重型機床蝸桿蝸條傳動部件側(cè)隙不良的影響與修復(fù)

朱學(xué)輝

（哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150040）

0 引言

臥式鏜床、龍門銑床、落地鏜床等各種重型機床常見于各大裝備制造企業(yè)中，設(shè)備的滑座傳動部分大多采用蝸桿與蝸條副傳動機構(gòu)。蝸桿蝸條的傳動形式大體分為兩類形式：1）蝸桿僅作旋轉(zhuǎn)運動，蝸條作往復(fù)直線運動。2）蝸桿除了作旋轉(zhuǎn)運動外，還跟隨滑座作往復(fù)直線運動，蝸條則固定不動。該類設(shè)備由于長期使用經(jīng)常會出現(xiàn)滑座低速運行時的爬行故障，即滑座低速運行時運行狀態(tài)不連續(xù)，時斷時續(xù)的現(xiàn)象我們稱為爬行。

爬行檢測方法：將百分表吸附于機床導(dǎo)軌，表頭指定于滑座上，此時滑枕進行低速運行，這時滑座的運行情況將全部反映在百分表上，從百分表上可以看出一走一停的爬行現(xiàn)象。

根據(jù)多年設(shè)備大修經(jīng)驗，特對該故障作以具體分析并加以總結(jié)。通過該文章與廣大裝備維修人員共同學(xué)習(xí)探討。

1 爬行故障造成的影響

機床滑座在進行低速運動時如發(fā)生爬行故障，會導(dǎo)致加工工件的表面出現(xiàn)不規(guī)則的紋路，表面粗糙度高，情況嚴重時還會發(fā)生刀片碎裂，既影響了產(chǎn)品質(zhì)量又造成一定的安全隱患，同時運行中由于爬行所產(chǎn)生的沖擊接觸極大地降低了傳動部件的使用壽命。

2 爬行故障產(chǎn)生的主要因素分析

爬行故障的發(fā)生除了電氣因素、導(dǎo)軌副間的摩擦不良和傳動部件剛度不足等原因外，蝸桿蝸條副的配合側(cè)隙過大是造成低速爬行的主要原因。以下就蝸桿蝸條副側(cè)隙對機床運行爬行的影響作以分析。

重型機床滑座由于長期使用或潤滑不良常常導(dǎo)致蝸桿蝸條副磨損嚴重，產(chǎn)生較大側(cè)隙。當(dāng)滑座開始傳動時，由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\動狀態(tài)，如圖1所示蝸桿齒面A與蝸條齒面B接觸，當(dāng)蝸桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，將使蝸條推動整個運動部件克服摩擦阻力向箭頭所示方向進行移動，然而當(dāng)由靜摩擦轉(zhuǎn)為動摩擦的瞬間，使運動部件產(chǎn)生了一個慣性，由于這個慣性的產(chǎn)生促使滑座前進的速度高于蝸桿的推進速度，引起蝸條C面與蝸桿D面的接觸或撞擊，因而必須經(jīng)過一個周期才能使蝸桿A面再度與B面接觸。在這期間內(nèi)，運動部件失去蝸桿的推動力，由于導(dǎo)軌面摩擦阻力的存在，蝸條處于短期的靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)傳動部件再度接觸時，滑座繼續(xù)運動，以上過程會存在滑座的整個運行過程中，如此循環(huán)。所以蝸桿蝸條副的嚙合側(cè)隙越大，造成滑座的爬行狀況越嚴重。

3 針對該類故障的排除方法

圖1 蝸桿傳動示意圖

方法一：采用雙蝸桿消隙結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為主副蝸桿結(jié)構(gòu)，其中主蝸桿用于傳遞動力，副蝸桿用于消除蝸桿蝸條副的嚙合側(cè)隙，此種方法與普通臥式車床中滑板的雙螺母調(diào)隙結(jié)構(gòu)原理及數(shù)控設(shè)備中常見的可調(diào)隙滾珠絲杠絲母副原理相類似。該方法的缺點為改造成本較高，優(yōu)點是可杜絕該類問題的再度發(fā)生。

方法二：修復(fù)與補償蝸桿蝸條磨損所造成的側(cè)隙間隙（圖中M尺寸）過大的問題。根據(jù)蝸桿蝸條副的實際磨損情況,新配蝸桿的齒厚以對側(cè)隙過大的補償，使蝸桿蝸條副得以修復(fù)并保證正確的側(cè)隙，即可有效防止工作臺低速狀態(tài)下爬行故障的發(fā)生。具體實施方案如下：

為了保證蝸桿蝸條副的嚙合質(zhì)量，需要更換蝸桿時，可以先將備件蝸桿車成半成品入庫，待蝸條齒間尺寸確定后再進行精車螺紋。同時，為了防止在利用蝸桿進行研刮蝸條面時將新的蝸桿齒面拉毛，可以將舊蝸桿再精車一刀利用，但必須和配置新蝸桿在同一車床上車削螺紋。精車舊蝸桿時必須保證兩個蝸桿的齒形半角一致，達到Ⅲ級精度，在精車舊蝸桿時齒厚尺寸沒有要求，但螺紋表面粗糙度需達到Ra0.6，齒形正確，一般可采用樣板透光法檢查即可。

蝸條的配刮工藝如下：合研蝸條時先將精車后的舊蝸桿裝上做研具進行配刮，刮到蝸條齒面接觸率50%以上，再換上新蝸桿進行配刮。蝸條齒面接觸率在齒高上達到70%，在齒長方向達到60%即為合格。刮研蝸條面應(yīng)在床身與工作臺精度合格的前提下進行。新蝸桿與經(jīng)過刮研后的蝸條面之間的嚙合側(cè)隙應(yīng)為0.10～0.15 mm。該方法的缺點為：不能杜絕蝸桿蝸條副的再次磨損，使用一定周期后可能再次發(fā)生該故障，優(yōu)點為維修工期短，成本低，修后使用過程中需注意保持該部位良好的潤滑，仍能達到滿意的效果。