T6925/1 鏜銑床主軸箱大修

張順廷

(葫蘆島濱海水電大件制造有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島 125004)

T6925/1 落地?cái)?shù)顯鏜銑床是一臺普通型臥式鏜床，X 軸(立柱)17000 mm、Y 軸(主軸箱)6000 mm、Z 軸(滑枕)1500 mm、W 軸(鏜桿)1500 mm。由于設(shè)備役齡已超過25 年。目前主軸箱內(nèi)各部件運(yùn)轉(zhuǎn)情況不佳，主軸箱內(nèi)個別齒輪、軸承、電磁離合器磨損嚴(yán)重，有較多部件必須進(jìn)行更換，因此決定對主軸箱進(jìn)行大修。

1 主軸箱故障現(xiàn)象

主軸共有4 個擋位，經(jīng)常使用Ⅲ擋。主軸在升速過程中有丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，加工工件過程中主軸有時自動停車故障。

主軸經(jīng)常在Ⅲ檔位置，主軸75 kW 直流驅(qū)動電動機(jī)升速，但主軸轉(zhuǎn)速有時始終在一個速度轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，轉(zhuǎn)速肉眼很難辨別升速。分析原因:是否主軸變檔有故障。查找變速4 個檔位，變檔油壓正常，變檔時齒輪嚙合動作正確，變檔無故障。進(jìn)一步查找，發(fā)現(xiàn)75 kW直流電動機(jī)與主軸Ⅰ軸之間聯(lián)軸器內(nèi)部有異常響聲，初步判斷聯(lián)軸器內(nèi)部有故障。拆下直流電動機(jī)，發(fā)現(xiàn)Ⅰ軸端上的聯(lián)軸器定位鍵已經(jīng)滾鍵，Ⅰ軸上鍵槽已損壞，同時聯(lián)軸器上的鍵槽也已損壞。

由于T6925/1 鏜銑床加工產(chǎn)品任務(wù)繁重，處理方案是:在Ⅰ軸已壞鍵槽180°位置重新加工一個鍵槽，磨削Ⅰ軸上固定聯(lián)軸器位置，根據(jù)Ⅰ軸尺寸，重新配制一個聯(lián)軸器。

由于原始設(shè)計(jì)問題，Ⅰ軸外端面上未加工拔卸孔。在拆卸主軸Ⅰ軸時，在Ⅰ軸端面上焊接一個M12 螺栓，再用拔卸器，將Ⅰ軸整體拔出。拆卸Ⅰ軸上24×5 mm 齒輪時，由于聯(lián)接的比較緊，因此用油壓機(jī)將齒輪卸下。

加工完聯(lián)軸器后，安裝Ⅰ軸齒輪時，由于齒輪與Ⅰ軸過盈配合。將齒輪、Ⅰ軸聯(lián)接部位用細(xì)砂紙反復(fù)砂磨，不能將齒輪安裝到位，因此決定將齒輪加熱安裝。由于經(jīng)驗(yàn)不足，用氣割火焰在齒輪上方烘烤，因齒輪受熱不均，齒輪未能安裝到位，還有受阻部位。因此決定用小型80 t 油壓機(jī)點(diǎn)壓，將齒輪壓到位。

在未檢查Ⅰ軸軸徑跳動、齒輪齒頂跳動及齒輪端面跳動情況下，將Ⅰ軸系安裝完畢。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)在Ⅰ軸與Ⅱ軸齒輪之間有“咯、咯、咯”間斷金屬撞擊聲音，速度越高聲音越大。由于鏜銑床任務(wù)較重，決定先加工產(chǎn)品，準(zhǔn)備好更換主軸Ⅰ軸系所有部件后，再對主軸箱進(jìn)行一次大修。

出現(xiàn)金屬撞擊聲音原因分析:①在安裝Ⅰ軸上齒輪時，不能用火工烘烤齒輪，因?yàn)橛没鸸ず婵?，溫度控制不?zhǔn)，容易造成溫度過高，改變了齒輪材質(zhì)，嚴(yán)重影響部件使用壽命，同時也造成不必要的損失。②Ⅰ軸上齒輪屬于變位齒輪，要求Ⅰ軸與Ⅱ軸齒輪咬合緊密，跳動很小，用小型80 t 油壓機(jī)點(diǎn)壓，控制不住齒輪安裝定位精度。③安裝精度高的齒輪、軸承等部件，可以用特殊加熱設(shè)備，如:軸承智能加熱器;或安裝件與潤滑油同時加熱辦法，潤滑油溫度可加熱到230 ℃左右，讓被安裝件膨脹到一定尺寸后，即可安裝到位。

2 主軸箱大修前檢測

(2)主軸Ⅰ軸上24×5 mm 齒輪齒頂跳動0.22 mm，端面跳動0.10 mm，軸徑跳動0.02 mm，齒輪齒面發(fā)生敲擊性點(diǎn)蝕研損。分析原因是:用小型80 t 油壓機(jī)點(diǎn)壓齒輪，控制不住齒輪安裝定位精度，造成Ⅰ軸齒輪齒頂跳動嚴(yán)重超差。將主軸齒輪調(diào)到4 檔位置，扳動Ⅱ軸齒輪，發(fā)現(xiàn)在Ⅰ軸與Ⅱ軸之間齒輪一周內(nèi)有一硬點(diǎn)存在，必須用力，才能扳過此點(diǎn)。

(3)Ⅱ軸上嚙合59×5 mm 齒輪，齒面也發(fā)生齒面點(diǎn)蝕損壞現(xiàn)象，Ⅱ軸軸徑跳動0.05 mm，齒輪齒頂跳動0.05 mm，Ⅱ軸齒輪接觸不好。

(4)主軸Ⅲ軸檢查正常。Ⅲ軸軸徑跳動0.02 mm，齒輪跳動0.05 mm。Ⅲ軸是花鍵軸，Ⅲ軸內(nèi)側(cè)軸承支架脫開松動。

(5)Ⅳ軸檢查發(fā)現(xiàn)箱體內(nèi)端軸承保持架松動，間隙變大。

(6)檢查中發(fā)現(xiàn)鏜桿、滑枕無手動進(jìn)給。

(7)鏜桿、滑枕移動運(yùn)行不均，有竄動。

(8)滑枕移動時反映速度慢，有時正反來回點(diǎn)動后，移動正常。

更換部件準(zhǔn)備期定為1 個月。

3 處理方案

(1)針對主軸箱箱體軸孔超差，因現(xiàn)場沒有可以加工主軸箱箱孔尺寸及保證精度的設(shè)備，決定在軸承外徑鍍金屬鉻，補(bǔ)償軸承安裝尺寸鏈。

(2)更換Ⅰ軸、24×5 mm 齒輪、1 套聯(lián)軸器、兩端軸承，在Ⅰ軸外端面加工一個M16 拔卸孔。

(3)Ⅱ軸59×5 mm 齒輪，用角向砂輪機(jī)安裝細(xì)砂輪片打磨，修復(fù)齒面。

(4)更換Ⅲ軸、Ⅳ軸軸承。因Ⅳ軸軸承定位端蓋被主軸箱尾部壓住，更換軸承，需解體主軸箱與主軸箱尾部。

(5)解體鏜桿及滑枕手動進(jìn)給系統(tǒng)，修復(fù)手動進(jìn)給機(jī)構(gòu)。

(6)解體鏜桿及滑枕傳動系統(tǒng)。檢查鏜桿、滑枕傳動絲杠、絲母配合間隙，如果絲母與絲杠配合間隙超差，則需將鏜桿、滑枕絲杠在車床上修復(fù)間隙后，再檢修加工兩套絲母副。

(7)滑枕移動的7.5 kW 直流電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但有時滑枕不移動。滑枕傳動系統(tǒng):①滑枕與鏜桿移動共用一套驅(qū)動裝置6RA27;②滑枕與鏜桿變速共用2套電磁離合器——Ⅰ檔與Ⅱ檔，型號為DLM3-25，標(biāo)配是花鍵;③鏜桿與滑枕選擇電磁離合器，型號為DLM3-40，標(biāo)配是花鍵。

檢查:滑枕與鏜桿移動共用一套驅(qū)動裝置6RA27，鏜桿移動正常，說明驅(qū)動裝置6RA27 工作正常?；砼c鏜桿變速共用2 套電磁離合器——Ⅰ檔與Ⅱ檔，鏜桿運(yùn)轉(zhuǎn)正常，說明Ⅰ檔與Ⅱ檔離合器正常。測量選擇滑枕、鏜桿電磁離合器電壓為+21 V 偏低，重新檢修及調(diào)整+24 V 電源后，滑枕移動稍有好轉(zhuǎn)，但故障仍然出現(xiàn)。

用萬用表檢查電阻阻值一致，但用大一點(diǎn)螺絲刀檢查4 套離合器，發(fā)現(xiàn)選擇滑枕離合器電磁磁力偏小。當(dāng)選擇滑枕離合器得電時，用螺絲刀能撬動，其他3 套離合器吸力較大。說明此套離合器內(nèi)部有故障，處理方案是更換選擇滑枕離合器。

4 主軸箱拆卸過程中出現(xiàn)的問題

(1)主軸Ⅰ軸上24×5 mm 齒輪已打掉一個齒，斷面現(xiàn)象不是一次斷裂，斷面中間有一條橫向裂縫。通過斷面裂痕分析原因:①是否原有材質(zhì)鍛件存在隱患;②齒頂端跳嚴(yán)重超差，齒輪受力不均，由于撞擊將齒撞掉，分析原因是后者。

(2)解體鏜桿及滑枕手動進(jìn)給系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)固定進(jìn)給手輪齒輪組彈簧內(nèi)卡已損壞，造成手輪進(jìn)給有時齒輪卡不到合適位置，造成手輪不能使用。重新更換彈簧內(nèi)卡后，手輪使用功能正常。

(3)Ⅱ軸軸承外圈與端蓋未接觸，通過測量間隙為3.9 mm。為了防止出現(xiàn)部件損毀故障，重新加工一個外徑Ф160 mm、內(nèi)徑Ф128 mm、厚3.9 mm 的墊圈，消除間隙，保證Ⅱ軸系運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

5 安裝及技巧

(1)鏜桿、滑枕絲杠、絲母研配:鏜桿、滑枕絲杠、絲母有磨損，在車床上重新對兩根絲杠梯形螺紋進(jìn)行精加工。大約單邊去掉0.10 mm 左右，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，再根據(jù)絲杠尺寸修理前、后對合的銅螺母，調(diào)整好絲杠、絲母間隙后把緊。

(2)Ⅰ軸系安裝:主軸Ⅰ軸系有1 根軸、2 個軸承、1 個24×5 mm 齒輪。因?yàn)棰褫S齒輪與Ⅱ軸齒輪嚙合精度高，因此安裝時要小心謹(jǐn)慎。

由于主軸箱箱體本身已磨損，通過之前測量固定Ⅰ軸內(nèi)側(cè)軸承箱體軸承孔圓度超過0.09 mm，外側(cè)箱體軸承孔圓度為0.07 mm，但不是橢圓。因此將兩套軸承外表面各鍍一層金屬鉻后，重新在磨床上磨圓。安裝時，兩套軸承重新與箱體研配，使其接觸均勻，保證其有足夠緊力。

由于Ⅰ軸與24×5 mm 齒輪是過盈配合，過盈配合量應(yīng)在0.15～0.02 mm 內(nèi)。將軸和齒輪接觸部位用細(xì)砂紙研磨后，用兩根銅棒均勻敲擊齒端，將齒輪敲擊到應(yīng)有位置。

先將Ⅰ軸內(nèi)側(cè)軸承安裝到位，再用銅棒敲擊Ⅰ軸系外側(cè)軸承，使其均勻受力，并保證整體平穩(wěn)運(yùn)行，不能發(fā)生偏移。敲擊到位后，再用銅棒上下、前后敲擊Ⅰ軸外端面，保證兩套軸承內(nèi)部有初始間隙。將Ⅰ軸側(cè)聯(lián)軸器安裝好，用手扳動聯(lián)軸器，保證帶動主軸整套齒輪嚙合輕松，受阻力達(dá)到最小狀態(tài)。

(3)滑枕絲杠安裝:滑枕絲杠與滑枕齒輪箱相接，中間有連接方鍵，對孔較難。如果先將滑枕絲杠末端傳動裝置與滑枕側(cè)壁連接固定好后，再對應(yīng)絲杠前端與齒輪箱連接，用管鉗子扳動絲杠，很難將絲杠前端與齒輪箱連接好。辦法是將滑枕絲杠前端與齒輪箱先連接好，再固定滑枕絲杠末端傳動裝置，這樣安裝，方便準(zhǔn)確快捷。

(4)鏜桿絲杠安裝:鏜桿絲杠在鏜桿內(nèi)部，前端是支撐軸承，軸承外圈斜角度大，為了方便安裝。安裝鏜桿絲杠方法是:先將絲杠傳動裝置連接調(diào)整好間隙，整套傳動裝置固定到位后，直接用管鉗子旋轉(zhuǎn)絲杠末端，直至發(fā)現(xiàn)鏜桿前端有移動，說明鏜桿絲杠前端軸承已經(jīng)鑲嵌到軸承座內(nèi)。而如果先安裝絲杠前端軸承進(jìn)入軸承座內(nèi)，則很難安裝到位。

6 安裝過程中出現(xiàn)的故障

(1)主軸C1000964 推力軸承安裝太緊:推力軸承第一次整體安裝到位后，發(fā)現(xiàn)用手板動Ⅱ軸齒輪時，板不動。主軸推力軸承前后總共有4 套軸承，軸承之間應(yīng)留有0.02 mm 間隙。如果將推力軸承調(diào)整過緊，造成主軸旋轉(zhuǎn)受阻。因此重新調(diào)整、敲擊推力軸承、配合軸承及連接部件，間隙調(diào)到適當(dāng)。扳動Ⅱ軸齒輪時，主軸跟著旋轉(zhuǎn)，并且有一定的慣量，擰緊、壓緊螺釘后，主軸旋轉(zhuǎn)較為輕松為止。

(2)鏜桿制動離合器冒煙損壞:主軸箱大修后，出現(xiàn)鏜桿制動離合器發(fā)熱，最后出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象。查找原因:鏜桿與滑枕驅(qū)動裝置是一套6RA27，要求鏜桿動，滑枕固定制動;滑枕動，鏜桿制動。鏜桿與滑枕制動通過本身安裝的電磁離合器DLM3-25A 制動，位置相鄰，都在主軸箱末端。由于主軸箱大修過程中，連接制動的電磁離合器線號未綁緊，造成線號脫落。安裝時將鏜桿與滑枕制動電磁離合器接線連接錯誤，造成鏜桿移動時鏜桿制動，滑枕移動時滑枕制動故障。同時7.5 kW直流電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲音沉悶，電磁離合器內(nèi)摩擦片受磁力作用相互摩擦發(fā)熱，因此離合器出現(xiàn)冒煙故障。重新更換電磁離合器，正確連接接線后，故障排除。

7 結(jié)語

(1)在安裝齒輪時，不能用火工烘烤，因?yàn)榛鸸囟日莆詹粶?zhǔn)，同時溫度過高改變了齒輪材質(zhì)，嚴(yán)重影響部件使用壽命。安裝齒輪也不能用油壓機(jī)點(diǎn)壓，因?yàn)榭刂撇蛔↓X輪走向及精度要求。

(2)絲杠、推力軸承安裝時，注意安裝方案的準(zhǔn)確無誤，否則會引起不必要的返工。

(3)T6925/1 鏜銑床主軸箱大修后，主軸傳動系統(tǒng)阻力小、噪聲小，達(dá)到預(yù)期目的。