利用新型材料修復MG7340高精度臥軸圓臺平面磨靜壓主軸

鄭克康+李海鵬+張芊+高劍+張恂

摘要：對于機床而言，主軸的旋轉精度決定了所干零件的精度。在長期地使用過程中，主軸會因為各種原因造成磨損，進而造成精度喪失，及時地修復才能使機床為企業繼續創造價值。主軸精度的修復一直是設備維修的難點，多數情況下是整體更換主軸與軸承，成本高、時間長。本篇文章闡述了對主軸精度修復的新的方式方法，具有成本低、可靠性高、操作便捷、推廣型強等優勢。

關鍵詞：可靠；高效；便捷

一、技術要求

MG7340高精度臥軸圓臺平面磨床是天津機床廠生產的齒輪插齒刀具刃磨機床，該設備主軸為靜壓主軸，制造精度和安裝精度要求高。主軸前后支承軸承均采用小孔節流靜壓軸承，其裝配間隙和徑向間隙由主軸和軸瓦的配合精度保證，無法調節，工作時由四個節流小孔分別控制軸承的四個油腔，保證油壓為6-8公斤/平方厘米，軸向支承采用液壓靜力止推，其軸向間隙為0.03 ±0.002mm（雙面），主軸的同軸度、平行度、圓柱度等技術要求都在0.005mm以內，軸瓦和主軸的尺寸精度都在0.003以內，主軸和軸瓦之間配合間隙為0.046 ±0.002mm，這些要求都給修理帶來了許多困難。

由于年代較久，該設備在靜壓主軸壓力的保護方面存在著隱患，即當主軸靜壓壓力不足，或四腔壓力不平衡時，仍然可以啟動主軸，如果操作者不按照操作規程操作很容易引起主軸損壞。一般的修理方法無法保證。

該種型號設備是我廠唯一一臺插齒刀刃磨機床，在我廠生產中起著重要作用。在運轉過程中，如果軸與軸瓦配合間隙太小容易抱死，配合間隙過大主軸剛性降低，加工時主軸容易漂移。一般情況，當靜壓主軸抱死后，需要整體更換，一是費用高、二是時間長。

三、修復設計

經過認真分析和論證，我們采用新材料、新方法修復抱死的靜壓主軸以及軸瓦。我們選用的是“可賽新金屬修補劑”系列中的TS111鑄鐵修補 劑。

可賽新TS111鑄鐵修補劑是雙組成份，呈膠泥狀，用于鑄鐵件的修補與再生。適用于氣孔、縮孔、砂眼、裂紋等鑄造缺陷的填補及軸承座研傷、零件尺寸超差、銹蝕的修補。

該修補劑密度1.62g/cm？，抗壓強度97.8MPa，拉申強度32.5MPa，剪切強度18.9MPa，彎曲強度56.5MPa，硬度92shore D，工作溫度-60℃—+168℃。

四、具體方法

（一）配比：按兩管重量比，即A：B為7：1，操作時間200g/40-60分鐘，固化時間選用24小時。

（二）靜壓軸承的修復。

對靜壓軸瓦采用先刮去積屑瘤，用鑄鐵修補劑填充軸承瓦中拉出的印痕（拉傷嚴重不用此方法），然后研磨軸承瓦，最后拋光。

1、刮去積屑瘤。用圓弧刮刀把前后軸承瓦的積屑瘤刮去，然后用可賽新1755高效清洗劑清洗干凈（該清洗劑是金屬表面專用清洗劑，有效清除表面油污、污垢，增加修補劑、鎖固密封劑與基體的結合強度），最后在劃痕中填入鑄鐵修補劑，保溫24小時。

2、鑄鐵棒研磨。采用W7 0.006mm研磨粉和煤油進行研磨，研磨的旋轉方向要與主軸旋轉方向一致。研磨棒與軸承內孔配磨，精度要求圓柱度0.005mm，同軸度0.005mm，研磨棒直徑為軸承瓦內孔D-2d（d為研磨粉顆粒的直徑）。由于研磨時容易將孔研偏，所以要按不同尺寸做2根鑄鐵研磨棒，研磨棒要做成腰鼓形的，避免將孔研偏。然后將軸承瓦殼體安裝到搖臂鉆的工作臺面上，并找正。搖臂鉆主軸安裝好帶錐柄的小卡盤，卡住研磨棒進行研磨。

3、拋光。用羊毛氈對軸承內孔填入修補劑的部分進行拋光，拋光后表面粗糙為Ra0.4um，圓柱度為0.005mm，同軸度0.008mm。

（三）主軸的修復。

根據主軸軸頸研痕程度的不同，采用不同的方法。對于研痕較淺，可以采用金剛砂挫刀修平瘤子，TS112鋼制修補劑填充，水砂紙或金剛砂砂紙修復，最后用羊毛氈拋光。

修復后主軸精度要達到粗糙度Ra=0.4mm、同軸度0.005mm、圓柱度0.005mm，靜壓止推面對主軸中心線的垂直度0.005mm，主軸尺寸精度不小于D-0.018，這樣才能保證裝配配合間隙為0.046±0.002mm，一般情況為0.0006D，D為軸承內孔直徑。

（四）裝配調整

1、主軸裝配精度要求高，為此，采用可賽新1755高效清洗劑將各部位清理干凈。

2、裝配時將主軸軸頸上涂一層機械油，慢慢旋轉進入，然后裝入調整片，最后安裝軸承座，調整主軸徑向跳動精度0.005mm以內。

3、調整相連的電機轉子，定子的同軸度要控制在0.05mm之內，然后裝好電機定子繞組緊固螺釘，測量主軸軸向竄動，調整前后面精度，控制在0.03 ±0.002mm。

4、最后安裝電機后軸承蓋，安裝后用手盤，保證主軸轉動平穩、輕靈。

5、試車前檢查靜壓軸承液壓系統壓力值，保證各阻尼小孔暢通、進回油順暢、無漏油現象，控制主軸箱連接各部件間隙，精度達到要求，方可試車使用。

此種主軸的修復方法可以適用所有機床主軸拉傷后的修復工作。根據主軸使用環境不同，運用不同的金屬修補劑，才可以達到最佳的使用效果。

在主軸拉傷較輕的情況下使用此種方法效果最好。既節約了修理費用，又大大縮短了修理時間。修理好以后交車間，經過一年的使用，完全達到工藝要求，滿足生產需要，節約備件費用13600元。

參考文獻：

[1]《MG7340高精度臥軸圓臺平面磨床使用說明書》

作者天津市機床廠

[2]《克賽新工程膠粘劑產品手冊》

作者北京市天山新材料技術公司