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MM7132平面磨床動壓軸承的故障分析與維修

2011-03-07

作者：湯家榮
（常州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械工程系）
　　摘　要：某廠使用的MM7132平面磨床，在長期使用后，平面磨床中動壓軸承出現(xiàn)了抱軸等不良現(xiàn)象，影響到機(jī)床的正常使用。經(jīng)對故障的分析和研究后，對動壓軸承進(jìn)行了修理，使該設(shè)備能正常安全地工作了。
　　關(guān)鍵詞：動壓軸承；平面磨床；砂輪；研磨
　　MM7132平面磨床，其磨頭的前后軸承外圓呈錐形，與軸承座內(nèi)錐孔只有3條等分的凸緣接觸，軸承上均勻地開有12道軸向槽，軸承軸向移動時(shí)，軸承與軸的徑向間隙便發(fā)生變化；當(dāng)軸承收緊時(shí)只有3條凸緣的內(nèi)部間隙變小，其余部分產(chǎn)生彈性變形形成3個油楔，為整體三油楔動壓滑動軸承。軸承的間隙小，剛性好，其潤滑方式為自吸式潤滑。在使用過程中，發(fā)生了磨頭抱軸、振動、發(fā)熱現(xiàn)象。
　　一、分析故障產(chǎn)生的原因
　　經(jīng)過對設(shè)備中出現(xiàn)故障的原因分析，發(fā)現(xiàn)平面磨床中砂輪軸的軸頸部分表面有縱向裂紋，前、后軸承外觀則沒有明顯缺陷，磨損量也不大，對磨頭進(jìn)行拆檢，未發(fā)現(xiàn)砂輪軸有彎曲，僅在軸頸部分有淺表縱向裂紋。前、后軸承的外錐凸緣與軸承座孔接觸良好，軸承內(nèi)孔無明顯損傷。由此認(rèn)為磨頭無法工作的主要原因是：前、后軸承的幾何精度發(fā)生變化，三油楔形狀及大小不一致所造成的。故決定修理采用的方案為：修復(fù)前、后軸承和鍍硬鉻（0.02mm）修復(fù)砂輪軸。
　　二、采用刮與研相結(jié)合的方法修理軸承
　　采用刮與研相結(jié)合的方法修理軸承，既先對前、后軸承進(jìn)行刮削顯點(diǎn)，再以研磨擴(kuò)大接觸面積并降低表面粗糙度值，刮削時(shí)采用輕刮法，絕不能刮成魚鱗狀。
　　1、將前、后軸承安裝到工作位置，按軸承孔配磨一長400mm的圓柱芯軸（直徑為55mm），其配磨程度以轉(zhuǎn)動自如為準(zhǔn)。在芯軸上薄薄涂一層紅丹油，將芯軸穿入軸承，適當(dāng)調(diào)整前、后軸承的松緊程度，轉(zhuǎn)動芯軸，抽出芯軸輕刮劃點(diǎn)。此項(xiàng)工作須反復(fù)進(jìn)行以達(dá)到在前、后軸承內(nèi)表面的3條矩形帶接觸中顯點(diǎn)均勻密集為止。然后磨制一根直徑比該芯軸小0.02mm長400mm的鑄鐵研磨棒，涂以W5氧化鉻研磨膏對前、后軸承同時(shí)進(jìn)行研磨，隨時(shí)收緊前、后軸承并注意清除軸承端部多余的研磨劑。經(jīng)過研磨，使軸承的接觸面為完整的3條矩形接觸帶，Z后拆下軸承座仔細(xì)清洗，使之不能有任何雜質(zhì)。
　　2、將前、后軸承安裝到位，按軸承孔配磨一長為350mm的圓柱芯軸，與軸承內(nèi)孔的配合程度以剛度能穿入為宜。調(diào)整前、后軸承至芯軸轉(zhuǎn)動困難時(shí)為止。在調(diào)整過程中，前、后軸承要交替進(jìn)行，切不可先調(diào)緊其中的一個再調(diào)整另一個，按此芯軸直徑小0.01mm尺寸精磨砂輪軸軸頸，拋光后即可組裝。
　　3、加注潤滑油依次進(jìn)行裝砂輪前和裝砂輪后的空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，Z后進(jìn)行磨削試驗(yàn)。經(jīng)過研磨，使前后軸承有3條與其外錐凸緣相對應(yīng)寬為15mm的通長矩形接觸面。為了進(jìn)一步降低軸承內(nèi)孔的粗糙度值，我們試用牙膏對其進(jìn)行了拋光處理。檢查研磨棒的Z終集合精度未發(fā)現(xiàn)明顯變化，即以此直徑減去0.01mm作為砂輪軸軸頸的尺寸。
　　三、采用以研代刮的方法修理軸承
　　1、采用車削有三頭120mm導(dǎo)程正反螺旋槽的鑄鐵研磨棒進(jìn)行整體研磨以保證前、后軸承的同軸度。研磨棒的直徑是在與前、后軸承配合較緊的基礎(chǔ)上減小0.02mm.。所用研磨劑為M28氧化鋁加煤油調(diào)合而成。為了使前、后軸承有盡可能的調(diào)整余量，在裝配時(shí)用手將前、后軸承輕輕推人軸承座、帶上調(diào)整螺母，然后將調(diào)整螺桿稍用力旋緊即可。
　　2、研磨時(shí)磨頭置于垂直狀態(tài)。為便于研磨棒在研磨過程中做適當(dāng)?shù)妮S向移動并減輕勞動強(qiáng)度，在研磨棒正下方放一液壓千斤頂，通過鋼珠支承研磨棒。為在研磨過程中使手持力對中，在研磨棒的上端加裝手輪裝置。
　　四、在研磨過程中的注意事項(xiàng)
　　使研磨棒的旋轉(zhuǎn)方向與砂輪軸的工作旋轉(zhuǎn)方向一致。這樣有利于工作時(shí)自吸油流迅速通過徑向間隙形成油楔，從而能改善運(yùn)轉(zhuǎn)性能。
　　1、研磨過程中要不斷地調(diào)緊前、后軸承（保持一定的手感）以提高研磨效率和保證軸承的幾何精度。
　　2、隨時(shí)清除軸承端部多余的研磨劑以避免前、后軸承出現(xiàn)喇叭口。
　　3、研磨一定時(shí)間后抽出研磨棒，清除研磨棒和前、后軸承中的研磨劑，檢查研磨效果和研磨棒的研損情況，如研磨棒出現(xiàn)研損，則需對其進(jìn)行修整以保證前、后軸承孔徑的一致性。
　　4、在做Z后研磨時(shí)，研磨劑盡量少并適當(dāng)收緊前、后軸承以保證前、后軸承的Z終幾何精度。
　　五、總結(jié)
　　通過對MM7132平面磨床動壓軸承的修理、組裝后，一次試車成功，解決了磨頭抱軸、振動、發(fā)熱現(xiàn)象，使設(shè)備能正常安全地生產(chǎn)。我們認(rèn)為修復(fù)質(zhì)量的關(guān)鍵是保證前、后軸承的同軸度、圓柱度以及較好的表面粗糙度，使三油楔的形狀、大小及厚度盡量相一致，而能保證質(zhì)量的Z有效的修復(fù)工藝是對前、后軸承進(jìn)行整體研磨。
　　參考文獻(xiàn)：
　　 [1] 肖前慰. 機(jī)電設(shè)備安裝維修工實(shí)用技術(shù)手冊[M].江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2007.