平面磨床靜壓磨頭部件的常見故障及修理方法

摘 要：文章分析了靜壓主軸磨頭部件的常見故障及修理方法，涉及到了靜壓主軸的液壓原理及主軸結(jié)構(gòu)。希望通過文章的研究能夠?yàn)橄嚓P(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：液體靜壓主；磨頭主軸過熱抱死；軸瓦內(nèi)孔圓度超差

概述

機(jī)械運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副之間會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦，這一摩擦力會(huì)對(duì)機(jī)床的使用壽命和使用精度產(chǎn)生一定的影響，尤其是一些重載設(shè)備、高精密設(shè)備，為消除機(jī)械運(yùn)動(dòng)副的摩擦，提高傳動(dòng)的精度和可靠性，多采用的是液體靜壓技術(shù)使得機(jī)械運(yùn)動(dòng)的兩接觸面之間形成一層具有一定剛度和壓力的液體層，將原先傳統(tǒng)的機(jī)械接觸摩擦轉(zhuǎn)換為純液體摩擦，減小接觸面之間的摩擦力。靜壓技術(shù)在機(jī)床尤其是精密機(jī)床領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，尤其是磨削機(jī)床中需要重復(fù)往復(fù)動(dòng)作，通過采用靜壓技術(shù)可以有效的降低兩者之間的摩擦力，提高設(shè)備的加工精度與使用壽命，文章將以M7140型靜壓磨頭為例介紹靜壓技術(shù)在其上的應(yīng)用與工作原理，并對(duì)其在使用中常見的故障及故障處理方法進(jìn)行分析介紹。

1 靜壓技術(shù)在M7140型靜壓磨頭上的應(yīng)用

靜壓技術(shù)在M7140型靜壓磨頭上的應(yīng)用原理如圖1所示。

靜壓技術(shù)主要依靠的是將液壓系統(tǒng)所提供的高壓力的液壓油泵入到機(jī)械傳動(dòng)副的前后軸承各油腔內(nèi)，在主軸與軸承之間形成一層油膜，以減少主軸與軸承之間的摩擦并提高主軸的回轉(zhuǎn)精度，同時(shí)通過在磨頭上采用靜壓技術(shù)可以使得軸系獲得較高的剛性。

靜壓技術(shù)在精密機(jī)床尤其是一些重載、精密的機(jī)床中得到了較為廣泛的應(yīng)用。我公司很多磨床采用了此種靜壓磨頭部件，如：M7140平面磨床、龍門式平面磨床。

2 靜壓技術(shù)在平面磨床靜壓磨頭應(yīng)用中常見故障分析及修理方法

2.1 磨頭主軸過熱抱死

我公司M7140磨床靜壓主軸部件及龍門磨靜壓主軸部件均出現(xiàn)過磨頭主軸過熱抱死現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的主要原因是液壓油中混有雜質(zhì)。如，灰塵、鐵末等。液壓油中的雜質(zhì)會(huì)堵塞軸瓦中的細(xì)小油孔，造成部分液壓腔無(wú)液壓油，使主軸無(wú)法形成對(duì)稱的壓力油腔。主軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)不處于純液體狀態(tài)，與軸瓦摩擦造產(chǎn)生熱量。

通過對(duì)平面磨床主軸拆解后對(duì)各部件進(jìn)行檢查后發(fā)現(xiàn)主軸圓度未超差，但表面光潔度差。軸瓦內(nèi)孔圓度未超差，內(nèi)孔表面有劃痕，軸瓦斷面有劃痕。軸瓦中毛細(xì)油孔堵塞。用金相砂紙將主軸表面、軸瓦內(nèi)孔端面拋光后均可達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。

修理難點(diǎn)是，如何將軸瓦中0.5mm的毛細(xì)油孔中的雜質(zhì)清除。毛細(xì)只有將各個(gè)通油孔通開，軸瓦內(nèi)才能建立起靜壓平衡。主軸的裝配結(jié)構(gòu)如圖2所示，軸瓦裝配在鑄鐵軸套中，需制作專用拉錘將軸瓦與軸套分離。將軸瓦分離后即可對(duì)軸瓦進(jìn)行清理，通開各個(gè)通油孔。最后清理油箱并更換新的液壓油。所有修復(fù)工作都完成后即可回裝試車。

2.2 磨削活件光潔度差

我公司M7140磨床在加工活件時(shí)出現(xiàn)活件表面有橫紋，光潔度差。通過對(duì)主軸打表檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)主軸的徑向跳動(dòng)超差，致使磨削加工時(shí)砂輪產(chǎn)生較大的振動(dòng)，從而使得磨削工件表面光潔度較差。造成平面磨床主軸徑向跳動(dòng)超差的主要原因有：（1）主軸碰撞或是受力變形。（2）主軸的支持軸瓦的內(nèi)孔圓度超差。為查找問題通過對(duì)平面磨床的主軸進(jìn)行拆卸后測(cè)量，確定主軸并未產(chǎn)生彎曲變形，因此確定M7140型靜壓磨頭的主軸軸瓦內(nèi)孔磨損嚴(yán)重，致使軸瓦的內(nèi)孔圓度超差。

M1740平面磨床的主軸結(jié)構(gòu)如圖2所示，此機(jī)床的主軸結(jié)構(gòu)主要由主軸（件號(hào)1）、端蓋（件號(hào)2）、前軸瓦（件號(hào)3）、鋼套（件號(hào)5）、后軸瓦（件號(hào)6）、法蘭盤（件號(hào)7）、圓錐滾子軸承（件號(hào)8）、調(diào)整螺母（件號(hào)9）、電機(jī)軸（件號(hào)10）、電機(jī)轉(zhuǎn)子（件11）、壓蓋（件號(hào)12）、圓螺母1（件號(hào)13）、定位套（件號(hào)14）、軸承（件號(hào)15）、墊1（件號(hào)16）、墊2（件號(hào)17）、圓螺母2（件號(hào)18）、端蓋2（件號(hào)19）組成。

靜壓主軸部件屬于高精度機(jī)床部件，其各結(jié)構(gòu)部分精度保證與否對(duì)平面磨床的磨削精度會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。通過圖2可以確定，平面磨床的磨頭部分在支撐上采用的是前后兩個(gè)軸瓦的支撐模式，靜壓技術(shù)應(yīng)用于其中，在軸瓦的前端開有深度為0.8mm，寬度4mm的兩個(gè)回油槽。軸瓦的加工及裝配精度會(huì)對(duì)M7140型靜壓磨頭的使用質(zhì)量產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。軸瓦與主軸在直徑方向上的間隙為0.07mm，可依照此數(shù)據(jù)進(jìn)行故障查找及精度修復(fù)。主軸拆卸后發(fā)現(xiàn)造成軸振動(dòng)的主要原因是軸瓦內(nèi)孔圓度超差，致使靜壓平衡被破壞，造成主軸在回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。

修復(fù)軸瓦內(nèi)孔，恢復(fù)軸瓦內(nèi)孔的圓度也可以用研磨的方法。首先用鑄鐵料制作三根尺寸不等的研磨棒，三根尺寸不同的研磨棒分別用于對(duì)軸瓦內(nèi)孔進(jìn)行粗研和精研的修復(fù)研磨，根據(jù)軸瓦的大小需要將研磨棒的長(zhǎng)度統(tǒng)一為600mm，且研磨棒需要做成腰鼓形。將主軸的軸瓦與鋼套進(jìn)行統(tǒng)一的裝配，在裝配時(shí)要注意保護(hù)軸瓦表面油路。使用車床的卡盤對(duì)軸瓦與鋼套進(jìn)行裝夾定位，并注意軸瓦表面找平以確保裝夾的垂直性。在使用研磨棒進(jìn)行研磨時(shí)需要用天車吊研磨棒做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并使用人工使研磨棒繞軸瓦軸線進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。研磨按照先粗后精的步驟進(jìn)行，精研時(shí)用外徑尺寸比軸瓦內(nèi)徑小0.015-0.025mm的研磨棒進(jìn)行干研。干研時(shí)要控制研磨的次數(shù)，待研磨后軸瓦內(nèi)孔表面光潔度可達(dá)？犖0.8以上時(shí)回裝試車。

3 結(jié)束語(yǔ)

靜壓主軸部件在機(jī)床中大量應(yīng)用，使機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造水平上了一個(gè)新臺(tái)階，也給機(jī)床的維修帶來(lái)了新難題。靜壓主軸的修理過程比較復(fù)雜精細(xì)，修理工期長(zhǎng)，容易影響生產(chǎn)。所以，平時(shí)的維護(hù)保養(yǎng)工作是至關(guān)重要的。

參考文獻(xiàn)

[1]廣州機(jī)床研究所.液體靜壓技術(shù)原理及應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[2]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版第二卷）[M].化學(xué)機(jī)械工業(yè)出版社.

[3]上海機(jī)床廠.磨床液壓[M].