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M1432A 磨床砂輪主軸部件的修理及調(diào)整

2021-1-11 來源：東南大學(xué) 工業(yè)發(fā)展與培訓(xùn)中心作者：柏金寶

摘要：在現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，磨床也逐漸呈現(xiàn)出高精度、重磨削以及高轉(zhuǎn)速發(fā)展方向，在 M1432A 磨床運(yùn)行過程中，也需要采用正確修理方式且對(duì)其合理調(diào)整，以能夠確保 M1432A 磨床砂輪主軸的正常運(yùn)行，提升系統(tǒng)精度，減少設(shè)備磨損，對(duì)于保障設(shè)備應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。本次則在對(duì)M1432A 磨床砂輪主軸部件常見問題分析中，對(duì)其修理和調(diào)整技術(shù)展開分析，以為 M1432A 磨床砂輪主軸部件修理和調(diào)整提供相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：M1432A 磨床砂輪；主軸部位；修理；調(diào)整

M1432A 磨床的應(yīng)用范圍比較廣泛，對(duì)于磨削公差等級(jí)為 IT5-IT6 工件外圓以及內(nèi)孔加工工藝均能夠完成。磨頭是磨床的一個(gè)主要部件，其中的砂輪主軸以及支承部分對(duì)磨削件加工精度及光滑度具有直接影響。同時(shí)砂輪主軸和軸瓦制作精度及安裝精度也會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成影響，因此在針對(duì) M1432A 磨床砂輪主軸部件維修中，一定要給予正確修理以及合理調(diào)整，以能夠提升設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量及加工精度，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

1、M1432A 磨床砂輪軸承的工作原理及特點(diǎn)

在 M1432A 磨床阿基米德螺旋線油鍥軸承在工作中，通過主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)針對(duì)黏性潤滑油的帶動(dòng)，逐漸流向軸承中的間隙小處，以此則可以形成壓力油鍥，在其作用下能夠浮起軸承中的軸，軸達(dá)到相應(yīng)速度要求情況下，油膜機(jī)會(huì)將軸和軸承表面完全分離，所出現(xiàn)的壓力油膜可以實(shí)現(xiàn)對(duì)載荷的有效承擔(dān)。

在 M1432A 磨床阿基米德螺旋線油鍥軸承中，軸徑分布有三個(gè)壓力油膜，能夠促進(jìn)軸徑向中心的推動(dòng)，一旦外部載荷對(duì)主軸造成影響，軸徑稍微偏心也就可以導(dǎo)致壓力油膜變薄，隨后提升壓力促進(jìn)主軸的復(fù)位，也可以確保具有較高旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，在此過程中有助于提升軸承的主軸旋轉(zhuǎn)精度。在此過程中，三油鍥和單油鍥相比具有較高的油膜壓力，同時(shí)穩(wěn)定性也更高。從這一點(diǎn)可以看出，實(shí)際在運(yùn)行中不管是摩擦因數(shù)還是阻尼性均偏小，所以在運(yùn)行過程中抗振性以及旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性均相對(duì)較高，由此則能夠提高軸承的承載力以及使用壽命，因此能夠有效保障磨床的平穩(wěn)運(yùn)行。

2、M1432A 磨床砂輪主軸部位的修理及調(diào)整

2.1、軸瓦磨損的修理

通常情況下，軸瓦如果沒有太大磨損可以對(duì)其進(jìn)行修復(fù)再次使用，基本工藝為：在將軸瓦拆開后，針對(duì)前后六塊軸瓦首先一一進(jìn)行編號(hào)，對(duì)應(yīng)球頭螺釘與其編號(hào)一致，以免在調(diào)整中出現(xiàn)錯(cuò)誤。對(duì)于已磨好主軸架設(shè)置在對(duì)平板測(cè)量的等高 V 形鐵上，在主軸軸徑上用手握住軸瓦實(shí)施合研，之后即可刮瓦。具體過程為：在外圓磨床主軸承上設(shè)置有 3 塊瓦，在軸承前后共存在有 6 塊瓦。在實(shí)施刮研前，先要將瓦塊一一編號(hào)，比如在編號(hào)中前軸承可以設(shè)置成 11、12、13，后面軸承則可以為 21、22、23。將其軸承位置瓦塊共分為 11 和 21、12 和 22、13 和 23 分別為一組。在對(duì)其粗刮的時(shí)候，先要針對(duì)各個(gè)軸瓦和主軸徑實(shí)施研點(diǎn)，表面只要將其粗刮到 12 點(diǎn)即可。在此過程中要注意刮削的時(shí)候，一定要確保落刀輕，刀花小，另外在精密平板上采用千分表對(duì)各組軸瓦不等厚實(shí)施測(cè)量，且測(cè)量分析相應(yīng)的內(nèi)外圓表面平行度。詳情見圖 1。

圖1：測(cè)量瓦塊的不等厚和平行度

針對(duì)各組軸瓦中的內(nèi)外圓表面平行度及相等厚度分析中，所具備的基本要求即為：固定裝撇的 11 和 12，12和 22 瓦塊均需要確保＜0.002mm。針對(duì)其中能夠?qū)嵤┱{(diào)整的一組瓦塊，也沒有相應(yīng)的無等厚和平行度要求。在對(duì)瓦塊實(shí)施粗刮后，把 11 和 12，12 和 22 瓦塊依照瓦塊號(hào)和主軸旋轉(zhuǎn)方向，將其在定位銷上固定，以能夠確保瓦塊可以和孔壁緊密結(jié)合，主軸上則可以薄涂顯示劑一層，以免其中混入纖維物質(zhì)。進(jìn)而可以將 13 和 23 號(hào)瓦塊在主軸上安裝，且對(duì)其前后軸承螺釘進(jìn)行調(diào)整，以能夠保障前后軸承松緊性相同。在將螺釘擰緊后，要最大化確保力度一致。將螺釘進(jìn)行合理調(diào)整后，可以依照主軸回轉(zhuǎn)方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)施研點(diǎn)，且將主軸和瓦塊卸下，對(duì)瓦塊實(shí)施徑刮。以上操作反復(fù)實(shí)施，直到軸承表面存在有緊密均勻的斑點(diǎn)，確保研點(diǎn)密度＞20 點(diǎn)，也就代表再次過程中精刮結(jié)束。對(duì)于瓦塊的瓦邊則可以盡可能刮低，可以確保在0.15-0.40mm，寬度保持在 3-5mm，為油鍥的形成提供便利。

以上操作結(jié)束后，可以對(duì)主軸和軸瓦等實(shí)施清洗，并將氧化鉻研磨劑涂在瓦塊上，操作完成后再次將主軸和軸瓦裝配好，對(duì)主軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)施研磨。關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)方向即為和主軸旋轉(zhuǎn)方向相同，以此羅達(dá)軸瓦斑點(diǎn)，且將其表面粗糙度顯著降低。后可以將其再次實(shí)施拆洗和裝配，關(guān)于間隙的控制需要確保在 0.02-0.03mm，且擰緊軸承的前后螺釘，固定好相關(guān)零件。以上操作后將機(jī)床開動(dòng)，進(jìn)行1-2h 空運(yùn)轉(zhuǎn)，在此過程中對(duì)軸承溫度時(shí)刻檢查，確保在60℃以下。同時(shí)也需要對(duì)一次軸瓦接觸點(diǎn)的均勻性和變化進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常立即重新進(jìn)行處理，確保可以達(dá)到運(yùn)行要求后才能夠適用。如果針對(duì)主軸頸研磨后，出現(xiàn)表面粗糙度發(fā)生嚴(yán)重加大情況下，需要對(duì)其實(shí)施拋光加工。

2.2、主軸修復(fù)及裝配

2.2.1、主軸修復(fù)

軸承間隙是通過螺母的松緊對(duì)其調(diào)整，擰緊螺母則會(huì)收緊軸承彈性，因此想要保障具有均勻的間隙，則需要提升軸承變形的均勻性，由此所得油膜壓力也會(huì)具有一定均勻性。另外在軸承外錐部三條筋的要求為 1：20 錐度以及箱體錐孔接觸精度，這一操作能夠有效確保軸承彈性變形中具備一定的均勻性。

主軸修復(fù)過程中，如果主軸超差不大，通過鑄鐵研磨套研磨即可實(shí)現(xiàn)。采用研磨套以及研磨粉和煤油調(diào)和制備成為研磨劑，從而針對(duì)主軸頸實(shí)施粗磨和細(xì)磨，且對(duì)其實(shí)施氧化鉻研磨膏對(duì)其實(shí)施拋光處理，以能夠確保軸徑表面粗糙度可達(dá)到 Ra0.1μm，徑向跳動(dòng)確保在 0.002mm以上。在修復(fù)過程中也需要針對(duì)軸承實(shí)施修復(fù)，已經(jīng)研磨結(jié)束的砂輪架體殼孔內(nèi)可以壓入套筒。壓入后確保套筒外徑和殼體孔齊過盈量保持在 0.01mm，之后即可以研磨套筒中的內(nèi)孔，在此過程中可以為孔的錐度和軸承外錐度接觸性提供保證，接觸面確保在 80%以上。

在實(shí)際操作過程中，首先在砂輪架殼體內(nèi)壓入前后軸承，并把調(diào)節(jié)螺母擰緊，在研磨過程中可以采用巴氏合金研磨棒，其外徑和研磨后主軸頸實(shí)際尺寸應(yīng)該偏大，確保在 0.05-0.01mm 范圍內(nèi)。在對(duì)實(shí)施粗磨后，研磨機(jī)即為氧化鋁粉混合煤油制成的研磨機(jī)，最終對(duì)比軸承內(nèi)孔尺寸和主軸尺寸，兩者誤差保持在 0.02-0.04mm 范圍內(nèi)，同時(shí)也需要確保研磨出軸承原圓弧部分。在研磨過程中，想要防范磨料在下部集中，從而導(dǎo)致出現(xiàn)單邊多研情況，N=nC/Pk 則需要垂直安裝砂輪架，確保研磨棒在運(yùn)動(dòng)過程中為上下垂直路徑，且需要存在緩慢旋轉(zhuǎn)，在此過程中要保證旋轉(zhuǎn)方向和砂輪架主軸工作旋轉(zhuǎn)方向相同；其次，氧化鋁系統(tǒng)微粉 W2.5 即為修復(fù)中的拋光機(jī)，實(shí)施精研拋光，拋光結(jié)束后對(duì)軸承和砂輪架仔細(xì)進(jìn)行清洗，確保不能取出軸承。

2.2.2、主軸裝配

針對(duì)全部零件均實(shí)施航空氣候清洗工藝，且在端面滑動(dòng)軸承上安裝和固定。全部成功安裝主軸和后補(bǔ)止推軸承等相關(guān)零件后，要對(duì)其前后軸承間隙實(shí)施調(diào)整，以能夠確保在冷態(tài)下和主軸間間隙控制在 0.005-0.012mm 范圍內(nèi)。減小軸承間隙后，要確保和相應(yīng)錐套三條圓弧向內(nèi)實(shí)施一定的壓縮，以能夠引起內(nèi)孔圓弧出現(xiàn)微小的形變，基于此就能夠出現(xiàn)三角形的油楔，便于建構(gòu)相應(yīng)的動(dòng)壓潤滑。調(diào)整過程中，同時(shí)調(diào)節(jié)主軸以及螺母，在將軸承收緊的基礎(chǔ)上，不斷的減小主軸和軸承之間的間隙，逐漸降低為零，達(dá)到這一要求后則可以在螺母上標(biāo)注。之后退轉(zhuǎn)出調(diào)節(jié)螺母為 N 格，對(duì)于主軸和軸承間的空隙要確保在想要要求下。想要對(duì)螺母上間隙消除，則可以將其退轉(zhuǎn)過程中多退出幾個(gè)，之后退到制定的 N 格要求上，其中 N的計(jì)算公式為：

N=nC/PK

在以上公式中，N 為調(diào)節(jié)螺母所需退轉(zhuǎn)格數(shù)；P 為調(diào)節(jié)螺母的螺距，單位為 mm；C 為主軸軸承所需間隙，單位為 mm；n 為調(diào)螺母上圓周等分總格數(shù)。

2.3、主軸精度的調(diào)整

通常想要恢復(fù)主軸精度，對(duì)其實(shí)施修復(fù)即可。在針對(duì)主軸實(shí)施修復(fù)的時(shí)候，首先需要采用頂尖在外圓磨床上將主軸頂住，且對(duì)主軸前后圓錐位置和軸徑部位圓跳動(dòng)進(jìn)行檢查，確保未出現(xiàn)超差情況，確保沒有超差情況下則可以實(shí)施先研磨后拋光方式。如果發(fā)現(xiàn)存在有超差，先要磨削主軸，在車床上實(shí)施磨削，以能夠通過軸徑定位實(shí)現(xiàn)對(duì)兩端中心孔的調(diào)整，之后繼續(xù)針對(duì)兩軸頸、軸肩端面及兩圓錐面實(shí)施磨削，要盡可能減少磨削量，直到確保最終精度以及表面粗糙度均能夠滿足設(shè)計(jì)需求，在確保完成磨削工作后對(duì)其實(shí)施研磨以及拋光。

針對(duì)前后軸承上的六個(gè)球面螺釘實(shí)施調(diào)節(jié)過程中，存在有兩個(gè)具體的要求，其中分別為：第一，在前后兩只工藝套中內(nèi)孔四周，采用厚度為 0.02mm 塞尺對(duì)其實(shí)施插入檢查，針對(duì)主軸的四周均需要確保均可以插入塞尺，以能夠保障主軸和體殼中心相同；第二，確保主軸和軸承間隙在 0.005-0.01mm 范圍內(nèi)。可以采用百分表對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，確保百分表和主軸接觸，將主軸前端進(jìn)行抬動(dòng)即可以獲取百分表上的讀數(shù)，所顯示結(jié)果也就是軸承徑向空隙。針對(duì)前后間隙實(shí)施測(cè)量和調(diào)整中與以上方法相同。用手對(duì)主軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，要達(dá)到輕松無阻的效果，且對(duì)主軸徑向跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)進(jìn)行檢查，均確保是在 0.005mm 以內(nèi)。

在完成所有零件的安裝工作后，可以在軸承中加入磨頭油以能夠?qū)嵤┛者\(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承溫度變化實(shí)施檢測(cè)，確保溫度在 60℃以內(nèi)，完成相應(yīng)的間隙調(diào)整后，可以對(duì)軸承薄壁變形均勻性實(shí)施檢測(cè)，在此過程中要仔細(xì)檢查。在對(duì)其實(shí)施測(cè)量過程中，主軸上母線上采用千分表進(jìn)行接觸測(cè)量，按下主軸后將其緩慢松開，以能夠獲取千分表上檢測(cè)所得數(shù)據(jù)，即為主軸向下變化量。之后采用和主軸重量稍微偏大的力，把主軸線上拉，以能夠獲取千分表上檢測(cè)所得數(shù)據(jù)，即為主軸向上變化量，檢測(cè)數(shù)據(jù)之和也就是軸承間隙。調(diào)整主軸以及軸承間隙后，需要有效檢測(cè)主軸徑向圓跳動(dòng)以及軸向竄動(dòng)誤差，將其控制在0.002mm 范圍內(nèi)。對(duì)于軸承連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn) 2h，確保溫升在20qc 以內(nèi)，熱態(tài)下對(duì)主軸和軸承配合間隙再次實(shí)施檢測(cè)，通常確保在 0.002-0.003mm 內(nèi)。試磨的時(shí)候，主要是對(duì)磨頭振動(dòng)、溫升、表面粗糙度以及精度實(shí)施檢查，由此也就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配質(zhì)量的檢驗(yàn)。

3、結(jié)束語

綜上，在對(duì) M1432A 磨床砂輪主軸部件實(shí)施修復(fù)和調(diào)整后，確保確保軸承具有良好的運(yùn)行狀態(tài)，盡可能減少主軸運(yùn)行的磨損，以此確保磨床具有良好的精度以及工件加工的精度，以此顯著提升承載力，則可以顯著加大磨削深度，更有助于提升運(yùn)行功效。在新時(shí)期新產(chǎn)品加工精度以及質(zhì)量顯著提升基礎(chǔ)上，必須要對(duì)其實(shí)施良好的修復(fù)以及調(diào)整，以能夠提升加工精度基礎(chǔ)上，最大化延長(zhǎng)磨床使用壽命。

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