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這里舉例的是一種平磨磨頭主軸,采用一端滑動(dòng)、一端滾動(dòng)的主軸軸承結(jié)構(gòu)。其中滑動(dòng)軸承與主軸之間的摩擦狀態(tài)有3種,即邊界摩擦、液體摩擦、混合摩擦。
邊界摩擦是指兩滑動(dòng)表面被潤(rùn)滑油中的極性分子(一般存在于油酸、脂肪酸等表面活性添加劑中)與金屬表面直接結(jié)合而形成的邊界吸附膜所隔開,或者被含有硫、氯、磷等活性物質(zhì)與金屬表面起化學(xué)作用形成的無(wú)機(jī)鹽膜所隔開。液體摩擦是指兩滑動(dòng)表面被一層潤(rùn)滑油(承載油膜)完全隔開?;旌夏Σ潦侵附橛谏鲜鰞煞N狀態(tài)之間,或邊界摩擦的情況多些,或液體摩擦的情況多些。
為方便起見,邊界摩擦、混合摩擦以下統(tǒng)稱非液體摩擦。滑動(dòng)軸承處于液體摩擦是最理想的狀態(tài)。因?yàn)檫@時(shí)的摩擦阻力小,其摩擦因數(shù)接近于滾動(dòng)軸承的當(dāng)量摩擦因數(shù)。此外,承載油膜可以完全消除磨損,同時(shí)具有良好的吸振、緩沖等優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)滑動(dòng)軸承處于邊界摩擦狀態(tài),如果邊界油膜被破壞,金屬之間直接發(fā)生摩擦磨損(首先是磨料磨損)將要急劇增大。同時(shí)金屬間摩擦產(chǎn)生的局部溫度急劇升高,溫度升高導(dǎo)致金屬表面急劇膨脹,金屬表面膨脹反過(guò)來(lái)加劇了金屬間的摩擦。當(dāng)摩擦產(chǎn)生的局部高溫達(dá)到材料的熔化點(diǎn)時(shí),主軸與軸承之間就會(huì)發(fā)生粘著現(xiàn)象,即抱軸。
當(dāng)平磨滑動(dòng)軸承材料是錫青銅時(shí),發(fā)生輕度抱軸,主軸表面有黑色燒傷痕跡。滑動(dòng)軸承是銅基合金材料,材料相對(duì)較軟,除有黑色燒傷痕跡之外,燒傷表面還會(huì)形成凹坑。在這種情況下,首先應(yīng)分析抱軸產(chǎn)生的原因,排除故障,修復(fù)主軸及滑動(dòng)軸承表面后重新刮削、裝配。主軸、滑動(dòng)軸承仍可使用。嚴(yán)重的抱軸將會(huì)導(dǎo)致主軸龜裂,在這種情況下應(yīng)更換主軸。
滑動(dòng)軸承抱軸的原因有:
(1)潤(rùn)滑油及滑動(dòng)軸承油池有雜質(zhì)、污物、油清潔度差。
(2)磨頭潤(rùn)滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障。發(fā)生抱軸后,可以從幾個(gè)方面尋找原因:①磨頭是否存在漏油現(xiàn)象。②油池是否缺油,油位是否低于油標(biāo)上的指示線。③磨床制造廠商在裝配磨頭前一定要檢查油環(huán)內(nèi)孔的橢圓度(橢圓度≤0.05mm)及油環(huán)上的16個(gè)5mm孔是否均布。
(3)磨頭滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑油不符合規(guī)定要求。
(4)主軸與滑動(dòng)軸承之間的徑向間隙過(guò)小,潤(rùn)滑油不易輸入,主軸與滑動(dòng)軸承之間溫升過(guò)高,導(dǎo)致抱軸。
(5)滑動(dòng)軸承刮削方法不正確,接觸點(diǎn)不符合要求。
(6)后軸承座與磨頭體同軸度及端面的垂直度,以及兩只滾動(dòng)軸承之間的外隔圈,內(nèi)隔圈平行度偏差過(guò)大。
(7)垂直進(jìn)刀量過(guò)大,超負(fù)荷切削。
滑動(dòng)軸承抱軸后的修理及其預(yù)防抱軸的措施:
(1)配作向心球軸承210,D級(jí)之間的外隔圈內(nèi)隔圈(當(dāng)采用兩個(gè)46210,D級(jí)角接觸球軸承時(shí)不需要配隔圈),在軸承間施于20kg的軸向力確定內(nèi)外隔圈的高度差,同時(shí)內(nèi)外隔圈的兩端面平行度≤0.003ram。
(2)將后軸承座、滾動(dòng)軸承、軸承外隔圈和內(nèi)隔圈裝在主軸上,然后將上述組合件裝入磨頭體內(nèi)。
(3)將磨頭體垂直放置(主軸錐面朝上)不裝滑動(dòng)軸承,測(cè)量主軸的徑向跳動(dòng)≤0.1mm。將百分表座吸在主軸端頭,表針指向前軸承座內(nèi)徑,測(cè)量主軸與前軸承座同軸度≤0.02mm。如測(cè)量數(shù)值超差應(yīng)重新調(diào)整軸承內(nèi)外隔圈,修磨磨頭體的后端面直至達(dá)到要求為止。
(4)主軸與滑動(dòng)軸承配刮。配刮時(shí)應(yīng)注意:①所涂的紅丹粉或者紅墨油不能太稀。涂抹時(shí)應(yīng)均勻。②用刮刀刮削滑動(dòng)軸承時(shí)10kg的徑向力,調(diào)整主軸與滑動(dòng)軸承座間隙至0.02~0.025mm。
(5)滑動(dòng)軸承按要求注入潤(rùn)滑油,注入時(shí)應(yīng)用綢布過(guò)濾。
(6)磨頭體水平放置,空運(yùn)轉(zhuǎn)4h,讓主軸與滑動(dòng)軸承得到充分的跑合,測(cè)量軸承溫升≤30℃。
(7)將磨頭體內(nèi)的潤(rùn)滑油全部放掉。按要求重新注入潤(rùn)滑油。注油時(shí)應(yīng)用綢布過(guò)濾。有必要可抽查潤(rùn)滑油的清潔度。按重量法檢驗(yàn)其雜質(zhì)、污物不應(yīng)超過(guò)200mg。
(8)調(diào)整主軸與滑動(dòng)軸承座之間的間隙至0.03~0.04mm,開車試運(yùn)行。測(cè)量主軸錐面徑向跳動(dòng)和主軸軸向竄動(dòng),舊機(jī)床均應(yīng)≤0.01ram,新出廠的機(jī)床均應(yīng)≤0.005mm。
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