M7140平面磨床主軸靜壓滑動(dòng)軸承修復(fù)

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1、M7140平面磨床主軸靜壓滑動(dòng)軸承修復(fù)摘要：本文敘述的是M7140平面磨床的主軸靜壓滑動(dòng)軸承的修復(fù)過程，經(jīng)過修復(fù)后的主軸部件一直使用至今，沒有再出現(xiàn)過類似的故障，因此記錄下來以備今后維修之用。關(guān)鍵詞：主軸、靜壓滑動(dòng)軸承、軸瓦、薄膜片M7140平面磨床是一臺(tái)上海機(jī)床廠生產(chǎn)的高精度設(shè)備，此設(shè)備自1961年投產(chǎn)以來，該機(jī)床一直是中型裝備制造廠的重點(diǎn)設(shè)備，為中型裝備制造廠完成生產(chǎn)任務(wù)作出的巨大的貢獻(xiàn)，近些年根據(jù)我公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀，M7140平面磨床主要擔(dān)負(fù)著中型裝備制造廠的軋機(jī)滑板產(chǎn)品的磨削加工任務(wù)。在完成全年生產(chǎn)任務(wù)中，M7140平面面磨床起著舉足輕重的作用。但是近期

2、此機(jī)床磨削滑板時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)滑板表面有橫紋，精度超差的現(xiàn)像。我經(jīng)過仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)檢測(cè)前瓦壓力的壓力表表針不穩(wěn)，正常工作的壓力值應(yīng)為0.8MP，而現(xiàn)在的壓力表表針在0~0.8MP之間擺動(dòng)，且磨頭削磨工件時(shí)振動(dòng)，即主軸振動(dòng)帶動(dòng)砂輪也振動(dòng)，致使工件出現(xiàn)橫紋，精度超差。此壓力表檢測(cè)的是主軸的靜壓滑動(dòng)軸承的前瓦的壓力，所以此壓力表擺動(dòng)實(shí)際上就是主軸的靜壓滑動(dòng)軸承前瓦的油液壓力不穩(wěn)，而靜壓滑動(dòng)軸承前瓦的油液壓力不穩(wěn)的根源有兩點(diǎn)：一個(gè)根源就是主軸變形、彎曲，另一個(gè)根源就是軸瓦的內(nèi)孔圓度超差。拆下主軸和軸瓦后經(jīng)檢查，主軸沒有發(fā)生變形及彎曲現(xiàn)像，而軸瓦的內(nèi)孔圓度超差。根源找到了，下一

3、步就是如何修復(fù)此靜壓滑動(dòng)軸承，我經(jīng)過仔細(xì)研究，查閱了許多相關(guān)資料，最后終于定下了修復(fù)方案。下面講述的就是我的修復(fù)方案，以備以后修復(fù)相同的主軸靜壓滑動(dòng)軸承時(shí)作為參考和繼續(xù)完善修理工藝之用。M7140平面磨床的主軸結(jié)構(gòu)是靜壓滑動(dòng)軸承，靜壓滑動(dòng)軸承有承載能力大、抗振性能好、摩擦系數(shù)小、壽命長(zhǎng)、回轉(zhuǎn)精度高、能在高速或極低轉(zhuǎn)速下正常工作等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于高精度、重載、低速的場(chǎng)合。而M7140屬于精加工機(jī)床，所以其主軸結(jié)構(gòu)采用了靜壓滑動(dòng)軸承。靜壓滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)及其工作原理如圖1所示，靜壓軸承在其內(nèi)圓表面上開有4個(gè)對(duì)稱且均勻分布的油腔，油腔與滑腔之間開有回油槽，回油槽與油腔之

4、間有封油面。兩個(gè)相對(duì)的油腔與一個(gè)薄膜節(jié)流器連通，油壓為ps的潤(rùn)滑油經(jīng)過節(jié)流器薄膜兩側(cè)的節(jié)流間隙hc和h′c，流入軸承相對(duì)的兩個(gè)油腔中。當(dāng)軸承空載時(shí)，兩相對(duì)油腔壓力相等，薄膜處于平直狀態(tài)，軸浮在中間。當(dāng)軸承承受載荷W時(shí)，上油腔間隙增大，油壓減??；下油腔間隙減小，油壓升高，形成壓力差，因此節(jié)流器中薄膜向上凸起，使上側(cè)節(jié)流間隙減小，節(jié)流阻力增大；下側(cè)節(jié)流間隙增大，節(jié)流阻力減小，此時(shí)下油腔pr4＞上油腔油壓pr2，產(chǎn)生壓力差Δp=pr4-pr2，于是將軸抬起，直至上下腔油壓相等，使軸頸處于油膜的包圍中，形成液體潤(rùn)滑。4靜壓滑動(dòng)軸承的供油系統(tǒng)的液壓原圖如圖2所示，靜壓軸

5、承需要單獨(dú)的供油系統(tǒng)，其中的主要元件是：過濾器（件1），其作用是防止油中的雜質(zhì)吸入油泵。油泵（件2），其作用是向系統(tǒng)供給壓力油。溢流閥（件3），其作用是調(diào)節(jié)系統(tǒng)供油壓力ps。單向閥（件4），其作用是使液流只能單向流動(dòng)，不許反向。蓄能器（件5），其作用是當(dāng)突然停電或供油系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可保持仍有一定的壓力油供給靜壓軸承，不致因斷油而磨損、擦傷軸承。精濾油器（件6），其作用是防止節(jié)流器被堵塞，要求濾油精度高于0.02mm~0.03mm。節(jié)流裝置（件7），自動(dòng)調(diào)節(jié)油腔壓力，使相對(duì)油腔的壓力，媽終趨于相等。壓力繼電器（件8），其作用是保證當(dāng)油泵開動(dòng)使軸承油腔建立一定壓

6、力后主軸才能啟動(dòng)。M1740平面磨床的主軸結(jié)構(gòu)如圖3所示，此機(jī)床的主軸結(jié)構(gòu)主要由主軸（件號(hào)1）、端蓋（件號(hào)2）、前軸瓦（件號(hào)3）、鋼套（件號(hào)5）、后軸瓦（件號(hào)6）、法蘭盤（件號(hào)7）、圓錐滾子軸承（件號(hào)8）、調(diào)整螺母（件號(hào)9）、電機(jī)軸（件號(hào)10）、電機(jī)轉(zhuǎn)子（件11）、壓蓋（件號(hào)12）、圓螺母1（件號(hào)13）、定位套（件號(hào)14）、軸承（件號(hào)15）、墊1（件號(hào)16）、墊2（件號(hào)17）、圓螺母2（件號(hào)18）、端蓋2（件號(hào)19）組成。因M7140平面磨床是精加工機(jī)床，所以各部要求的精度都要符合精加工機(jī)床的精度，尤其主軸結(jié)構(gòu)要求的各項(xiàng)精度更高。M7140平面面磨床的主軸結(jié)構(gòu)

7、中，前軸瓦（件號(hào)3）的前端面開有兩個(gè)油腔，要求前軸瓦的前端面與主軸的軸肩端面的平面度都必須在1‰以內(nèi)，前軸瓦的前端面及主軸軸肩端面與主軸軸線的垂直度也必須在1‰以內(nèi)，以防主4軸旋轉(zhuǎn)時(shí)前軸瓦的前端面和主軸軸肩端面產(chǎn)生劃痕。軸瓦的回油槽的深度為0.8mm，寬度4mm?；赜筒鄣某叽缫獓?yán)格按照此尺寸加工，以防止油腔壓力不足。軸瓦與主軸的間隙要求直徑方向?yàn)?.07mm，復(fù)時(shí)要嚴(yán)格按照此參數(shù)修復(fù)。將主軸部件和供油系統(tǒng)拆卸分解后發(fā)現(xiàn)軸瓦的內(nèi)軸圓度超差和節(jié)流器的薄膜片的平行度和平面度，光潔度已經(jīng)超差。軸瓦的圓度超差時(shí)，主軸旋轉(zhuǎn)，軸承和軸頸之間間隙發(fā)生周期性的變化引起油腔壓力波

8、動(dòng)，導(dǎo)致主軸振動(dòng)。節(jié)流器的薄膜片的平行