huán)錐度及支承環(huán)與旋轉(zhuǎn)盤間的配合間隙計算支承環(huán)向上的位移量，制作臨時墊塊。

3.工藝改進

按注膠成型工藝加工靜壓腔導(dǎo)軌面、進、出膠孔，如圖3、4所示。

圖3 靜壓腔附著面加工示意圖

圖4 靜壓腔體展開圖（注膠前）

4.實施步驟

（1）先用鐵刷清理支承環(huán)與工作臺相配合面A，并用丙酮清洗一遍，再用1755EF清洗劑清洗干凈。

（2）在支承環(huán)外錐面A上用磁性貼膜制作靜壓腔模具，磁性貼膜厚度為減摩涂層厚度（2.8～3mm）。

（3）將臨時墊塊按規(guī)定位置擺放在床身上。

（4）安裝支承環(huán)，通過壓緊螺釘，使支承環(huán)靜壓腔與工作臺內(nèi)孔的配合面全接觸，確認靜壓腔支承邊密封良好后，打上定位銷。

（5）調(diào)膠，注膠：按Moglice FL/P施膠要求將膠調(diào)勻后倒入膠桶，排除膠筒內(nèi)氣體后，從注膠孔進行注膠，待膠從出膠孔溢出后，停止注膠，配以絲堵。

（6）清理：待24h膠固化后、清理殘存的膠，并查看有無注膠缺陷。

五、總結(jié)

此工藝提高了工作臺的回轉(zhuǎn)精度。經(jīng)對比，Moglice FL/P 311 CPl的抗拉強度、抗壓強度、彎曲強度、工作溫度、磨損率等均優(yōu)于聚四氟乙烯和巴式合金，且該材料具有良好的自潤滑性能，工作狀態(tài)中，在靜壓腔無油狀態(tài)下，能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)8h 而不產(chǎn)生任何研傷或劃痕。

此工藝成本比聚四氟乙烯板或巴式合金板的生產(chǎn)成本低。由于省去了刮研、合研工序，減輕了工人勞動強度；因吊裝次數(shù)減少，安全系數(shù)得以提高；工藝制造周期比粘接聚四氟乙烯板到配刮成型縮短5倍以上。

六、效果

經(jīng)1年多應(yīng)用跟蹤，證明該靜壓軸承采用注膠成型工藝是可行的，工作臺徑向定位精度≤0.035mm，端面跳動≤0.035mm，加工出的8m直徑的大齒圈齒距及周節(jié)累積誤差均達到GB/T10095.1-2001標準的7級精度。

TH133.36

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：1671-0711（2014）09-0041-02

2014-01-01）