機(jī)加設(shè)備滑動(dòng)部件常見(jiàn)研傷故障分析與修復(fù)

朱學(xué)輝 李海峰

摘 要：分析闡述機(jī)床滑動(dòng)部件研傷故障的原因及預(yù)防解決方法。

關(guān)鍵詞：研傷、摩擦副、油膜、滑動(dòng)軸承、導(dǎo)軌、短段熱焊法、激光熔覆技術(shù)

金屬加工設(shè)備中滑動(dòng)部件的研傷問(wèn)題普遍純?cè)谟诟鞣N加工設(shè)備中，無(wú)論是普通設(shè)備還是數(shù)控設(shè)備，普通潤(rùn)滑狀態(tài)還是靜（動(dòng)）壓部件都會(huì)伴隨著研傷問(wèn)題的出現(xiàn)，此類故障會(huì)破壞機(jī)床的加工運(yùn)行精度，同時(shí)影響機(jī)床的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)能使滑動(dòng)件終止運(yùn)行。特通過(guò)此文章與大家共同分析、探討研傷的發(fā)生原因后果及解決方案。

機(jī)床上常見(jiàn)的研傷，按產(chǎn)生的原因主要可分為兩種類型：一是粘著磨損型研傷，另一種是磨粒磨損型研傷。現(xiàn)就這兩種類型研傷產(chǎn)生的原因、預(yù)防措施及修復(fù)方法，做以具體分析。

1.粘著磨損型研傷：磨擦副在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于互相磨擦，接觸表面的材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面，致使磨擦表面產(chǎn)生了劃痕與溝槽，稱為粘著磨損型研傷。

1.1.粘著磨損型研傷的產(chǎn)生過(guò)程：滑動(dòng)表面從微觀的角度講也是凸凹不平的，當(dāng)兩個(gè)磨擦表面接觸時(shí)，由于接觸應(yīng)力的存在表面產(chǎn)生彈性、塑性變形，使接觸面積逐漸增大，長(zhǎng)期在這種情況下運(yùn)行，金屬接觸表面上將出現(xiàn)牢固的粘著點(diǎn)。接觸點(diǎn)由于摩擦因素繼而會(huì)產(chǎn)生粘著、撕脫、粘著、撕脫的循環(huán)過(guò)程，使接觸表面的材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一表面上，從而使其中一個(gè)表面（或兩個(gè)表面）上形成劃痕，也就是形成粘著磨損型的研傷。

1.2.粘著磨損型的研傷常見(jiàn)場(chǎng)合：在機(jī)床運(yùn)行初期，軸和滑動(dòng)軸承處于摩合期的磨損； 凸輪副、蝸桿副、齒輪副間的摩擦表面；機(jī)床的滑板與導(dǎo)軌在缺乏潤(rùn)滑油而導(dǎo)致干磨擦?xí)r常會(huì)產(chǎn)生此類研傷；軸與滑動(dòng)軸承當(dāng)潤(rùn)滑不良而出現(xiàn)的“抱軸”，大都會(huì)產(chǎn)生這種研傷；大型機(jī)床的導(dǎo)軌缺油引起的大面積研傷也會(huì)產(chǎn)生咬死。

1.3.粘著磨損型的研傷的影響因素及預(yù)防措施：

1.3.1.潤(rùn)滑因素：磨擦表面若始終保持足夠強(qiáng)度潤(rùn)滑油膜，就可以有效防止和控制粘著磨損型研傷的產(chǎn)生和發(fā)展。另外合理的選用潤(rùn)滑油可以保證潤(rùn)滑油膜吸附能力及油膜強(qiáng)度，提高抗研傷的能力。

1.3.2.壓力因素：粘著磨損型研傷，一般是隨著壓力的增大而增加，所以使用機(jī)床時(shí)，要避免超負(fù)荷運(yùn)行。另外，機(jī)床在大修理時(shí)，其導(dǎo)軌進(jìn)行淬火處理也有很大效果。

1.3.3.溫度的因素：在摩擦過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量過(guò)高時(shí)會(huì)破壞潤(rùn)滑油膜，使金屬接觸表面形成干摩擦或半干摩擦；重者，會(huì)使材料處于回火狀態(tài)而降低材料硬度，可見(jiàn)，選用熱穩(wěn)定性高的材料或加強(qiáng)冷卻等措施，是防止因溫度而導(dǎo)致粘著磨損型研傷的有效方法。

1.3.4.滑動(dòng)速度的因素：在壓力一定的情況下，滑動(dòng)速度小，形成潤(rùn)滑油膜的作用就減小，根據(jù)機(jī)床的使用規(guī)范合理地選擇滑動(dòng)速度可以防止產(chǎn)生粘著磨損型研傷的傾向發(fā)生。

1.3.5.表面粗糙度的因素：一般說(shuō)來(lái)，摩擦副表面光潔度越小，抗粘著磨損型研傷的能力就越大。但摩擦副表面光潔度降得過(guò)低，潤(rùn)滑劑儲(chǔ)存于摩擦面之間的環(huán)境變差，又易導(dǎo)致研傷，所以當(dāng)機(jī)床導(dǎo)軌上的花紋（即鉗工刮研紋路）磨損后，在機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，常常重新在上刮研上花紋，以便于儲(chǔ)油，預(yù)防研傷。

2.磨粒磨損型研傷：

磨粒磨損型研傷的產(chǎn)生機(jī)理： 硬顆粒進(jìn)入兩摩擦表面之間后受到兩個(gè)力的作用，垂直于表面與平行與表面的力。硬顆粒在前者作用下刺入表面，而在后者作用下產(chǎn)生切向運(yùn)動(dòng)，留下劃痕和溝槽，即研傷。主要原因在于意外磕碰滑動(dòng)面原及因外物進(jìn)入滑動(dòng)表面。

磨粒磨損型研傷的預(yù)防：

2.1.防止摩擦副表面磕傷碰傷：如已發(fā)生碰傷情況可以對(duì)產(chǎn)生的凸起和毛刺用油石或刮刀及時(shí)修平；對(duì)出現(xiàn)的凹坑要盡可能修補(bǔ)。

2.2.保持防護(hù)罩完好，一旦發(fā)現(xiàn)硬顆?；螂s物進(jìn)入摩擦面之間，應(yīng)立即排除，并查明原因防止研傷產(chǎn)生或擴(kuò)展。

3.常見(jiàn)研傷的修復(fù)方法：

3.1.滑動(dòng)軸承與軸的修復(fù)：

滑動(dòng)軸承表面被研傷后，首選的修復(fù)方案應(yīng)是油石刮研方法修復(fù)。當(dāng)軸頸有研傷后，可在強(qiáng)度允許的情況下磨削軸頸、更換滑動(dòng)軸承的方法。條件允許的情況下建議采用冷焊接技術(shù)，軸頸修復(fù)后，根據(jù)修復(fù)后軸頸尺寸重新配做滑動(dòng)軸承（或軸套）。

3.2.機(jī)床導(dǎo)軌的修復(fù)：

對(duì)于機(jī)床導(dǎo)軌的輕微研傷和擦傷，只要用刮刀或油石修復(fù)，即可繼續(xù)運(yùn)行。而對(duì)膠合性研傷，面積不大時(shí)則可采用焊補(bǔ)或充填粘補(bǔ)（如可賽新等粘接材料）的方法來(lái)修復(fù)。如研傷表面過(guò)大且研傷嚴(yán)重者則需通過(guò)精刨、精磨或粘板、鑲板等方法修復(fù)。

需要注意的是在采用冷焊修復(fù)研傷導(dǎo)軌時(shí)，焊后粗打磨時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌上有較多小圓氣孔，這是導(dǎo)軌研傷處吸油過(guò)多所致。導(dǎo)軌雖經(jīng)除油并且是預(yù)熱后施焊，但在焊接高溫下，油脂會(huì)從母材深處虹吸上來(lái)，而冷焊法的冷卻速度大，氣體來(lái)不及逸出而滯留于焊縫中以致形成氣孔。為此，除油是個(gè)關(guān)鍵步驟，為此宜采用短段熱焊法焊接。

短段熱焊法：即將施焊的焊段預(yù)熱至600-700℃，再施補(bǔ)焊，再預(yù)熱下一個(gè)焊段（600-700℃），再施焊，以此類推。由于每個(gè)焊段長(zhǎng)度控制在25-40mm，且焊接前預(yù)熱溫度高，能及時(shí)徹底清除虹吸上來(lái)的油脂，因此焊縫磨削后幾乎不會(huì)產(chǎn)生氣孔等缺陷，短段熱焊法修復(fù)導(dǎo)軌研傷的分散退步施焊焊序及焊接方向如圖所示。

短段熱焊法修復(fù)工件，工件的整體溫度仍較低，屬冷焊范疇，該方法要求氣焊工緊密配合，預(yù)熱和施工交替進(jìn)行，再加上錘擊，緩冷保溫等，操作較繁瑣。

另外逐漸興起激光熔覆技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)的特殊技術(shù)，其原理為通過(guò)在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成與其為冶金結(jié)合的添加熔覆層，加工過(guò)程中熱影響區(qū)和熱變形小，不改變基材內(nèi)部金屬性能。與堆焊、噴涂、電鍍相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆材料多等特點(diǎn)。能較好的運(yùn)用于高精設(shè)備核心部件的磨損研傷修復(fù)工作。

作者簡(jiǎn)介：

朱學(xué)輝（1976.10-），漢族，黑龍家省哈爾濱市人，哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，工程師，大專學(xué)歷，機(jī)械制造工藝及裝備