A802S2500型橋殼專用磨床故障分析及改進

溫承欽

（重慶公共運輸職業(yè)學(xué)院，重慶 402247）

1 問題

西德A802S2500型橋殼專用磨床，用于組合磨削重型汽車斯太爾系列中、后驅(qū)動橋橋殼70工序兩端軸管軸承支承外圓，屬于橋殼加工的關(guān)鍵工序設(shè)備。

2015年7月開始，該磨床磨削加工的橋殼，兩端軸管支承外圓形位公差開始發(fā)生偏差，對相關(guān)的人、料、法、環(huán)、測進行檢查排查，均未發(fā)生變化，屬正常情況，為此初步判斷為磨床砂輪磨頭異常。拆解磨床砂輪磨頭，檢查主軸與主軸支承軸瓦配合間隙，實測前端配合間隙值（0.11～0.155）mm，后端配合間隙值（0.125～0.165）mm，查閱設(shè)備說明書，該部位配合間隙要求（0.02～0.03）mm；分析實測數(shù)據(jù)，磨床磨頭主軸與軸瓦已存在嚴重的磨損，為此歷時3個月花費26萬元人民幣重新配磨新制一副主軸與軸瓦合件對設(shè)備進行恢復(fù)。

2 原因分析

西德A802S2500橋殼專用磨床的砂輪磨頭結(jié)構(gòu)為動靜壓式。動靜壓磨頭特點是采用整體式軸承與表面深淺腔結(jié)構(gòu)，油腔軸承系統(tǒng)工作時主軸被一層壓力油膜浮起，主軸經(jīng)電機驅(qū)動懸浮在軸承內(nèi)腔做旋轉(zhuǎn)運動，從而提高軸承壽命并有良好的精度保持性。當電機驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)時，軸承油腔內(nèi)由于階梯效應(yīng)自然形成動靜壓承載油膜，軸承成為具有靜壓壓力場的動壓滑動軸承。與3塊、5塊瓦比較，動靜壓軸承為整體式結(jié)構(gòu)，軸承與箱體孔接觸面積大，為剛性連接，使油膜剛度得到充分的發(fā)揮利用。主軸工作時，油膜剛度是軸承靜態(tài)剛度與動態(tài)剛度的疊加，有很強的承載能力。壓力油膜的“均化”作用可使主軸回轉(zhuǎn)精度高于軸頸和軸承的加工精度。

動靜壓磨頭專設(shè)一個液壓站，機床上電后，啟動液壓站，壓力增加到3 MPa，壓力開關(guān)接通，默認動靜壓油腔內(nèi)已形成承載油膜，電機驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)。然而這一過程存在的缺陷是：壓力達到3 MPa為液壓“起點”檢測，當出現(xiàn)油液臟、后端油液不暢的情況，主軸箱前、后腔動靜壓油腔內(nèi)未達到1 MPa以上的壓力，就無法形成承載油膜，又無法觀察或者檢測，這樣動靜壓油腔內(nèi)形成的承載油膜實際壓力未達到旋轉(zhuǎn)要求，而主軸開始旋轉(zhuǎn)工作，造成主軸、軸瓦潤滑不良狀況下長期運行，導(dǎo)致磨損配合間隙過大。

3 解決措施

（1）增加2個電節(jié)點壓力表（圖1），分別檢測主軸箱前腔和后腔潤滑油壓力，2個壓力表壓力必須全部達到1 MPa以上，并且2個壓力表電節(jié)點接通，才能啟動砂輪主軸。砂輪啟動正常運行時，壓力會達到3 MPa，并與PLC連接控制（圖 2）。

（2）增加一個油溫控制器，對潤滑油進行溫度控制，防止?jié)櫥蜏囟壬?，影響主軸運行。

圖1 改造后的專用磨床

圖2 PLC控制程序截圖

（3）提高主軸潤滑油液更換頻率，并嚴格執(zhí)行潤滑油過濾操作規(guī)程。

4 結(jié)語

A802S2500橋殼專用磨床改造后，經(jīng)2 a運行狀態(tài)良好，證明故障原因分析是正確的，改造后磨床故障得以排除，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，設(shè)備參數(shù)維持新制狀態(tài)。