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M1040 型無心磨床故障（zhàng）分析及應對措施

2024-4-30 來源：西藏技師學院作者：柳（liǔ）楊

摘要：在鉗工維修裝配專業的學生實習時，需要使（shǐ）用 M1040 型無心磨床，因其（qí）生產性質（zhì）決定機床必須高效率（lǜ）、高精度地（dì）工作，所以如何降低無心（xīn）磨床的故障率和提高（gāo）其維修精度成了機（jī）修工作的重點和難點，該文針對 M1040 型無（wú）心磨床故障和磨削質（zhì）量缺陷（xiàn）分析及（jí）其對策（cè）作（zuò）粗淺闡述。

關鍵詞：機床修理；無心磨床；故障分析；對策；修複

M1040 型無心磨床用於對幾何精度和（hé）表麵質量要求高（gāo）的圓柱體零件和環形零件的外表麵進行通磨，以及對錐度（dù）不大的圓錐麵和成形表（biǎo）麵的半自動或（huò）手動切入磨削。廣泛應用於汽車、拖拉機、航空航天、儀表、軸承、工具及紡機等行業的大批量生（shēng）產企業。江淮動力集團公司（sī）是生產（chǎn）柴油（yóu）機（jī）、汽油機的（de）大型企業，M1040 型無心磨床是生產氣門的主要設備。M1040 型無心磨床擔（dān）負著氣門杆部的粗磨、半（bàn）精磨（mó）和精磨的加工任務，因其生產性質決定了無（wú）心磨（mó）床必須高效率、高精度地工作，所以（yǐ）須降低無心磨床的故障率和提高其維修精度。筆者在這些年帶學生到江淮（huái）動力集團進（jìn）行機修實習期（qī）間，對 M1040 型無心磨床的多發性故障接觸較多，體會較深。在（zài）此對 M1040 型無（wú）心磨床在生產中（zhōng）的（de）常見故障和磨削質量缺陷及其對策作如下粗淺闡述。M1040 型無心磨床在生產中的常見故（gù）障和磨削質量缺陷如下：①常見故障有砂輪主軸不（bú）轉、導輪不（bú）轉和砂輪主軸抱（bào）死（sǐ）等；②機床部件對產品產生磨削質（zhì）量缺陷有工件磨削時表麵出現螺旋形花（huā）紋（wén）、工件表（biǎo）麵有不規則的擦傷、工件表麵燒傷、工件表（biǎo）麵產生多角形狀及工件直線度有誤差等。

1、機床故障分析與（yǔ）修（xiū）複

1.1 故障分析與診斷

按照 M1040 型無心（xīn）磨床在生產中（zhōng）使（shǐ）用情況和出（chū）現的故障，運用故障分析樹的方法，如圖 1 所示，對造成（chéng）機床係（xì）統故障的各種因素進行分析，從（cóng）而能很快（kuài）找出（chū）機床係統（tǒng）發生（shēng）故障的主要原因並能立即提出解決措（cuò）施。

圖 1 M1040 無心磨床故障分析樹

如圖 1 所示，造成 M1040 型無心磨（mó）床不能正常工作的中間故障有 A（砂輪（lún）主軸不轉）或 B（導輪不轉（zhuǎn））。對（duì） A（砂輪主軸不轉）有（yǒu）影（yǐng）響（xiǎng）的原因有 1（傳動帶鬆動）、2（電機不（bú）轉）及中（zhōng）間（jiān）事故 C（砂輪（lún）主軸抱死（sǐ））。影響B（導輪不轉）的原因有 3（導輪電機不轉）、4（減速器蝸杆，蝸輪損壞）。在（zài）日常維修中問題 1（傳動帶鬆動）、2（電機不轉）、3（導輪電（diàn）機不轉）、4（減速（sù）器蝸杆，蝸輪損壞）可以通過調整、更換（huàn）損壞件排除故障。中間故障 C（砂輪主軸（zhóu）抱（bào）死）產生的主要原因是由 5（操作使（shǐ）用不當）、6（軸瓦嚴重磨損）、7（主軸油箱保險（xiǎn）開關誤發令（lìng））等因素的影響。原因 5（操作使用不當（dāng））可以通過對操作（zuò）工人進行培訓（xùn）解決。通過對以上故障分析樹（shù）的分析（xī），可以看（kàn）出 M1040 型（xíng）無心磨床不能正常工作的主要原因是中間件 C（砂輪主軸抱死），以及基本原因（yīn） 6（軸瓦嚴重磨損）、7（主軸油箱保（bǎo）險開關（guān）誤發令）發生故障（zhàng）。因此要改變 M1040 型無心磨床現（xiàn）有的狀況，應解決主軸油（yóu）箱保險（xiǎn）開（kāi）關誤發令和主軸軸瓦磨損修複（fù）這兩個主（zhǔ）要問題。

1.2 解決主要問題的對策

通過 M1040 型（xíng）無心磨床（chuáng）故障分析樹的分析，已經知道影響無心磨床正常（cháng）使用的 2 個主要問題為主（zhǔ）軸油箱誤發令和主軸軸瓦磨損，其中主軸軸瓦精度對產品的形位公差的（de）保證有重大影響，因而是重中之重，現對這 2 個問題的具體原因和解決方案作如下介紹（shào）。

1.2.1 主軸油箱保護開關誤發令問題的解決

如圖 2 所示，砂輪主軸保護切換機構被安裝在砂輪主軸潤滑槽的上部，其工作原理是（shì）從砂輪主軸上的回油將浮筒提起（qǐ），並通過浮筒帶動（dòng）操縱（zòng）杆，使砂輪主軸的保護（hù）開關開啟，從而使砂（shā）輪（lún）主軸中的潤滑油液體保持在一定壓力下。因為原機床的浮體（tǐ）材質為尼龍或塑膠，浮體在使用一段時間（jiān）後會發生老化、變形，浮體在工作時會出現漂浮現象。這樣，砂輪的（de）主軸不能充分（fèn）注滿潤滑（huá）油，而砂輪的主軸保護開關也是開啟的，因為這樣的情況常常會出現，因此，出現了砂（shā）輪主軸的抱死失效。為此（cǐ），在修理時，對（duì）浮筒的材質進行了改進，采用了一層（céng）厚（約 0.8 mm）的銅皮焊接，以消除浮筒的老化和變形，解決了砂輪主軸保護開關的誤啟動問題。

圖 2 砂（shā）輪主軸保護開關裝置

1.2.2 主軸軸瓦（wǎ）的（de）修（xiū）複

M1040 型無心磨床主軸軸承屬多（duō）瓦（wǎ）式滑動軸承，由於自然磨損或潤滑不良，而引（yǐn）起的“抱瓦”現象，往（wǎng）往會使設備無法正常工作。主軸（zhóu）在軸瓦中的運動精度直接影響工件的精度，因而軸瓦修複（fù）工藝很重要。在實際操作中對多瓦式滑動軸承修複的工藝（yì）方案介紹如下。

如圖 3 所（suǒ）示，M1040 型無（wú）心磨（mó）床主軸軸瓦為 5 瓦結構，其長度直（zhí）徑（jìng）之（zhī）比一（yī）般為 1.2~1.5。其中 l 號瓦和 2號瓦為底瓦，由磨架軸承孔支承軸瓦（wǎ）的外表麵母（mǔ）線，不可調節。3、4、5 號瓦為可調節瓦，可（kě）作軸（zhóu）承間隙（xì）調整。軸瓦的橫斷麵呈內外表麵不等厚形狀，支承中心為最厚尺寸，向兩側呈漸薄形減小。此軸承結構的瓦軸加工工（gōng）藝較複雜，在調整間隙時，要求調整的技術水平較高，故在（zài）新產品中已（yǐ）不再采用此種形式。

圖 3 M1040 型無心磨床主軸軸（zhóu）瓦結構圖

在修複過程中，需要對瓦軸的 2 個軸套進行反複刮磨。2 塊底瓦的高度要相等，底瓦兩端的高度要相等，誤差約為 0.01 mm。修複時，首先要對（duì）主軸的 2 個軸頸進行認真檢查，如果（guǒ）在檢查中發現（xiàn）裂紋等情況，就（jiù）應該考慮再檢（jiǎn）查一次或換一次；如（rú）果沒有（yǒu）裂（liè）縫，就要認真地測量 2 個軸頸的大（dà）小（xiǎo）；進行精密研（yán）磨，將 2 個軸承（chéng）的軸頸磨到相同的大小。

在模具夾具（圖 4）中，固定墊圈 3 和 5 上銑出了很大（dà）斜度，因為板瓦通常都是（shì）在外圓端麵上有（yǒu）很大倒角，所以可以通過這種大的斜（xié）角和墊圈的內錐麵，使 4塊板瓦牢固地固定在芯子（zǐ）上，確保（bǎo）了板料的精確定（dìng）位。

圖 4 模具夾具結構

其他 3 個軸承套（tào）是可以調整的，沒有特別（bié）要求，可以（yǐ）不進行研磨，但是如果有很大變形，就需要進行研磨。在修複好軸瓦後，把瓦依次放進襯套或特殊模具中，調整前後軸承螺絲，使（shǐ）其鬆緊均勻；調（diào）整好後，沿著主（zhǔ）軸的旋轉方（fāng）向旋（xuán）轉 5~8 次進行磨點，然後卸下，進行精刮（guā），如此（cǐ）反複（fù）；直到磚麵上的斑點分布均勻（yún），達到精度要求（20 點/25 mm×25 mm 或更大）。最後在瓦片上（shàng）塗抹藍油粉，反複進（jìn）行上（shàng）述工（gōng）序（xù），可增加軸瓦的數量和範圍；通過對每（měi）一部件的認真清（qīng）潔，對其進行正確組裝，並用百分表對軸承的直徑間隙進行 0.01~0.02 mm 的測量，這樣（yàng）就完成了軸承的維修。

瓦片經磨削和刮研後，厚度（dù）減小（xiǎo），在裝配過程中，其餘相關件（jiàn）要做校（xiào）正處理或修複。2 機床相關部件對產品產生磨削質量缺陷的分析和對策由於影響無心磨削加工的因素很多，應用 M1040型無心磨床磨削加工（gōng）氣門杆部外圓（yuán）時，機床（chuáng）部件（jiàn）對產品（pǐn）產生磨削（xuē）缺陷及其消除的方法作如下總結。

（1）工件磨削時表（biǎo）麵出現螺旋形花紋劃傷，產生此現象可能的原因很多，歸納起來大概有如下幾點：①導輪上嵌有硬粒或砂輪（lún）的（de）出口端“外凸”，消除的方法是修正導輪，直至消除。②托板已經碎裂產生銳邊或（huò）是表麵粗糙、有拉毛，消除的方法是（shì）修磨或（huò）更換新的托板。③砂輪結合劑硬度不均（jun1），此時必須更換新砂輪。④輸出和進給工件的速率不正確。此時適當調整送料滾輪的（de）轉速，以保證（zhèng）工件進、出料轉速（sù）與磨削區（qū）的一致性。⑤砂輪與導向輪之間（jiān）的相對軸位置發生了偏移。須根據需要再對齊。

（2）工件表麵有不規則的劃痕，這種劃痕是由切削液造成（chéng）的。①切割液（yè）體不清潔。②切削液的（de）潤滑性較差。如果是前者，可以更換新的切削液或者添加一個過濾器（qì）；如果是後者，應更換具有良好潤滑的切削液。

（3）工件表麵灼傷，其主要原因為在切削過程中（zhōng），由於溫度太高，不能及時將研磨熱量排出，導致工件表（biǎo）麵灼傷。有可能是由於切割深度太大、進刀太快、磨（mó）削太硬、磨削太慢及冷卻不足。通過減少切割（gē）深度、降低切（qiē）割速度和選擇柔軟砂輪進行磨削加工；通過對冷卻（què）設備（bèi）的結構進行改造，可以將（jiāng）冷（lěng）卻水送至磨削區，並在冷卻係統中加入冷卻設備，提高冷卻速度。

（4）工件表麵形成三角形、五邊形及（jí）七邊形等多個角形，這是由於（yú）下列因素造成的。①由於（yú）工件的中心高度不夠高，使（shǐ）得砂輪的研（yán）磨力向托板、導輪的分力增大，造成工件與托板（bǎn）之間的摩擦（cā），從而阻礙了工件的（de）旋轉，造成了研磨時工（gōng）作表麵形成多個角形（xíng）；這時應該增（zēng）加（jiā）工件的中心高度，但是要注意（yì），工件的中心高度太高，會造成工件在研磨過程中的跳動，同時也會造成加工誤（wù）差；嚴重時，研磨不能進行。所以在選用中心高度時要特別小心。②導向輪的（de）傾斜角度太大，在加工（gōng）過程中會造成工件（jiàn）的工作性（xìng）能下降。解決這一問題的辦法是（shì）降低導向（xiàng）輪的傾角，這時要想讓進給速（sù）度不變，就必須提高導向輪的轉速。③坯料的圓度偏差過大（dà），通常不（bú）允許有 50%以上（shàng）的偏差。解決方（fāng）法是在進行無心磨削之（zhī）前，添加一次加工，提高毛坯的圓度，或在不注意的情況下，多做幾次。④導向輪的工作狀態不佳，導致工件的工（gōng）作狀態不佳。這時，為了保證導向輪的正常工作，必須對導向輪進行修整，並（bìng）對導向輪軸承（chéng）進行檢查，使其與（yǔ）軸承保（bǎo）持（chí）良好的接觸。

（5）工件直線度（dù）有誤差，產生工件直線度誤差的原因是砂（shā）輪修正（zhèng）器（qì）修正砂輪不平整，解決措施為：①檢查修正器（qì）是否有鬆動，如有鬆動（dòng）後及時調整。②檢查仿形模板是否有磨損，如（rú）有磨損及時更換。③檢查主軸是否有鬆（sōng）動，如有鬆動必須及（jí）時調整。

3、結束語

以上是筆者根據自己的機（jī）修實踐和與同行的（de）經驗交（jiāo）流，總結出的 M1040 型無心磨床在日常生產中常見故障（zhàng）和解決方法。經驗證，以上措施可以在生產（chǎn）及實習過程中（zhōng），能夠迅速解決 M1040 型無心磨床的故障，提高其加工精度，降低機（jī）床故障率，保證機床正常穩定工作，保質保量（liàng）地投入生產，為企業創造（zào）出更大的經濟效益。同時也在鉗工生產實習教學中，提供了一個完整、可行的機修教學（xué）案例（lì），在產教結合上邁（mài）出一小步。

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