磨床砂輪主軸軸承的維修
2021-12-3 來源： 廣西玉柴機器股份有限公司 作者：李澤炎
摘要：在現(xiàn)有柴油機零部件制造業(yè)當中，磨床在機加工中占有重要的地位，特別是曲軸和凸輪的加工中，磨床的加工精度直接影響產(chǎn)品的加工精度。磨床制造業(yè)在不斷的發(fā)展和進步，通過采用正確的修理手段和操作，通過多年對磨床砂輪主軸軸承維修工作的總結與分析，找到主軸軸承故障的主要原因，得出維修主軸軸承的注意事項及處理故障的應對措施。
關鍵詞：磨床砂輪；主軸故障；主軸軸承
0 引言
磨床的砂輪主軸是重要的部件，雖然磨床砂輪成本不高，但嚴重制約磨砂主軸的進步和發(fā)展。一般來說，小型的磨床是滾動的軸承結構，大型的砂輪采用的是液體靜壓軸承結構。因為靜壓軸承摩擦因數(shù)小，精度很高。對于磨床砂輪來說，其在啟動的時候形成一定的油膜，油膜過多或者過少都會嚴重阻礙磨床主軸的壽命。為此，降低砂輪主軸軸承的故障是我們一直在探索的問題。以找出原因進行修理工藝和裝配調(diào)整方法的改進來提高砂輪主軸軸承的壽命。
1、磨床砂輪主軸軸承概述及特性
1.1 磨床砂輪主軸承概述
磨床砂輪主軸軸承的質(zhì)量水平好壞直接影響加工工件的質(zhì)量和穩(wěn)定性，一般具有滾動的軸承和滑動軸承兩大類。但是，現(xiàn)有的主滑動軸承發(fā)展水平較高，對于現(xiàn)有的動壓軸承、靜壓軸承及動靜壓軸承研究已久，一般來說采用的雷若方程計算邊界條件。磨床砂輪主軸承結構圖如圖 1。
圖 1 砂輪主軸結構圖
1.2 磨床砂輪主軸軸承的分類（靜壓、動壓）
一般來說磨床砂輪主軸軸承分為靜壓軸承和動壓軸承。其相關原理介紹如下：
（1）靜壓軸承
磨床砂輪主軸靜壓軸承工作原理是：在啟動油泵時，通過節(jié)流器等環(huán)節(jié)，使得主軸頸出現(xiàn)一定的油膜，從而使其與軸承之間產(chǎn)生間隙，通過一定的節(jié)流器的作用，使得油通過必要的回油泵使得油回至油箱之內(nèi)，靜壓軸承工作原理圖如圖 2 所示。因為其整體結構簡單，安裝方便，精度高等因素，使得其廣泛被應用。
圖 2 靜壓軸承動作原理
（2）動壓軸承
動壓軸承具備運動平穩(wěn)，同時具備一定的抗震性，回轉(zhuǎn)速度較高等特點。但是其需要在一定基礎上的運轉(zhuǎn)速度基礎上才能產(chǎn)生一定的壓力油膜，使得其能夠?qū)崿F(xiàn)純液體的摩擦等。因此，這種環(huán)境下不適用于低速環(huán)境下運行。
1.3 磨床砂輪主軸軸承動力特性（靜壓、動壓）
（1）靜壓軸承
靜壓軸承能夠在完全靜止的環(huán)境下，建立起必要承載的油膜。在啟動靜壓軸承的轉(zhuǎn)子時應先啟動靜壓的潤滑系統(tǒng)，保證系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定的進行。換句話說，在其軸承系統(tǒng)進行工作時候，主軸出現(xiàn)一定的壓力油膜，在主軸進行必要的旋轉(zhuǎn)時，使得其軸承間出現(xiàn)一行的階梯效應，自然而然形成一定的動力油膜，因此形成一定的動壓軸承系統(tǒng)等。靜壓軸承最大的特點是需要必要的油泵系統(tǒng)提供壓力油。
（2）動壓軸承
動壓軸承啟動力矩較大，且容易發(fā)熱，在其主軸工作條件不同時，其相關的精度和穩(wěn)定性也不近相同。動壓軸承無需額外的壓力系統(tǒng)。
2、磨床砂輪主軸軸承維修經(jīng)驗總結
2.1 主軸軸承故障的主要原因
（1）主軸軸承裝配調(diào)整不合理
實踐證明，在滑動軸承為結構的主軸軸系中，同樣精度的主軸和軸承，裝配得好，可以提高主軸的旋轉(zhuǎn)精度及軸承的使用壽命，裝配得不合理，將導致主軸旋轉(zhuǎn)精度的超差，由此看來，正確、合理地選擇裝配調(diào)整方法是提高主軸旋轉(zhuǎn)精度的重要一環(huán)。必須保證主軸裝好后與體殼孔的前后軸線同軸度在 0.01mm 內(nèi)。保證主軸與軸承間的間隙，必須在 0.01 ～0.015 mm 之間，但以調(diào)整到 0.01 mm 最為適。調(diào)整必須耐心細致，才能調(diào)到合適的間隙，調(diào)整到合適的間隙后，用手轉(zhuǎn)動主軸（轉(zhuǎn)動主軸方向應與機床轉(zhuǎn)時主軸旋轉(zhuǎn)的方向一致），此時應轉(zhuǎn)動輕松，無阻滯感覺。
（2）材料質(zhì)量差
一般來說，主軸軸承本身的材料會嚴重制約軸承本身的質(zhì)量。根據(jù)主軸本身的制作工藝和質(zhì)量來說，與國外有著嚴重的差距，但是就材料本身來說是主要的因素，就其制作工藝、軸承的設計等方面來說是次之。磨床砂輪主軸和軸瓦在運行過程中需要對轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進行傳遞，與此同時需要承載必要的載荷，這就意味著會產(chǎn)生摩擦和磨損等問題，同時其工藝制作的精度和質(zhì)量未達到國家規(guī)定的技術標準，軸瓦出現(xiàn)砂眼和氣孔等現(xiàn)象，嚴重的是材料出現(xiàn)一定疏松的情況等，使得磨床砂輪主軸軸承的質(zhì)量遠遠不能達到預期的標準。
（3）潤滑不良
一般來說，油膜的壓力與油粘度成正比，換言之就是壓力越大則相應的粘度也越大，則相應的摩擦阻力也逐漸增大說明潤滑油的油性過于稠密則會造成主軸嚴重的發(fā)熱現(xiàn)象。作為主要支撐部件的主軸軸承部件來說，在整個運動機制占據(jù)重要的作用，因為其在旋轉(zhuǎn)的過程中逐漸形成一定的油膜，有效的降低主軸與軸瓦之間的摩擦和損耗，選擇合適的潤滑油，則可能有效的延長軸承的使用壽命。一般地，采用的是自動潤滑油系統(tǒng)，通過有效的設置科學合理的潤滑參數(shù)以及合理選擇潤滑油的粘度，通過及時有效的設備維護，能夠保證設備可持續(xù)長期的有效運行。
（4）主軸油的清潔度達不到要求
油膜的壓力與油粘度成正比，換言之就是壓力越大則相應的粘度也越大。則不清潔的潤滑油等環(huán)境因素則會導致主軸的磨損度，同時也會加速磨損的速度，較輕的結果只是導致主軸軸頸與軸承表面簡單的起球，嚴重的情況則會導致主軸軸頸與軸承的拉毛、燒瓦燒軸抱死等，介于軸瓦與軸頸之間的間隙非常的微小，一旦主軸油的清潔度達不到要求，則會造成嚴重的后果，導致主軸抱死情況的發(fā)生。
2.2 故障原因分析與處理
通過必要的研究和分析，得出：就主軸承本身來說，價值不高，但是一旦遭受一定的損害，會造成巨大的風險，因此，必要的故障分析迫在眉睫。同時主軸承其出現(xiàn)故障和損害的因素很多，通過一定的取證，不能給與一定的定行性和結果。在對故障的主軸承進行拆卸分析，有的部分顯示出軸承受到嚴重的損害，更有甚者出現(xiàn)燒軸燒瓦現(xiàn)象，或者出現(xiàn)抱軸現(xiàn)象。就相應的問題進行細化得分析得出以下故障原因：
（1）故障主軸軸承的潤滑受阻或者缺油的現(xiàn)狀，首先需要對其相應維護記錄進行詳細的查詢，當軸承排油正常時，則顯示工作是正常穩(wěn)定的，則說明潤滑現(xiàn)象良好。但是對其在拆解之后發(fā)現(xiàn)，軸承周圍的殘留的相關油脂過于繁多，造成潤滑作用不夠明顯，同時嚴重制約潤滑的效果。
（2）由于主軸油的清潔度差，有異物將節(jié)流器的小孔堵住或者將油腔的油面刮開，造成主軸抱死的現(xiàn)象，使得軸頸出現(xiàn)一系列的毛刺現(xiàn)象甚至主軸發(fā)熱造成軸頸裂，主軸報廢。其軸承故障點如圖 3 所示。
圖 3 軸承故障點
（3）薄膜反饋節(jié)油器失靈。
（4）軸承的運輸過程，在對運輸過程中發(fā)現(xiàn)，通過對比要的運輸過程予以一定的追溯、分析和研究，得出在進行運輸過程中，設備齊全且符合標準和要求，不能造成軸承損害的可能，也就排除運輸過程造成的損害。在進行系統(tǒng)分析和研究上，將軸承進行徹底清洗的清潔工作，同時保證對各處的研傷進行修磨處理，保證軸承在最優(yōu)狀態(tài)下工作。
3、注意事項與結論
3.1 注意事項
必要時，對砂輪主軸進行平衡測試；同時，對相關的主軸和相應的軸承進行有效的配合，應該符合國家標準 A 級；在對砂輪的靜平衡時應該至少滿足對其 8 處點的有效的平衡，對于新的砂輪來說，必要時，應該進行兩次的平衡，在進行平衡時候應該使用冷卻液；在對主軸和和軸瓦間的間隙應該科學的設置，避免便喲的漂浮現(xiàn)象的發(fā)生，同時保證主軸與軸瓦間接觸性良好等；同時在保證試車時，避免放置軸承間隙過小，造成拉毛和起線等現(xiàn)象；軸承溫度不宜過高，必要時加大油量、強制通風等手段。
3.2 結論
伴隨著深入的研究和分析，就會面臨著對磨床更多問題的研究和發(fā)現(xiàn)，這就要求我們需要不斷的探索和鉆研，學習國外先進的技術水平，有效地提升自己相關技術水平，通過在研究中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中改進相關維修技術，有效的提升磨床砂輪主軸承維修的水平，降低了企業(yè)的額外開銷，最大化提升經(jīng)濟效益。
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