M7120A型平面磨床“抱瓦”故障維修技術論談

摘要:M7120A型平面磨床發生了砂輪主軸軸瓦產生“抱軸”現象的分析，找出原因，并對修理裝配進行探討，提出采用定心工藝套修配主軸軸瓦的方法和工藝，嚴格控制主軸與軸瓦的同心度精度，使動壓軸承楔形間隙大小合適，以建立起良好的油膜。

關鍵詞:同心度精度 壓力油膜 定心工藝套

1 原因分析

1.1 主軸軸承工作原理

M7120A型平面磨床采用的是扇形塊可傾軸瓦軸承，全套軸承由三塊扇形塊組成(俗稱“短三瓦”)，扇形塊以其背面的球窩支承在調整螺釘的尾端球面上。球窩的中心不在扇形塊中部，而是沿圓周偏向軸頸旋轉方向的一邊，由于扇形塊是支承在球面上。所以它的傾斜度可以隨軸頸位置的不同而自動調整，以適應不同的載荷、轉速和軸的彈性變形等具體情況保持主軸與軸瓦之間的適當間隙，因而能夠建立起可靠的液體摩擦潤滑油膜。間隙的大小可用球端螺釘進行調整，其特點是:既是在空載運轉中，軸與各個軸瓦也相對于某個偏心位置上，即形成幾個承載能力的油楔，而這些油楔的支承反力有助于軸的穩定運轉。

1.2 故障產生的因素

由于潤滑油粘度的下降，使得軸承處于邊界潤滑狀況，較大的軸承載荷使磨屑微粒劃破摩擦副工作表面的潤滑油膜而呈高應力的固相接觸，產生較為強烈的變形，接觸區域有很高的溫升和局部發生固相焊合，隨即將軟面的、強度較低的軸承合金局部撕下，其中被撕下的部分軸承合金粘貼軸頸上，即產生了粘著損壞。

2 采用定心工藝套修配主軸軸瓦

2.1 主軸的修復

已磨損的主軸采用鍍鉻層以恢復原尺寸，經精磨和拋光處理，保證表面粗糙度為0.4um。軸端中心孔的修整往往容易被忽視，而修磨主軸兩端中心孔是關系到修復主軸精度的重要工序。在修研主軸中心孔時，一個手捏主軸，一手將尾架手輪輕輕調整，手捏主軸要松松緊緊，，以達到均勻研磨中心孔的要求。一端中心孔研磨結束后，再研磨另一端，經修研、測量、再修研的多次反復修正后的主軸，其各工作表面達到的精度標準:主軸軸頸相對主軸軸線的徑向跳動≤0.002mm，橢圓度為≤0.002mm，錐度在每100mm長度上為≤0.003mm，粗糙度0.8um;錐面相對主軸的徑向跳動≤0.005mm。

2.2 軸瓦的修配

2.2.1 對球面支承螺釘與軸瓦球窩面的研磨

由于軸瓦和其用于調整間隙的球面支承螺釘應是一組不可隨意調換的偶件。要求球面支承螺釘的球頭表面粗糙度為0.4um ，與軸瓦球窩面的接觸率應達到80%。因此要求對球支承螺釘與軸瓦球窩面進行研磨。

2.2.2 對軸瓦進行粗刮

為了避免修刮軸瓦時對主軸造成損傷，我們用“假軸”來進行配刮研磨。假軸的幾何形狀和尺寸精度與主軸完全一致。

M7120A型平面磨床的軸瓦系用鉛青銅制成，比較柔軟，在刮研過程中，采用淺刮工藝，下刀很輕。首先是以假軸為基準進行了粗刮，把接觸點子先刮出來，點子要均勻，點子在14~16點/25mm×25mm，刮點刀痕要交叉進行，這樣出來的點子均勻。

2.2.3 軸瓦的刮研與調整(采用定心工藝套)

軸瓦上出現均勻的點子后，還要再精刮。先裝入假軸，同時在箱體的前后孔中各裝上定心工藝套，調整球面支承螺釘，使各瓦塊剛好與主軸接觸，并保證兩端的定心工藝套都能進出自如，轉動輕便，此時表示主軸的中心與工藝套中心是一致的，達到了主軸定心的精度要求。定心工藝套內外圓的配合間隙越小，可使主軸獲得越高的定心精度。由于定心工藝套的內徑與主軸軸頸配合稍有間隙，因此主軸裝入后仍然可以轉動，在每次配研中都能起到定心找正的作用，從而縮短了刮研時間，并能克服因同心度不正而產生修刮軸瓦產生側偏差的問題。

刮研時，將預刮好的瓦和球面支承螺釘按設計要求裝入箱體孔，相互位置不可搞亂，旋轉方向也不要搞反，然后，調整間隙，使之松緊一致，并按砂輪旋轉方向轉動假軸，顯示劑即在軸瓦上顯示出點子，把所有瓦拆下進行精刮，如此反復研刮直至達到要求為止。當六塊軸瓦的接觸點在18～20點/25mm×25mm，它們的等高厚度控制在0.01mm以內。如果發現研磨后點子大小變化很大，或點子分布不均勻，就必須檢查同心度及直線度是否超差，問隙調整得是否合適，再作進一步的調整。

精刮時須淺刮，不宜深刮，點子不要過細，軸瓦在油楔大端一側要刮底一些，以便形成油楔。深刮雖然可以存油，但會造成卸荷，無法形成最大的動壓潤滑汕膜。刮研合格后，為消除刮研留下的刀痕、毛刺，提高軸瓦的粗糙度，還要進行研磨拋光，即在假軸與軸瓦之間涂上一層薄薄的研磨劑(氧化鉻用煤油調合)，仍按砂輪轉動方向轉動假軸，直至軸瓦面的粗糙度達到0.4um，與假軸頸的接觸率為80%以上為止。

2.3 砂輪架主軸的裝配與調整

為了保證磨削加工精度，主軸軸瓦間隙在前端(安裝砂輪的一端)應略小于后端，主軸在旋轉時靈活無阻滯現象。

砂輪主軸裝配好后，更換已變質的潤滑油，加入用90%煤油加10%機油配制成的潤滑油，經嚴格過濾后泵入工作室?？哲囋囓嚂r間不小于4小時，要求平穩，潤滑油油溫不得超過60C ，試車之后還要在前后軸承中各拆一塊上軸瓦，以檢查表面是否正常，檢查主軸的回轉精度，主軸定心錐面的徑向跳動允差為0.005mm，主軸的軸向竄動允差為0.01mm，方可交付使用。

3 結束語

機械制造廠M7120型平面磨床砂輪主軸軸瓦修復以后，使用至今已四年多的運行時間，主軸轉動平穩，各項精度達到技術要求，上述修理方法，工藝步驟簡單，較易掌握，可縮短修理時間，降低維修費用，對今后各類型號的磨床砂輪架修復有一定的參考價值。