復印托瓦在重型托輥磨削中的應用

2014-03-20 07:42:39

中國設備工程 2014年12期

（1.洛陽中重設備工程工具有限責任公司；2.中實洛陽重型機械有限公司，河南洛陽 471039）

復印托瓦在重型托輥磨削中的應用

金曉英1張亮1朱雪梅2

（1.洛陽中重設備工程工具有限責任公司；2.中實洛陽重型機械有限公司，河南洛陽 471039）

介紹了復印托瓦的設計原理和制作方法，并對其在重型托輥磨削加工中的運用效果簡要加以說明。

支撐托瓦；減磨層；復?。荒ハ?/p>

長期以來，高精度、大直徑、重載的電機主軸、軋輥和精密主軸等的制造一直都存在很多難題。在重型軸類工件加工中，由于工件較大，自身重量可使工件在兩頂尖支撐時產生彎曲變形，這種形變工件在加工過程會產生離心甩力，影響加工精度，同時也極易研傷設備頂尖。為此，提出以托代頂的解決辦法。如圖1所示。

一、復印托瓦技術

圖1 軋輥磨床整體機床示意圖

以托代頂的具體制作需要考慮多方問題，如托瓦方式、托瓦材料、托瓦接觸精度等。為了確保托瓦與工件的全面接觸，采用復印托瓦技術，可讓托瓦的制作變得如蓋章一樣簡單。之所以稱之為復印，是因為該技術可以近乎完美的復制出所配合的零件外形，在理論上可達到100%的融合度，確保了結合面與零件在實際加工中的接觸度達到90%以上，有效滿足了加工需求。

復印托瓦的制作資金可較常規銅瓦節約2/3，制作周期僅需2～3天，這一實驗的成功，超出了預期的效果。

復印托瓦技術是基于流體靜、動壓特點而完成的，由于靜壓支承的運動副之間完全被油膜隔離，這就大大地減少了托瓦處的強制刮蹭與發熱，可有效保持動靜兩個相對運行的接觸面處于純液體摩擦狀態，同時保證了托瓦部位間有良好的運行精度及較小的油泵功率消耗。想很好的實現靜壓效果的機構部件，其幾何精度總誤差（包括平面度、撓曲度、平行度、同軸度等）應小于等于0.3～0.5倍油膜厚度。其油膜厚度不宜過大，否則就有可能造成工件運行速度不穩、漂移；也不能過小，以避免造成靜壓腔研傷?，F今對靜壓間隙要求保持在0.03～0.06mm之間，據此要求，靜壓托瓦的幾何精度總誤差必須保證在0.01～0.03mm之間。為此，采用復印托瓦技術。利用減磨涂層材料進行復印成型工藝，這樣復印出來的弧面不但可以保證了軸與弧面的良好接觸，免去刮研，也可以再一定程度上節約配瓦時間和成本。支撐塊可自制或直接借用機床所配的支撐塊備件，根據機床支撐輔助液壓站提供壓力、加工件自身重量及托磨處直徑推算出支撐塊上所需加工的弧度，并將加工直徑在托磨處半徑的基礎增上加3～4mm。將減磨涂層配制好后均勻涂于支撐塊圓弧面，待減磨涂層凝固后即可直接使用，并保證接觸良好。相對加工后人工多次配刮，復印托瓦技術減少了大型工件的吊裝找正等工序，有效地節約了時間和費用，提高了工作效率。

二、應用實例

在加工漢冶特鋼重154200kg、長9.5m的軋機支承輥時，就采用了復印托瓦這一技術，以托舉定位代替了頂尖孔定位的加工工藝（圖2），很好地完成了這項工作。工作過程如下所示。

（1）選用1臺磨削直徑為3m，磨削工件長度可達15m，輥頸托架支承最大重量為260t的數控重型軋輥磨床，磨削精度可達μ級。機床主要部件如圖1所示。

（2）工件精磨前，將各軸頸和錐度面進行半精車，直徑留量1.5±0.2mm。兩端軸頸各車1托架軸頸，其粗糙度Ra3.2以上，并留出二次磨削量0.8mm，各端面適當留量。由數控重型軋輥磨床將托架軸頸修正，需保證與軸徑間的同軸度，并保證圓度誤差≤0.01mm。

圖2 支承輥托磨加工現場

（3）在托架部位上采用定量配比的減磨涂層直接鋪設在支撐基體瓦上，再將工件的托架軸頸部位涂上脫膜劑并直接壓在涂層上，固化后涂層即會產生出與所需工件面一致的外形面，類似完美復印（圖3）。待托瓦制作完成后，便可用托瓦支撐工件定位，裝夾找正，保證零件旋轉跳動量≤0.01mm。為防止零件軸向竄動，在床頭、床尾頂尖孔內各加一銅質頂尖墊，保證零件磨削既不受軸向竄動的影響也不受零件本身頂尖精度的影響。

（4）選擇合適的加工參數進行磨削。實踐表明，最終效果完全達到了工件精度要求。并且在磨削過程中針對該復印托瓦的減磨材料，還特別模擬了缺油發熱實驗，證實了托瓦溫度在70℃時依然可正常工作，達到了重型軋輥的磨削工況要求。