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3012數控龍門導軌磨床磨削振紋維修

0 引言
SZ25-30-12型數控龍門導軌磨床是德國希斯公司制造的，其工作臺長寬分別為12000mmX2500mm，如表 1 所示。自 2007 年我廠使用以來，其磨削質量一直相當穩定。近期，在磨削鏜床立柱導軌面時出現了以下問題：（1）鏜床立柱導軌面出現磨削振紋[1]如圖 1所示，波距 t=8～12mm，工件斜導軌上比較明顯；（2）波紋波距有時成倍增加；（3）主軸出現發熱的情況。
1 產Th磨削振紋原因判斷
SZ25-30-12數控龍門導軌磨床采用定梁式龍門結構，機床配備周邊和萬能兩個磨頭，能滿足各種導軌面的精加工要求。周邊磨頭前后軸承采用內圓偏心圓弧面動靜壓滑動軸承，前后軸承端面有環形油腔，能同時承受軸向和徑向載荷?；瑒虞S承采用壓力潤滑，以減少高速直接啟動時抱軸的危險。以0.2MPa壓力的壓力油通過箱體上的油孔進入軸承上的環形槽，然后送到4個徑向油腔和端面油腔。軸承除具有偏心圓弧外，還有相當一部分圓柱形的圓弧，組成復式油楔。工作時滑動軸承處于液體摩擦狀態，承載油膜可完全消除磨損，并具有良好的吸振、緩沖等優點。導軌磨床產生振紋的原因主要有以下幾個方面：（1）主軸動平衡精度差[2]。（2）磨頭滑動軸承壓力潤滑系統的壓力波動。（3）砂輪靜平衡不合格。（4）砂輪修整粗細不一致。（5）工作臺導軌面潤滑油過多或過少。（6）機床周圍工作環境差，機床附近有振源，使機床振動產生振紋。（7）滑動軸承的油膜靜剛度差，導致軸承承載力下降，不能滿足機床的工作性能要求[3]。
2 故障原因的排查與分析
　　首先對機床主軸進行動平衡檢查，使用SB-1700便攜式現場動平衡儀對機床主軸進行現場動平衡檢查，結果顯示砂輪軸動平衡等級達到G0.4級。接著對砂輪進行靜平衡，將砂輪裝于主軸上，在修整砂輪后再次進行動平衡測試，動平衡測試結果滿足機床動平衡要求。隨后又對滑動軸承壓力潤滑的液壓系統、工作臺導軌面潤滑及潤滑油溫度控制單元進行檢查、調整，確保壓力潤滑系統、工作臺導軌潤滑系統和主軸潤滑冷卻系統均達到機床工作要求。經試磨削后，加工工件的明暗條紋仍然存在，因此可以排除以上因素導致機床在磨削中產生明暗振紋。機床有獨立的地基，地基周圍有防振溝，機床周圍沒有其他明顯振動源，工作環境對機床的影響也可以排除。通過以上的排查可以基本消除機床主軸動平衡、砂輪靜平衡、機床主軸動靜壓潤滑系統、機床工作臺導軌面潤滑系統和附近振源的影響，最終確定引起磨削振紋的原因為滑動軸承剛性不足。
2.1 磨頭結構草繪及工作原理
　　確定振紋產生原因后，首先對滑動軸承所在的磨頭進行草圖繪制及工作原理分析。磨頭的主軸結構如圖2所示。
　　　對流體動壓可傾瓦滑動軸承背向安裝,使主軸獲得軸向和徑向定位。前軸承是固定的,后軸承可作軸向游動。后軸承外圈可以游動實測值 0.75mm（實測值），瓦塊及主軸游動 0.32mm（實測值），由此游動出現的縫隙，當主軸受熱伸長時,工作端仍不受影響。實際拆開后,發現這種軸承有 8 塊浮動錐面軸瓦,互相連在一起,軸瓦裝在軸承環內。軸瓦表面是一層巴氏合金（還有一種說法鉛基軸承合金）,基體上有一層塑料,有一定彈性,使軸瓦有自位作用。在數千公斤的軸向予加負載作用下,主軸不回轉時,軸瓦表面的滑動油腔壓住主軸,主軸旋轉時,產生剛度很大的楔形油膜,使主軸獲得很高的旋轉精度。這種軸承的予加負載是由蝶形彈簧產生的。由于主軸不旋轉時處于夾緊狀態,因此必須要有特殊的起動裝置,否則需要很大的起動功率。該機床起動過程如下:按壓磨頭“啟動”按鈕,齒輪油泵首先起動,壓力油流入卸荷環似的背后,克服彈簧力,并推動后軸承,使處于卸荷狀態。此時滾珠軸承代替后軸承支承主軸。當壓力繼電器和時間繼電器都動作,磨削驅動電機起動,達到全速后,油泵停止,油壓卸荷,碟形彈簧重新推動后軸承,并作用于主軸使前后軸承的軸瓦和軸頸之間的間隙為 0.001 毫米左右, 由此獲得極大的油膜剛度。與此同時,滾珠軸承被推開,與主軸脫離接觸。據稱這種軸承幾乎沒有什么磨損,實際上無須維護和保養。

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4 結語
　　此次導磨磨頭修復是本機床第一次修復，機床修復成功說明了維修方案是正確的，維修過程分析了磨頭工作原理和草圖繪制，為今后導軌磨床維修和設計積累了經驗，并為我廠節省了修復資金，望能給讀者以啟發。

標簽：加工中心

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