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（zé）炎（yán）
摘要：在現有柴油機零部（bù）件製造業當中，磨床在機加工中占有重（chóng）要的地位，特別是曲軸和凸輪（lún）的加工中，磨床的加工（gōng）精度直接影響產品的加（jiā）工精度。磨床製造業在不斷的發展和進步，通（tōng）過（guò）采用（yòng）正確的修理手段和操作，通過多年對磨床（chuáng）砂輪主軸軸承維（wéi）修工作的總結與分析，找到主軸軸（zhóu）承故障的主要原因，得出維（wéi）修主軸軸承的注意事項（xiàng）及處理故障（zhàng）的（de）應對措施。
關鍵詞：磨床（chuáng）砂輪；主（zhǔ）軸故障（zhàng）；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（bú）高，但嚴重製約磨砂主軸（zhóu）的進步和（hé）發（fā）展。一般來說（shuō），小型的磨床是滾動的軸承結構，大型的砂輪采用的是液（yè）體靜（jìng）壓軸承結構。因為靜壓軸承摩擦因數小，精度（dù）很高。對（duì）於磨床砂輪來說，其在啟動的時候形成一定的油膜，油膜過多或者（zhě）過少都會嚴重阻礙磨床主（zhǔ）軸的壽命。為此，降低（dī）砂輪主軸軸承的故障是我們一（yī）直在探索的問題。以（yǐ）找出原因進行修理工藝（yì）和裝配調整（zhěng）方法（fǎ）的改（gǎi）進來提高（gāo）砂（shā）輪（lún）主軸軸（zhóu）承的壽（shòu）命。
1、磨床砂輪主軸軸（zhóu）承概述及特性（xìng）
1.1 磨床砂輪主軸承概述
磨床砂（shā）輪主軸軸承的質量水平（píng）好壞直接（jiē）影響加工工件的（de）質量（liàng）和穩定性，一般具（jù）有滾動的（de）軸承和滑動軸承（chéng）兩大類。但是，現有的主滑動軸承發（fā）展水（shuǐ）平較高，對於現有的（de）動壓軸承、靜壓軸（zhóu）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（tiáo）件（jiàn）。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（jìng）壓、動壓）
一般來說磨床砂輪主軸軸承分為靜壓軸承（chéng）和（hé）動壓軸承。其相關原理介紹（shào）如下：
（1）靜壓（yā）軸承
磨床砂輪主軸靜壓軸（zhóu）承工作原理（lǐ）是：在啟動油泵（bèng）時，通過（guò）節流器（qì）等環節，使得主軸頸出（chū）現一定的油膜，從而使其（qí）與（yǔ）軸承（chéng）之間產生（shēng）間隙，通過一定的節流器的作用，使得油（yóu）通過必要的回（huí）油泵使得油回至油箱之內，靜壓軸承工作原理圖如圖 2 所示。因為其整體（tǐ）結構簡單，安裝方便（biàn），精（jīng）度高等因素，使得其廣泛被應用。
圖 2 靜壓軸承（chéng）動作原理
（2）動壓軸承
動壓軸承（chéng）具備運動平（píng）穩，同時具備一定的（de）抗震性，回轉速度較高等特點。但是其需要在一定基礎上的（de）運轉速度基礎上才能（néng）產生一定（dìng）的壓力油膜，使得其能夠實現純液體的摩擦等。因此，這種環境下不適用於低速環境下運行。
1.3 磨床砂輪主軸軸承動力（lì）特性（靜壓、動壓）
（1）靜壓軸承
靜壓軸承能夠在完（wán）全靜（jìng）止的（de）環境下，建立起必要承載的油膜。在啟動靜壓軸承的轉子時應先啟動靜壓的潤（rùn）滑係統，保證係統能夠持續穩定的進行。換句話（huà）說，在其軸承係統進行工作時候，主（zhǔ）軸出現一定的壓力油膜，在主軸進行必要的旋轉時，使得其軸（zhóu）承間出現一行的階梯效應，自然而然形成一定的動力（lì）油膜，因（yīn）此形成一（yī）定（dìng）的動（dòng）壓軸承係統等。靜壓軸承最（zuì）大的特（tè）點是需要必要的油泵係統提供壓力油。
（2）動壓軸承
動壓軸（zhóu）承（chéng）啟動力矩（jǔ）較大，且容易發（fā）熱，在其主軸（zhóu）工作條件不同時，其相關的精度和穩定性也不近相（xiàng）同。動壓軸（zhóu）承（chéng）無需額外的壓力係統。
2、磨床砂輪主軸軸承維修經驗總結
2.1 主軸軸承故障的主要原因
（1）主軸軸承裝配調整不合理
實（shí）踐證明，在（zài）滑（huá）動軸承為結構的主軸軸係中，同樣精度的主軸和軸承（chéng），裝配得好，可（kě）以提高主軸的旋轉精度及軸承的使用壽（shòu）命，裝配得不合理，將導致主軸旋轉精度的超差，由此看來，正確、合理地選擇裝配調（diào）整方法是提（tí）高主軸旋轉精度（dù）的重要一（yī）環。必須保證主軸裝好後與體殼（ké）孔的前後軸線同（tóng）軸（zhóu）度（dù）在 0.01mm 內。保證主軸與軸承間的間隙，必須在 0.01 ～0.015 mm 之間，但以調整（zhěng）到 0.01 mm 最為（wéi）適。調整必須耐心細致，才能調到合（hé）適的（de）間隙，調整到合適的（de）間隙後，用手轉動主軸（轉動主軸方向應與（yǔ）機床轉時（shí）主軸旋轉的方向一致），此時應轉動輕鬆，無阻（zǔ）滯感覺。
（2）材料質量差
一般（bān）來說，主軸軸承本身的材料（liào）會嚴重製約軸承本身的質量。根據主軸本身的製作工藝和質量來說，與國外有著嚴重的（de）差距，但是就材料本身來說是主要的因（yīn）素，就其製作工藝、軸承的設（shè）計等方麵來說是（shì）次之。磨床砂輪主軸和軸瓦在運行過程中需要對（duì）轉速和轉矩（jǔ）進行傳（chuán）遞，與此同時需要承載必要的載荷，這就意味著會產生摩擦和磨損等問題，同時其工藝製作的精度和（hé）質量（liàng）未達到國家規定的（de）技術標準，軸瓦出現砂眼和氣孔等現象，嚴重的是材料出現（xiàn）一定疏鬆的情況（kuàng）等，使得磨床（chuáng）砂（shā）輪（lún）主軸軸承的質量遠遠不能達到（dào）預期的標準。
（3）潤（rùn）滑不良
一般來（lái）說，油膜的壓力與（yǔ）油粘（zhān）度（dù）成正比，換言（yán）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於稠密則會造成主軸嚴重的發熱現象。作為主要支撐部（bù）件的（de）主軸軸承部件來說（shuō），在整個運動機（jī）製占據重要（yào）的（de）作用，因為其在旋轉的過程中逐漸（jiàn）形成一定的（de）油膜，有（yǒu）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（yóu），則可（kě）能有效的延長軸承的使用壽命。一般地，采用的是自動（dòng）潤滑（huá）油係統，通過有效的設（shè）置科學合理的潤滑參數以及合理選擇潤滑油的（de）粘（zhān）度，通過及（jí）時（shí）有（yǒu）效的設備維護，能夠（gòu）保（bǎo）證設備可持續長期的有效（xiào）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（huàn）言之就是壓力越（yuè）大則相應的粘度也越大。則不清潔的潤滑油等環境因素則會導致主軸的磨損度，同（tóng）時也（yě）會（huì）加速磨（mó）損的（de）速度，較輕的結（jié）果隻是導致主軸軸頸（jǐng）與軸承表麵簡單的起球，嚴重的情況則會導致主軸軸頸與（yǔ）軸承的拉毛、燒瓦燒軸抱死等，介於軸瓦與軸（zhóu）頸（jǐng）之（zhī）間的間隙非常的（de）微小，一旦主軸油的清潔度達不到要求，則會造成嚴重的後果，導致主軸（zhóu）抱死情況的發生。
2.2 故障原因分析與處理
通（tōng）過必要的研究和分析，得出：就（jiù）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（dà）的風險，因此，必要的故障分析迫在眉睫。同時主（zhǔ）軸（zhóu）承其（qí）出現故障和（hé）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，更有甚者出現燒軸燒瓦現象，或者出現（xiàn）抱軸現象。就相應的問（wèn）題進行細化（huà）得分析得出以下故障原（yuán）因：
（1）故障（zhàng）主（zhǔ）軸軸承（chéng）的潤（rùn）滑受阻或者缺油的現狀，首先需要對其相（xiàng）應維（wéi）護記錄進（jìn）行（háng）詳（xiáng）細的查詢（xún），當軸承排油正常時，則顯示工作是正常穩定的，則說明潤滑（huá）現象良好。但（dàn）是對其在拆解之後發現（xiàn），軸（zhóu）承周圍的殘留的相關油脂過於繁多，造成潤（rùn）滑作用不（bú）夠明顯，同時嚴重製約潤滑的效果。
（2）由於主軸油的清潔（jié）度差，有異物將節（jiē）流器的小孔堵住或者將油腔的（de）油（yóu）麵刮開，造成主軸抱死（sǐ）的（de）現象，使得軸頸出現一係列（liè）的毛刺現象甚至主軸發熱造成軸頸裂，主（zhǔ）軸報廢。其（qí）軸（zhóu）承故障點如圖 3 所示。
圖 3 軸承故障點
（3）薄膜反饋節油器失（shī）靈。
（4）軸承的運輸過程，在對運輸過程中發（fā）現，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（guò）程中，設備齊全且符合標準和要求，不（bú）能造成軸承損害的可能，也就排除運輸過程造成的損害。在進行係（xì）統（tǒng）分析和研究上，將軸承進（jìn）行徹底清洗的清潔工作，同時保證對各處的研（yán）傷進行修磨處理，保（bǎo）證（zhèng）軸承在最優狀態下工作（zuò）。
3、注意（yì）事項（xiàng）與結論
3.1 注意事項（xiàng）
必（bì）要時，對砂輪主軸進（jìn）行平（píng）衡測試；同時（shí），對相關的主軸和相應的軸承進行有效（xiào）的配合，應該（gāi）符合國家標準 A 級；在（zài）對砂輪的靜平衡時（shí）應該至少滿足對（duì）其 8 處點（diǎn）的有效的（de）平（píng）衡，對於新（xīn）的砂輪來說，必（bì）要時，應該進行兩次的平衡（héng），在進行平衡（héng）時候應該使用冷卻液；在（zài）對主軸和和軸瓦間（jiān）的（de）間隙應該（gāi）科學的設置，避免便喲的（de）漂浮現象的（de）發生，同時保證主軸與軸瓦間（jiān）接觸性良好（hǎo）等；同時在保證試車時，避（bì）免放置（zhì）軸承間隙過小，造成拉毛和（hé）起線等現象（xiàng）；軸承溫度不宜過高，必要時加大油量、強製通（tōng）風等手段。
3.2 結論
伴隨著深入（rù）的研究（jiū）和分析（xī），就會麵臨著對（duì）磨床更多問（wèn）題的研究和發現，這就要（yào）求我們（men）需要不斷的探索和鑽研，學習國外先進的技術水平，有效地提升自己（jǐ）相關技術水平，通過在研究中創新，在（zài）創新中改進相（xiàng）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（le）企業的額外開銷，最大化提升經（jīng）濟效益。
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