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磨床砂輪主軸軸承故障成因與處理

文章編輯:【本站】发布日期:2021-08-03 16:12:02

在現有柴油機零部件制造業當中,磨床在機加工中占有重要的地位,特別是曲軸和凸輪的加工中,磨床的加工精度直接影響産品的加工精度。磨床制造業在不斷的發展和進步,通過采用正確的修理手段和操作,能夠促進磨床砂輪主軸軸承維修技術不斷地提升。通過多年的研究和維修經驗,筆者積累了豐富的理論經驗,並且得出了一定的效果。
磨床的砂輪主軸是重要的部件,一般來說,小型的磨床是滾動的軸承結構,大型的砂輪采用的是液體靜壓軸承結構。因爲靜壓軸承摩擦因數小,精度很高,對于磨床砂輪來說,其在啓動的時候形成一定的油膜,油膜過多或者過少都會嚴重阻礙磨床的壽命。
1 磨床砂轮主轴轴承概述及特性
1.1 磨床砂轮主轴承概述
磨床砂輪主軸軸承的質量直接影響了加工工件的質量和穩定性,一般具有滾動的軸承和滑動軸承兩大類[1]。但是,現有的主滑動軸承發展水平較高,對于現有的動壓軸承、靜壓軸承及動靜壓軸承研究已久,一般來說采用的雷如果方程計算邊界條件。下圖是磨床砂輪主軸承結構圖如圖1所示。
1.2 磨床砂轮主轴轴承的分类(静压、动压)
一般來說,磨床砂輪主軸軸承分爲靜壓軸承和動壓軸承。其相關原理如下所述。
1.2.1 静压轴承
磨床砂輪主軸靜壓軸承工作原理是在啓動油泵時,通過節流器等環節,使得主軸頸出現一定的油膜,從而使其與軸承之間産生間隙,通過一定的節流器的作用,使得油通過必要的回油泵使得油回至油箱內[2]。因爲其具有整體結構簡單、安裝方便和精度高等因素,使得其廣泛被應用。
1.2.2 动压轴承
動壓軸承[3]具備運動平穩的特點,同時具有一定的抗震性、回轉速度較高等特點。但是,其需要一定的轉速才能産生壓力油膜,使其實現純液體的摩擦等。因此,這種環境下不適用在低速環境下運行。
1.3 磨床砂轮主轴轴承动力特性(静压、动压)
1.3.1 静压轴承
靜壓軸承能夠在完全靜止的環境下,建立起必要承載的油膜。在啓動靜壓軸承的轉子時應先啓動靜壓的潤滑系統,保證系統能夠持續穩定的進行。換句話說,在其軸承系統進行工作時,主軸出現了一定的壓力油膜,在主軸進行必要的旋轉時,使得其軸承間出現一行的階梯效應,形成一定的動力油膜,因此形成動壓軸承系統等。靜壓軸承最大的特點是需要必要的油泵系統提供壓力油。
1.3.2 动压轴承
動壓軸承啓動力矩較大,且容易發熱,在其主軸工作條件不同時,其相關的精度和穩定性也不近相同。動壓軸承無需額外的壓力系統。
2 磨床砂轮主轴轴承维修经验总结
2.1 主轴轴承故障的主要原因
2.1.1 主轴轴承装配调整不合理
实践证明,在滑动轴承为结构的主轴轴系中,同样精度的主轴和轴承,装配得好,可以提高主轴的旋转精度及轴承的使用寿命,装配得不合理,将导致主轴旋转精度的超差[4],由此看来,正确、合理地选择装配调整方法是提高主轴旋转精度的重要一环。必须保证主轴装好后与体壳孔的前后轴线同轴度在0.01 mm内。保证主轴与轴承间的间隙,必须在0.01 mm~0.015 mm,但以调整到0.01 mm最为适。调整必须耐心细致,才能调到合适的间隙,调整到合适的间隙后,用手转动主轴(转动主轴方向应与机床转时主轴旋转的方向一致),此时应转动轻松,无阻滞感觉。
2.1.2 材料质量差
一般來說,主軸軸承本身的材料會嚴重制約軸承本身的質量[3]。從主軸本身的制作工藝和質量來說,與國外有著嚴重的差距,但是就材料本身來說是主要的因素。磨床砂輪主軸和軸瓦在運行過程中需要對轉速和轉矩進行傳遞,與此同時,需要承載必要的載荷,這就意味著會産生摩擦和磨損等問題,同時,由于軸承主軸的制作精度和質量未達國家規定的標准,造成軸瓦出現砂眼、氣孔和疏松等現象。現有的主軸承材料甚多,應該注重考慮主軸承設計的手段、環境和制作工藝(例如:材料本身、工藝制備、服役條件和制造成本等)。
2.1.3 润滑不良
一般來說,油膜的壓力與油黏度成正比,油膜壓力越大則相應的油黏度也越大,則相應的摩擦阻力也逐漸增大,說明潤滑油的油性過于稠密,造成主軸嚴重的發熱現象。作爲主要支撐部件的主軸軸承部件,在整個運動機制中占據了重要的作用,一旦有異物將節流器的小孔堵住或者將油腔的油面刮開,就會造成阻液的減少,從而導致軸承內部的壓力消失,大大降低軸承的承載能力,使得外部的載荷偏移至軸承邊部,從而造成軸承被研的現象。運動機制過程中逐漸形成一定的油膜,有效地降低主軸與軸瓦之間的摩擦和損耗,選擇合適的潤滑油,則可能有效延長軸承的使用壽命。一般來說,采用的是自動潤滑油系統,通過設置科學合理的潤滑參數以及合理選擇潤滑油的黏度,通過及時有效的設備維護,能夠保證設備可以長期有效的運行。
2.1.4 主轴油的清洁度达不到要求
油膜的壓力與油黏度成正比,壓力越大,則相應的黏度也越大。不清潔的潤滑油等環境因素則會導致主軸的磨損度,同時也會加速磨損的速度,較輕的結果只是導致主軸軸頸與軸承表面簡單的起球,嚴重的情況則會導致主軸軸頸與軸承的拉毛、燒瓦燒軸抱死等,介于軸瓦與軸頸之間的間隙非常的微小,一旦主軸油的清潔度達不到要求,則會造成嚴重的後果,出現主軸抱死情況,一般來說,主軸油一般用N2或N5。
2.2 故障原因分析与处理
就主軸承本身來說,價值不高,但是一旦遭受一定的損害,會造成巨大的風險,因此,必要的故障分析迫在眉睫。主軸承其出現故障和損害的因素很多,通過一定的取證,不能給與一定的定行性和結果。在對故障的主軸承進行拆卸分析,有的部分顯示出軸承受到嚴重的損害,更有甚者出現燒軸、燒瓦現象,或者出現抱軸現象。就相應的問題進行細化得分析得出以下故障原因。1)故障主軸軸承的潤滑受阻或者缺油的現狀,首先需要對其相應維護記錄進行詳細的查詢,當軸承排油正常時,則顯示工作是正常穩定的,則說明潤滑現象良好。拆解之後發現,軸承周圍的殘留的相關油脂過于繁多,造成潤滑作用不夠明顯,同時嚴重制約潤滑的效果。2)由于主軸油的清潔度差,有異物將節流器的小孔堵住或者將油腔的油面刮開,造成主軸抱死的現象,使得軸頸出現一系列的毛刺現象甚至主軸發熱造成軸頸裂,主軸報廢。其軸承故障點如圖2所示。3)薄膜反饋節油器失。4)軸承的運輸過程,在對運輸過程中發現,通過對比要的運輸過程予以一定的追溯、分析和研究,得出在進行運輸過程中,設備齊全且符合標准和要求,不能造成軸承損害的可能,也就排除運輸過程造成的損害。在進行系統分析和研究上,將軸承進行徹底清洗的清潔工作,同時保證對各處的研傷進行修磨處理,保證軸承在最優狀態下工作。
3 注意事项与结论
3.1 注意事项
必要時,對砂輪主軸進行平衡測試;同時,對相關的主軸和相應的軸承進行有效的配合,應該符合國家標准A級;在對砂輪的靜平衡時應該至少滿足對其8處點的有效的平衡,對于新的砂輪來說,必要時,應該進行兩次的平衡,在進行平衡時候應該使用冷卻液;在對主軸和和軸瓦間的間隙應該科學的設置,避免漂浮現象的發生,同時保證主軸與軸瓦間接觸性良好等;同時在保證試車時,避免放置軸承間隙過小,造成拉毛和起線等現象;軸承溫度不宜過高,必要時加大油量、強制通風等手段。
3.2 结论
隨著研究的深入,就會面臨著對磨床更多問題,這不但需要不斷的探索和鑽研,學習國外先進的技術水平,更重要的有效地提升自己相關技術水平和創新力,在創新中不斷提升磨床砂輪主軸承維修的水平,降低了企業的額外開銷,最大化提升經濟效益。


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