王尚銀,孫睿霞,李保平
(1.寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院,寧夏 銀川 750021;2.北京聯(lián)合大學(xué),北京 100101;3.寧夏新瑞長(zhǎng)城數(shù)控機(jī)械有限公司,寧夏 銀川 750021)
機(jī)械設(shè)備維修從廣義的講就是為了保持設(shè)備性能而進(jìn)行的所有活動(dòng)。如為了保持設(shè)備使用性能的穩(wěn)定性而進(jìn)行的日常維修;為了測(cè)定設(shè)備目前的使用狀態(tài)偏離原有的技術(shù)狀態(tài)、劣化成度所做的檢查,以及為了糾正和復(fù)原這種偏離了的狀態(tài)、消除劣化現(xiàn)象而進(jìn)行的修理工作。狹義的維修就是指為了保持設(shè)備正常的工作狀態(tài)而進(jìn)行的檢查、潤(rùn)滑、維護(hù)、調(diào)整等日常活動(dòng)。就是檢查機(jī)器設(shè)備損壞的原因,修復(fù)、更換磨損或損壞的零件,排除各種故障,恢復(fù)設(shè)備的精度和使用性能,提高設(shè)備的工作效率,延遲設(shè)備的使用壽命。就是根據(jù)設(shè)備的使用情況,對(duì)機(jī)器進(jìn)行日常的維護(hù)、保養(yǎng)和故障的排除,定期檢查設(shè)備的各個(gè)部位的運(yùn)轉(zhuǎn)及運(yùn)轉(zhuǎn)部件的磨損情況,有問(wèn)題要及時(shí)排除,定期要給傳動(dòng)箱更換潤(rùn)滑油,每天要查看操作者對(duì)設(shè)備的保養(yǎng)是否按要求完成并填寫(xiě)保養(yǎng)記錄等等。
正規(guī)企業(yè)合法生產(chǎn)的合格產(chǎn)品,都具有維修特性(一次性使用產(chǎn)品除外)。目前,機(jī)械設(shè)備越趨向高精度化、復(fù)雜化、電腦數(shù)字化控制,就越難以保持不發(fā)生故障。為了保證設(shè)備能夠保持原有的狀態(tài)正常運(yùn)行而不發(fā)生故障,不影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量,保證操作者的人身和財(cái)產(chǎn)安全,最簡(jiǎn)單易行的辦法就是定期定點(diǎn)的檢查、潤(rùn)滑、維護(hù)、保養(yǎng)等日常活動(dòng),發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)由專業(yè)人員進(jìn)行修理。為了降低設(shè)備的故障率,減少故障停機(jī)時(shí)間,關(guān)鍵在于提高設(shè)備的維修性和維修效率。設(shè)備使用過(guò)程中通過(guò)技術(shù)檢測(cè),及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)生故障的部位和可能性,提前制定維修計(jì)劃采購(gòu)更換配件。設(shè)備發(fā)生故障后,在規(guī)定的維修條件下及時(shí)完成修理作業(yè),恢復(fù)設(shè)備原有的技術(shù)狀態(tài)。
(1)落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制。設(shè)備維修企業(yè)或維修車間應(yīng)建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制,根據(jù)企業(yè)具有執(zhí)行職責(zé)的管理者必須負(fù)責(zé)安全生產(chǎn)的原則,對(duì)企業(yè)各級(jí)管理者、專業(yè)技術(shù)人員、和生產(chǎn)崗位上的技術(shù)工人在生產(chǎn)中應(yīng)負(fù)的安全責(zé)任制定安全生產(chǎn)制度和作業(yè)指導(dǎo)書(shū),對(duì)各級(jí)人員應(yīng)負(fù)的安全責(zé)任必須明確規(guī)定,經(jīng)過(guò)培訓(xùn)并定期檢查落實(shí)情況,預(yù)防和消除安全隱患,杜絕安全事故的發(fā)生。必要的時(shí)候可以將安全生產(chǎn)體現(xiàn)在企業(yè)的質(zhì)量方針和管理目標(biāo)中。安全生產(chǎn)也是企業(yè)文化中不可缺少的部分。
(2)制定設(shè)備維修計(jì)劃。計(jì)劃維修制是我國(guó)機(jī)械工業(yè)基本的維修制度,20世紀(jì)50年代從前蘇聯(lián)引進(jìn)。我國(guó)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)六十多年的消化、吸收、創(chuàng)新、積累形成一整套完整的符合我國(guó)國(guó)情的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際慣例的基本維修制度。它是有計(jì)劃的修理、維護(hù)和檢查,以保證設(shè)備經(jīng)常處于完好狀態(tài)組織技術(shù)措施。它包括:日常維護(hù)、定期檢查、計(jì)劃保養(yǎng)、計(jì)劃修理等。最基本的特征是通過(guò)維修的計(jì)劃性實(shí)現(xiàn)設(shè)備修理的預(yù)防性,保障設(shè)備的維修期和維修質(zhì)量。
(3)制定設(shè)備維修工藝過(guò)程。設(shè)備大修通常要制定維修工藝過(guò)程。根據(jù)維修計(jì)劃和檢查、診斷結(jié)果指導(dǎo)維修工藝過(guò)程,包括修理前準(zhǔn)備圖紙、查閱設(shè)備說(shuō)明書(shū)、選擇場(chǎng)地、準(zhǔn)備維修工具、檢查儀器等;修理中設(shè)備的拆卸、零件的清洗、零件的檢查、制定修理方案、更換損壞的零件、安裝、調(diào)整;修理后的實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)收、交接等。為了改善維修方法,提高管理水平,加強(qiáng)維修效果而進(jìn)行的一些技術(shù)活動(dòng),包括制定維修標(biāo)準(zhǔn)、分析故障原因、測(cè)定維修效果的方法等都可以寫(xiě)進(jìn)設(shè)備維修工藝過(guò)程中。
(4)設(shè)備維修材料、配件的質(zhì)量保證。設(shè)備拆卸清洗后經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)不合格的零件,必須更換。采購(gòu)新的材料、零件除規(guī)格型號(hào)必須相同外,還要查閱是不是原廠配件,原則上必須使用原廠材料、配件。雖然現(xiàn)代機(jī)器大工業(yè)生產(chǎn),大量的配件都是采購(gòu)來(lái),也必須使用原機(jī)器配件企業(yè)生產(chǎn)的配件以保證維修質(zhì)量。如果沒(méi)有也必須采購(gòu)有質(zhì)量保證、有信譽(yù)的企業(yè)生產(chǎn)的相同配件,配件價(jià)格現(xiàn)在網(wǎng)上都是公開(kāi)的,貨比三家選擇值優(yōu)價(jià)廉的配件。因?yàn)榫S修企業(yè)不像制造企業(yè),可以到生產(chǎn)廠家去考察。采購(gòu)回來(lái)的材料、配件必須檢驗(yàn)合格、入庫(kù)后方可領(lǐng)用。
(5)設(shè)備拆卸前對(duì)設(shè)備要熟悉,要讀懂使用說(shuō)明書(shū)和維修手冊(cè)。機(jī)器發(fā)生故障,特別是疑難故障,拆卸前一定要熟悉機(jī)器的結(jié)構(gòu),最好對(duì)照?qǐng)D紙、使用說(shuō)明書(shū)、維修手冊(cè)看懂再動(dòng)手拆卸。往往維修人員發(fā)現(xiàn)故障的原因后很高興,直接就把機(jī)器拆卸了。沒(méi)有記錄,沒(méi)有標(biāo)識(shí),清洗后發(fā)現(xiàn)機(jī)器裝不起來(lái)了,不能恢復(fù)原樣,不是多零件,就是少零件,或者是某個(gè)零件裝不上了。常用正確的辦法是用鉛絲把零件依次穿起來(lái),清洗過(guò)程中也不用拆開(kāi);或者是拆卸時(shí)按順序擺放,清洗時(shí)依次清洗不要放錯(cuò)位置;或者是在每個(gè)零件上栓一個(gè)金屬標(biāo)簽,清洗時(shí)不要弄掉,裝配時(shí)按標(biāo)簽順序裝配。如一臺(tái)C6140車床進(jìn)給主軸箱拆開(kāi)清洗,因未把齒輪用鉛絲依次穿起來(lái)且齒輪大小參差不齊,而且絲杠進(jìn)給量大小檔次又多,裝配時(shí),后經(jīng)多次試裝才成功,既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。
(6)機(jī)器的維護(hù)、保養(yǎng)、潤(rùn)滑。機(jī)器的日常維護(hù),一般情況下每月不少于一次。維護(hù)內(nèi)容包括:外表應(yīng)清潔,無(wú)粉塵沾積,裝置不受汽水、油污沾染;密封面、點(diǎn)應(yīng)牢固,嚴(yán)密,無(wú)泄漏現(xiàn)象;潤(rùn)滑部位應(yīng)按規(guī)定加油,閥軒螺母應(yīng)加潤(rùn)滑脂;電氣部分應(yīng)完好,無(wú)缺相故障,自動(dòng)開(kāi)關(guān)和熱繼電器不應(yīng)脫扣,指示燈顯示正確。機(jī)器的潤(rùn)滑選擇具有潤(rùn)滑性能的潤(rùn)滑劑添加到機(jī)器的摩擦面上。潤(rùn)滑劑分固體潤(rùn)滑劑、液體潤(rùn)滑劑、氣體潤(rùn)滑劑,必須選擇符合機(jī)器摩擦副減摩需要的潤(rùn)滑劑,通常選擇機(jī)器使用說(shuō)明書(shū)上規(guī)定的潤(rùn)滑劑為最佳。潤(rùn)滑劑必須定期更換,以保持潤(rùn)滑劑的清潔和處于最佳潤(rùn)滑狀態(tài)。否則潤(rùn)滑劑過(guò)期或被灰塵污染都會(huì)增加潤(rùn)滑劑的粘度,影響潤(rùn)滑效果,增加機(jī)器的磨損。如實(shí)訓(xùn)中心的一臺(tái)C6140普通車床由于長(zhǎng)時(shí)間使用工作人員沒(méi)有及時(shí)對(duì)主軸箱更換潤(rùn)滑油。在七八月份的時(shí)間,開(kāi)機(jī)不到半個(gè)小時(shí),機(jī)床主軸箱發(fā)熱,卡盤也發(fā)熱,溫度超過(guò)40度,燙手。分析原因?yàn)槟Σ疗o,離合器剎車帶太緊。打開(kāi)主軸箱發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油黏手、燙手。于是清洗了主軸箱,更換了潤(rùn)滑油,將離合器剎車帶螺栓松了兩圈。合上主軸箱蓋,開(kāi)動(dòng)機(jī)器,兩個(gè)小時(shí)后也沒(méi)有發(fā)熱,故障解除。分析原因有二:第一,潤(rùn)滑油過(guò)期變質(zhì),粘度增大,潤(rùn)滑條件變差;第二,夏天七八月份天氣氣溫高,金屬材料膨脹,離合器剎車帶間歇變小。
大型設(shè)備和高精度設(shè)備一定要按規(guī)定及時(shí)更換潤(rùn)滑油,每次使用前一定要空運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間,具體每臺(tái)設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)中有規(guī)定,讓設(shè)備得到充分的潤(rùn)滑再開(kāi)始工作。長(zhǎng)時(shí)間不用的設(shè)備尤其是數(shù)控設(shè)備,每過(guò)一個(gè)星期打開(kāi)電源,讓設(shè)備空運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)小時(shí)以上,讓設(shè)備上所有可運(yùn)動(dòng)的部位都得到運(yùn)動(dòng),防止設(shè)備因長(zhǎng)期不用受潮或變形。設(shè)備雖然長(zhǎng)期不用,但是也要按時(shí)保養(yǎng),按時(shí)更換潤(rùn)滑油。
(7)設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用。①聲振診斷。在設(shè)備的機(jī)械傳動(dòng)中,若發(fā)生異常振動(dòng)。通過(guò)對(duì)振動(dòng)和振動(dòng)源進(jìn)行檢測(cè)分析,就能判斷設(shè)備目前的狀態(tài)。如軸承鎖緊螺母松動(dòng),使主軸竄動(dòng),應(yīng)緊固螺母。齒輪齒合間隙不均勻或齒面嚴(yán)重磨損,應(yīng)調(diào)整間隙或更換齒輪。再如發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)振動(dòng),可能是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在臨界轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。②油樣分析診斷。通過(guò)設(shè)備中油樣的分析,可以判斷設(shè)備的磨損程度,磨損的機(jī)理及磨損的部位,然后針對(duì)故障進(jìn)行維修。③溫度診斷。通過(guò)各種溫度檢測(cè)儀測(cè)量設(shè)備熱狀態(tài)對(duì)溫測(cè)參數(shù)進(jìn)行分析、判斷設(shè)備目前的運(yùn)行狀態(tài)。
(1)細(xì)長(zhǎng)軸的加工注意事項(xiàng)。①細(xì)長(zhǎng)軸剛性差;②細(xì)長(zhǎng)軸的熱擴(kuò)散性差,切斷時(shí)容易產(chǎn)生熱膨脹;③細(xì)長(zhǎng)軸比較長(zhǎng),加工時(shí)容易產(chǎn)生幾何形狀誤差;④細(xì)長(zhǎng)軸采用常規(guī)車削時(shí),容易車成“竹節(jié)”形。
(2)細(xì)長(zhǎng)軸加工的五點(diǎn)技巧。①將一圈3毫米的鋼絲纏在細(xì)長(zhǎng)工件的左端,將三瓜卞盤夾緊在鋼絲上,以減少卡爪與工件的接觸面積,同時(shí)工件在卡爪內(nèi)還可以自由調(diào)節(jié)其位置,避免加工時(shí)由于切削熱的作用使工件產(chǎn)生彎曲變形,形成彎曲力矩;且在切削過(guò)程中由于切削力的作用發(fā)生的彎曲變形,也不會(huì)因卞盤夾死而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力;②尾座頂尖改成彈性頂尖,當(dāng)工件因切削熱發(fā)生線膨脹伸展時(shí),頂尖能自動(dòng)后退,可避免熱膨脹引起的彎曲變形;③采用三個(gè)支撐塊跟刀架,以提高工件剛性和軸線的穩(wěn)定性,避免產(chǎn)生“竹節(jié)”形;④改變走刀方向,使床鞍由主軸箱向尾座移動(dòng);⑤改進(jìn)刀具的幾何角度,增大車刀偏角,使徑向切削分減小。采用大前角或負(fù)刃傾角等以減少切削熱,充分使用切削液以減少工件所吸收的熱量。
(3)鉆孔所注意的幾點(diǎn)。首先,對(duì)工具使用的選擇:根據(jù)材質(zhì)所選自己該用的鉆頭,對(duì)于鑄鐵HT200普通鋼材Q235、45號(hào)鋼等低碳鋼所選高速鋼鉆頭;對(duì)于不銹鋼、鑄鋼等選用硬度較高的刃具,如硬質(zhì)合金鉆頭或含鈷類鉆頭。其次,對(duì)工具的刃磨選擇:根據(jù)孔的大小、板的厚度,對(duì)于較薄并且加工數(shù)量偏少采用的鉆頭切削刃角度為180°較好。對(duì)于加工數(shù)量較多并且為提高交工效率,采用疊層壓緊加工,多層壓緊的數(shù)量應(yīng)根據(jù)鉆頭的刃帶長(zhǎng)度鎖定,一般多采用多層的厚度δ≦2/3L(鉆頭的刃長(zhǎng)度),對(duì)于直徑較大的孔,應(yīng)注意使用的鉆頭較大,如果把切削夾角磨為180°可能造成較大的浪費(fèi)。如果是加工數(shù)量較少,可采用先用小于孔徑的平鉆頭加工出工藝孔,再用所需孔徑尺寸的鉆頭擴(kuò)鉆,這樣既保證了對(duì)工具的節(jié)約使用,又能加工出符合技術(shù)要求的孔徑。
有一臺(tái)舊鏜床,噪聲大、消耗刀頭多、效率低,需要維修。分析原因,問(wèn)題集中在主軸箱的同軸度上。首先把主軸箱用三維坐標(biāo)儀進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果是同軸度0.25~0.35mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。然后又對(duì)鏜床進(jìn)行精度檢驗(yàn),由于使用多年未進(jìn)行大修,導(dǎo)軌面磨損嚴(yán)重,直線度是0.20mm,調(diào)整后仍然0.08mm。由于鏜桿的不斷裝卸,又無(wú)法每次都能對(duì)鏜桿進(jìn)行測(cè)量,主軸孔與尾座孔的同軸度又無(wú)法保證,主軸箱粗精鏜又不能分開(kāi),熱變形大,加工精度不可能保證。于是決定利用CW61100D臥式車床進(jìn)行設(shè)備改造。
(1)鏜桿的裝夾、強(qiáng)度和精度問(wèn)題。把鏜桿一端加工成錐柄,與車床主軸內(nèi)錐孔連接(需加一個(gè)錐套),在錐柄大端車M70×2的外螺紋,作為拆卸鏜桿用,具體操作方法是:在床頭主軸端面和圓螺母之間墊兩件墊鐵,通過(guò)向床頭端鎖緊螺母頂出鏜桿。另一端打中心孔與尾座頂尖連接。為保證鏜桿強(qiáng)度,選用φ125mm長(zhǎng)1500mm的45#圓鋼進(jìn)行粗車、調(diào)質(zhì)、半精車、線切割在適當(dāng)位置割出裝夾鏜刀的兩個(gè)方孔,并鉆攻頂絲孔,然后磨外圓、錐柄,并保證同軸度、圓柱度0.01mm,直線度0.01mm,作為找正鏜桿與車床導(dǎo)軌平行度的基準(zhǔn)。
(2)固定工件平臺(tái)。卸下小拖板,在中托板上連接一個(gè)1000×700×100的鑄鐵平臺(tái),平臺(tái)需要時(shí)效處理后,精刨上下面,鉆攻各連接用絲孔,再上平面磨加工,保證平行度0.02mm。在平臺(tái)上面固定四件墊板,長(zhǎng)100mm,寬40mm,高可根據(jù)工件主軸箱的中心高決定,墊板需淬火處理,并磨兩平面,為減少接觸面,中間割出多個(gè)槽。
(3)主軸箱的測(cè)量方法。把主軸箱底平面放在平臺(tái)上,用塞尺塞四角翹曲不超過(guò)0.03mm,通過(guò)表座在平臺(tái)上滑動(dòng),用千分表測(cè)出兩孔與平臺(tái)的平行度及兩孔的中心高,旋轉(zhuǎn)主軸箱90度,用V型塊墊起,找平兩孔,測(cè)出孔與平臺(tái)的平行度,再通過(guò)計(jì)算就得出兩孔的同軸度。
(4)按照設(shè)計(jì)要求加工各零件。鏜桿是各部位的找正基準(zhǔn),其精度的高低直接影響設(shè)備的調(diào)試和加工件的精度,鏜桿加工的關(guān)鍵是彎曲變形,因此,我們把重點(diǎn)放在熱處理上。通過(guò)墊平加熱,垂直淬火,調(diào)質(zhì)后直線度控制在1mm以內(nèi),經(jīng)多次調(diào)頭精車和間隔精磨,直線度保證在0.01mm以內(nèi)。
(5)安裝和調(diào)試。①鏜桿的安裝和調(diào)試:卸下車床卡盤,擦凈主軸內(nèi)孔、錐套、鏜桿錐柄,錐套裝入主軸內(nèi)孔中,鏜桿慢慢插入錐套中,頂針頂好鏜桿中心孔,為了減小振動(dòng)保證精度,需用固定頂尖。在中托板上固定磁力表座,移動(dòng)大托板,用百分表測(cè)量鏜桿側(cè)面和上面與導(dǎo)軌面的平行度,調(diào)整尾座,保證平行度小于0.01mm。②平臺(tái)的安裝和調(diào)試:卸下小托板,把加工好的平臺(tái)固定在中托板上,把磁力表座吸在鏜桿上,移動(dòng)大托板和中托板,測(cè)量平臺(tái)與鏜桿的平行度,平臺(tái)下面墊銅皮,調(diào)整到平行度小于0.02mm。安裝四件墊板,同種測(cè)量和調(diào)整方法,使墊板與鏜桿的平行度小于0.01mm。③工件的裝卸:先把工件主軸箱在鏜床上銑底面、銑端面、粗鏜內(nèi)孔。松開(kāi)尾座后移,大托板后移,把主軸箱吊放在平臺(tái)上擺正,慢慢移動(dòng)大托板,把鏜桿插入主軸箱內(nèi),均勻搖動(dòng)尾座并緊固,保證各螺栓緊度一致,鏜桿中心孔內(nèi)抹入鈣基潤(rùn)滑脂,頂尖松緊要適度,裝入鏜刀半精鏜、精鏜各孔及端面。④鑒定和使用:通過(guò)對(duì)前十件的測(cè)量,同軸度在0.02~0.06mm之間,最大的超差0.03mm,安裝車間進(jìn)行組裝試驗(yàn),其噪聲、振動(dòng)、油溫都符合設(shè)計(jì)要求,技術(shù)中心根據(jù)試驗(yàn)和市場(chǎng)反饋信息,同時(shí)考慮到測(cè)量誤差,把公差放大到0.06mm。通過(guò)鑒定,這次改造完全符合設(shè)計(jì)和使用要求,并且精度和效率有了較大的提高。另外,通過(guò)更換四件不同高度的墊板,可以加工不同中心高的主軸箱。在此設(shè)計(jì)改造基礎(chǔ)上,根據(jù)數(shù)控鏜床的原理,又設(shè)計(jì)安裝了數(shù)控顯示裝置,能夠精確控制加工件內(nèi)孔直徑和深度尺寸,產(chǎn)品合格率和生產(chǎn)效率有了明顯提高。
在機(jī)械設(shè)備維修過(guò)程中,分析故障原因和維修方法、維修技術(shù)是關(guān)鍵。如果機(jī)械設(shè)備沒(méi)有得到正確的維修處理,會(huì)使設(shè)備故障更為嚴(yán)重或?qū)е缕渌收袭a(chǎn)生,對(duì)設(shè)備的危害極其嚴(yán)重。為避免上述現(xiàn)象造成的設(shè)備損害,確保設(shè)備維修質(zhì)量,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,要不斷的提高維修人員的技術(shù)水平,準(zhǔn)確判斷設(shè)備故障原因和采取正確的維修方法排除故障,消除設(shè)備隱患,防止設(shè)備帶病運(yùn)行造成的設(shè)備事故。如果每次對(duì)設(shè)備維護(hù)方法使用不當(dāng),對(duì)設(shè)備原有的技術(shù)性能造成不良影響,時(shí)間長(zhǎng)了,設(shè)備的技術(shù)性能就會(huì)下降,甚至損壞。因此,為確保設(shè)備原有的技術(shù)性能,要正確使用好設(shè)備,做好設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作,從而盡量避免設(shè)備故障出現(xiàn),減少設(shè)備維修次數(shù)。一定要時(shí)刻牢記在工作學(xué)習(xí)中積累知識(shí),在積累中提高技能,在提高中發(fā)展創(chuàng)新技術(shù),在創(chuàng)新中鉆研新技術(shù)。工作時(shí)常處在充實(shí)滿足和快樂(lè)的狀態(tài)中,這樣才富有工作激情,才有成就感,才有社會(huì)責(zé)任感的提升。