如何排除帶鋸故障

劉新元

鉗工師傅都會接觸到這些任務:制作加工零件、安裝調試機器設備、排除檢修設備故障。在診斷設備故障時,有些任務是簡單的,比較直觀,很容易完成;而有些任務則比較復雜,故障原因潛伏很深,不容易被人捕獲到,需要依據已掌握的專業知識和實踐經驗來分析判斷,甚至要通過做實驗對比才能摸索到解決問題的辦法。筆者在排除帶鋸故障時,深有體會。

一、帶鋸的普遍故障現象

1.具體的故障現象

如圖1所示的機床,是山區人民經常用來將圓木鋸成木板的設備。其鋸片是環形的,寬度為70mm,很像皮帶傳動中的平皮帶,故人們稱之為“帶鋸”。帶鋸鋸片工作時,由上、下兩個大帶輪牽引做循環運動。圓木在工作臺上做縱向移動,被鋸片切割成一定厚度的木板。因為鋸片的運動是循環的,鋸片又很薄(約2mm),因此,帶鋸的切割效率高,鋸縫小,木材損耗也少,利用率高。這些帶鋸,大體上分成兩種,一種是專門的木器加工設備廠生產的;另一種是一些地方小工廠自己設計生產的:用型材焊接成機架,再裝上帶輪、手輪、工作臺、電機等零件,五花八門,各種款式都有。兩種類型的帶鋸款式結構雖然不盡相同,但工作原理是一樣的,都是靠帶輪牽引鋸片做循環運動,實現切割木材。

在安裝帶鋸的鋸片時,通常會調節兩個帶輪的中心距,使鋸片獲得一定的張緊力,保證鋸片切割工作段維持平直狀態。圓木切割時,切削力、沖擊力會很大。工作一段時間,帶輪會變形、磨損;嚴重時,帶輪兩端的軸承滾子會破碎,造成鋸片跑偏、松動,甚至折斷,乃至機器需要大修。這些都是帶鋸的普通故障現象。

2.排除帶鋸的普通故障

(1)帶輪變形(由圓形變為橢圓形),或過度磨損故障。帶輪直徑通常是D=600-850mm,有些更大。通過人眼觀察能感覺到它磨損或變形,用劃針盤、百分表等工量具,可以進一步定量檢測出帶輪的徑向圓度誤差值,如圖2所示。

將帶輪連同其軸裝夾在車床上,用劃針盤的劃針尖端靠近帶輪的外圓周表面,轉動帶輪,就可以看到帶輪外圓周表面時而接近劃針尖,時而遠離劃針尖;找到劃針尖距離帶輪外圓周表面的最近點和最遠點,用鋼直尺測出這兩點與帶輪表面的距離,兩者的差值,就是帶輪的圓度誤差值。這個誤差值小于1mm時,要用百分表才能測出。一般變形的帶輪,誤差值通常在0.5~5mm之間。排除這種故障,需要用車床車削帶輪的外圓,使之外形符合圓度要求(誤差值小于0.05mm)。

(2)鋸片輕度松弛故障。人的肉眼和手很容易感覺到這種現象。它主要是由于鋸片發生塑性變形,或兩個帶輪中心距調節不合適造成的。此時,只要重新調整兩帶輪中心距,使鋸片有足夠的張緊力,就可以解決問題。

(3)軸承滾子磨損過大,甚至滾子碎裂,造成帶輪振動加劇故障。這種現象,可以開動帶鋸,通過起子的改錐探聽軸承座的響聲,或者用手感受它的振動,就能診斷出大概情況。軸承座如圖3所示,打開它后,能一目了然地看到軸承的內圈、外圈、滾子、保持架的情況,可以進一步判斷是否要更換軸承。常用的軸承型號是:32014,內孔直徑d=70mm,外徑D=110mm,寬度B=25mm。如果測量出軸承內、外圈的徑向自由游隙大于0.10mm,或者看到滾子已經破碎,就必須更換軸承。

上述的三種情況,是檢修帶鋸時常見到的故障現象。這些故障比較普遍,也容易察覺,比較容易解決。

二、帶鋸頻頻發生折斷鋸片的現象

1.故障原因——帶輪未做平衡校驗

一些帶鋸用戶,由于帶輪經過多次修整,多次車削后,其輪緣厚度變得很薄,只好更換一個新帶輪,并用車床將新帶輪的外圓周表面車圓,保證其圓度誤差不超過0.05mm;但是,安裝好新帶輪后,又會碰到折斷鋸片或軸承滾子開裂的現象,而且,鋸片總是抖動得比較厲害。

筆者通過仔細對比專業廠家生產帶鋸的帶輪與用戶自己更換的帶輪,發現二者雖然圓度相同,但結構上有一點小差別。如圖4所示:專業廠家生產帶鋸的帶輪在其中一條輪幅上總有一點焊上去的配重,而用戶自己更新的帶輪沒有這點焊接的配重。正是這一小點配重,隱藏著很大的奧妙。它是帶輪做過平衡校驗的標志。

用戶自己更換的帶輪只簡單做了車削加工,只考慮到它的圓度不超差,并沒有做平衡校驗,因此,當它工作時,因為旋轉件的不平衡,就會產生劇烈振動,造成鋸片抖動,折斷鋸片;另一方面,振動會沖擊軸承滾珠,進而破壞軸承正常的工作條件,造成滾珠碎裂,由此發生重復性故障。

帶鋸的帶輪是鑄造件,材質密度分布容易出現不均勻現象,因此,出現旋轉不平衡現象的概率比較高。帶輪的軸向長度和外徑一般是:L=70mm、外徑D=600~850mm,它們兩者的比值L/D,遠小于1/5。所以,對于帶輪的質量分布,可以近似地認為在同一回轉平面內,只要做靜平衡校驗就能滿足工作要求。

2.解決方法——帶輪做靜平衡校驗

帶輪的靜平衡校驗要通過實驗的方法才能完成。由靜平衡原理可知,靜不平衡的帶輪重心偏離回轉軸線,產生重力矩,重心總是試圖處于最低標高位置。靜平衡校驗的關鍵就是要找到工件重心所處的最低位置,并做出重心的鉛垂線標記。然后,在這條鉛垂線的適當位置增加(或者減省)合適的重量,就能使工件實現靜平衡。

用水平儀將導軌式靜平衡架的兩條導軌調節成水平,使之相互平行,給帶輪裝上轉動軸,把帶輪連軸平穩放在導軌上,慢慢滾動它,使其自然停止,并通過軸心線彈一條鉛垂線,標記重心位置;然后,反方向滾動帶輪,讓其自動停止,也通過軸心線彈一條鉛垂線;反復操作,找到帶輪的實際重心處于最低點時的那條鉛垂線,并做好標記。逐步增加橡皮泥的重量,反復滾動帶輪,直到帶輪的重心盡量靠近轉軸的中心,也就是達到帶輪可以在平衡架的導軌上隨意停止,不再出現一個穩定的低重心位置。這時,帶輪就基本實現靜平衡了。通過多次工作實踐,筆者基本掌握了帶鋸帶輪的平衡配重數據,將達到靜平衡時的橡皮泥稱重,大部分是300~800克。最后,用等重量的扁鋼焊在粘橡皮泥的位置,校驗工作就完成了。將做完靜平衡校驗的帶輪重新裝上,帶鋸就可以平穩工作,不容易折斷鋸片和損壞軸承。

(作者單位:廣東省工商技工學校)