摘　要：成組角接觸軸承經常（cháng）使（shǐ）用在精密回轉軸上，比如機床的（de）主軸（zhóu）或附（fù）件頭內（nèi），當機床使用超出一定年限或由於其它原因引起軸承磨損後（hòu），其回轉精度就會下降，造成被（bèi）加工產品尺寸超（chāo）差或表麵質量不（bú）合格。這裏介紹一種用手感知角接觸軸承的間隙，用（yòng）環形墊圈調節軸承預緊（jǐn）的方法，恢複（fù）機床附件的回（huí）轉（zhuǎn）精度。
　　關鍵（jiàn）詞：角接觸軸承；附（fù）件維修；軸承（chéng）調整
　　1　附件頭當（dāng）前（qián）工作狀（zhuàng）態
　　公司（sī）於二零零九年購（gòu）進的一台落地式鏜床，雖然隻使用了兩年，但主軸旋轉時，附件頭內（nèi）有明（míng）顯的沙（shā）沙聲。用300毫米長“檢棒”檢（jiǎn）查主軸跳（tiào）動，跳動度竟然有0.25毫米之多。精銑平麵時，被加工產品的表麵留有明顯的刀紋，表麵粗（cū）糙度不能達到加工（gōng）要求；精鏜（táng）削φ220H7毫米孔（kǒng），加工量0.5毫米，加工後孔內表麵粗超度6.3以上，尺寸（cùn）超差0.05毫米。這種種跡象表明，附件的主軸軸承已經出現（xiàn）問題，附件自身的精度已經（jīng）不能再滿足加工需求，決定對該附件進行（háng）檢查維修（xiū）。
　　2　附件頭結構分析（xī）
　　按照機床製造商提供的維修裝配圖，拆解附件（jiàn）頭（tóu），抽出附件頭的套筒，心軸和套筒的結構如圖1所示： 　　軸承ABD為英國原（yuán）裝成對角接（jiē）觸軸（zhóu）承，軸承廠（chǎng）家按規定（dìng）的預加載荷調整，成對成組製造出廠，用戶不需要調整即可安裝使（shǐ）用，三套軸承外圈（quān）整體標記（jì）有符號“∨”，用（yòng）來指示其安裝方向和（hé）安裝順序。為使軸承能承受更高的軸向載荷，軸承AB的接觸角被選為25度（dù），而且兩軸承串聯配對安裝，其載（zǎi）荷線平行，當機床加（jiā）工時（shí），兩軸承共同分擔（dān）心軸承受的徑向載荷和軸向載荷；軸承D相對軸承（chéng）AB背靠背安裝，對軸承AB施加預加載（zǎi）荷，平衡心軸所受到的軸向力，限製（zhì）心軸的軸（zhóu）向位移；C為軸承內外（wài）隔圈（quān），通過調整內外隔圈的厚度差，改變軸承的預（yù）緊量。軸承EF也為成對角（jiǎo）接觸軸承，二者背靠背安裝，其載荷線軸向分開。可承受作用（yòng）於兩個（gè）方（fāng）向上的軸向載（zǎi）荷（hé），但每個（gè）方（fāng）向上的載荷隻能（néng）由一個軸承承受。這種配對方式是一種剛性相對較高的軸承配置方式，可承受傾覆力矩，在精密回轉軸上經常使用。這裏EF的主要作用是確定（dìng）主軸回轉中心，使心軸（zhóu）獲（huò）得更高的回轉精度。軸承不承受徑向載荷，所以軸承的接觸角選得比較小，為15度。用千（qiān）分尺檢查內外隔圈C的厚度，發現其厚（hòu）度差為零，這是由於軸承（chéng）ABD為成組角接觸軸承，其安裝後的預緊量為軸承生產商在出廠時指定預緊量。
　　3　檢查附件頭角接觸軸承狀態
　　在套筒（tǒng）拆下後，將其平放，手動旋轉（zhuǎn）心軸，發現（xiàn）軸承的“沙沙（shā）”聲更（gèng）加明顯，可以聽（tīng）到軸承滾子同軸承內外圈脫離的聲音；仔細觀察軸承，軸承外圈已經變黑（hēi），並有明顯鏽蝕的痕跡，軸承內有殘餘的切（qiē）削液，潤滑脂（zhī）已經乳化，滾子支架殘留的潤滑脂上粘（zhān）有細小的鐵屑（xiè），因此可以（yǐ）斷定軸承已經進（jìn）水；參考圖1中所示結（jié）構，將套筒與心軸分開，然後錐孔向下（xià）將心（xīn）軸樹（shù）起放在操作台上，用雙手扣住軸承ABD的外圈和外隔圈C，將其向上（shàng）提起（qǐ），可以感覺到軸承外圈在沿心軸軸線方向上有輕（qīng）微（wēi）的串動，用手推動軸承外隔圈，外隔圈可以隨意自由移動，沒有被壓實，因此（cǐ）角接觸軸承沒有被預緊。再檢（jiǎn）查圓（yuán）螺母，圓螺母沒有任何的鬆動，軸承的內圈是緊實的。所以斷定附件頭的問題在於，軸承（chéng）進水後軸承潤滑失效，繼續使用一段時間後，軸承磨損嚴重，使（shǐ）角接觸軸承失去預緊（jǐn），導致附件的心軸回轉精度（dù）下降。當附件頭在加工過程中受（shòu）到翻轉力矩時，心軸擺幅加大，直接影響到加工（gōng）零件（jiàn）的加工（gōng）表麵質量。用熱（rè）風槍將軸承快速烤熱，按照圖1中的安裝順序取（qǔ）下軸承。仔細（xì）清洗拆解後軸承，清除殘餘潤滑脂和切削液殘（cán）留物，用細（xì）砂紙和除鏽（xiù）劑去除軸承毛刺（cì）和鐵鏽，然後仔（zǎi）細檢查（chá）軸承的內圈外圈，和每一滾子。雖然軸承已（yǐ）經磨損，但各部分卻沒有任何的傷痕。考慮到附件頭軸承為英國進口原裝軸承，采購費用很高，而且軸承（chéng）的訂（dìng）貨、郵寄時間很長，會影響到生產進度，因此打算對這五套（tào）軸（zhóu）承的（de）間隙重新檢測調整，再次利用。
　　4　角接觸軸（zhóu）承間隙的檢查與調整
　　角接觸軸承預（yù）緊的調整一般通過研磨隔圈，改（gǎi）變軸承（chéng）內外隔圈的厚度差來實現，考慮到應避免在新軸承到來後對還須對隔圈重新研磨，不對（duì）原有隔圈做研磨（mó）處理，隻在軸承與隔（gé）圈之間或軸承與軸承之間添加環形墊（diàn）圈消除軸（zhóu）承間隙。角接觸軸承的調整首先要確定角接觸（chù）軸承的間隙。間隙（xì）的測量（liàng）有兩種方法：1.測量法調整（zhěng），這種（zhǒng）方法較精確，需專業的設備測算，而且操作繁瑣。因此隻在專用（yòng）廠家使用，在設備維修中，由於條件不具（jù）備，維修人（rén）員很少用；2.手動感覺方式調整，這種方法不需要測量儀器（qì），隻憑維修人員的實踐經驗來感知軸承內外圈預緊程度，確定內外（wài）隔圈的厚度差或者確定所添加（jiā）薄片的厚度，這種方法在設備實際（jì）維修中應用的比較廣。
　　軸承的預緊程度（dù）取決於其承受的負荷（hé）和工作溫度。外界條件有差異（yì），軸承的預緊程度在也會隨之有不同的變化。過重的預緊會造成軸承的磨損，過大的預留間隙會降低心軸的（de）回轉精度，作為維修人員，檢測調整過（guò）程要仔細認真，處理（lǐ）好二者的矛盾。
　　這裏采（cǎi）用的是第二種（zhǒng）方法，具體步驟如下：
　　（1）準備檢測和調整過程所用的工（gōng）具和耗材，主要有塞尺、圓規、剪刀、細砂（shā）紙、千分尺（chǐ）、丙酮、除（chú）鏽劑和不同（tóng）厚（hòu）度等級的銅皮。
　　（2）首先（xiān），用丙酮將銅皮清洗幹淨，然後把銅（tóng）皮在桌麵上鋪平，用膠帶粘牢。測量（liàng）軸承外圈內外邊緣尺寸，用圓規在銅皮上劃圓，用剪刀剪下，做成環形墊片（piàn）。主軸的回轉（zhuǎn）精度要求很高，所以對軸承內外隔圈的平麵度（dù）和（hé）平行度的要求也很高，所以劃圓時應避（bì）開銅皮上的褶皺，並且剪刀應鋒利，墊片邊緣不留任何毛刺。用千（qiān）分尺檢查環形墊圈各處厚（hòu）度，選（xuǎn）用（yòng）厚度均勻環形墊圈。銅皮有多個厚度等級，可以做一係列環形墊圈備用（yòng）。
　　（3）用千分尺檢查圖1中（zhōng）軸承（chéng）內外隔圈C的厚度（dù），發現（xiàn）軸（zhóu）承內外隔圈（quān）的厚度差為零（軸承ABD為成對角接觸軸承，這種軸承是軸承廠家（jiā）按規定預（yù）加載（zǎi）荷成對成組製造出廠，用戶不（bú）需要調整即可（kě）安裝使（shǐ）用，所以其（qí）內外隔（gé）圈厚度相同），為避免測量過（guò）程中（zhōng），多零件疊加造成測量結果的累計（jì）誤差加大，在（zài）檢查調整軸承預緊時，暫時不考慮其存在。再次清洗軸承，特別（bié）注意用細砂紙、除鏽劑去除軸承（chéng）內外圈側麵的毛刺和鐵鏽，加工製作支撐環1、2，並選用角接觸軸承X，將軸（zhóu）承BD按照圖2中的順（shùn）序擺放，如圖中所（suǒ）示。 　　（4）軸承DB外圈之（zhī）間不墊入任何環形墊圈，用手向下按住軸承B內圈，意在消除軸承（chéng）BD外圈之間的間隙，緩慢轉（zhuǎn）動內圈，另一隻手食指觸摸軸承D內圈，感覺軸承D內圈隨軸承B內圈的轉動情況，會發現兩軸承內圈接（jiē）觸緊實，說明兩軸承之間有間隙，需要在兩軸承外圈之間墊（diàn）環形墊圈進行調整；
　　（5）同樣的方法，在軸（zhóu）承DB外圈之間墊入環形（xíng）墊（diàn）圈。如果（guǒ）兩軸承（chéng）內圈接觸緊實，說（shuō）明墊（diàn）入的環形墊圈厚度不足，需要增加墊圈厚度進行調整；如果軸承D的內圈不隨軸承B內圈的轉動而（ér）轉動，說明所（suǒ）墊環（huán）形墊圈（quān）過厚，需要減少（shǎo）在兩軸承（chéng）外（wài）圈之間環形（xíng）墊圈的厚度；
　　（6）分多次操作（zuò），使得當按住軸（zhóu）承B內圈轉動時，軸承B的內圈（quān）剛好能借助兩軸承內圈端麵之間的摩擦力，帶動軸承D內（nèi）圈轉動，則軸承的間隙被調（diào）整到Z佳狀態。Z後得到軸承BD之間所墊環形墊圈的厚度（dù）總和為0.13毫米。
　　（7）軸承BD之間墊片厚度確定好後，再按（àn）圖3中的順（shùn）序，將軸（zhóu）承A放到軸承B上，以同樣的方（fāng）法，確定軸承AB外圈之間應該墊環形墊圈的厚度。Z後得到（dào）軸承AB之間所墊環形墊圈的厚度總和（hé）為0.05毫米。 　　（8）調整墊片（piàn）的厚度被（bèi）確（què）定後，將軸承（chéng）用熱風槍烤熱，按照（zhào）圖1中的安裝順序，將軸承ABD、隔（gé）圈C與（yǔ）心軸重新（xīn）組裝（zhuāng）到（dào）一起。安裝的過程中禁止捶（chuí）擊，防止損傷（shāng）軸的安裝表麵，或者砸傷軸承。附件主軸一般中載工作（zuò），速度在800至1500轉/分鍾範圍，而且附件采用循環冷卻油冷卻，軸承的工（gōng）作溫度在20度左右，因此，軸承內填充的潤滑脂選用複合鋰基脂。
　　（9）仔細檢查（chá）重新組裝後的軸承組，軸承外隔圈安裝緊實，但可（kě）以移動，說明（míng）軸承預緊趨於合理。用（yòng）手（shǒu）盤動軸承，轉（zhuǎn）動過程中會感到個別位置較其它位置沉，是由於原軸承磨損不（bú）均與（yǔ）所（suǒ）至，但並不（bú）影響使用。
　　（10）附件（jiàn）頭軸承調（diào）節好後（hòu），還要考慮處理造成軸承磨損的根本問題。清洗附件頭前端（duān）迷宮（gōng）圈，清理空（kōng）氣簾出氣孔（kǒng），保證空氣簾出氣通暢；處理好主機同附件內冷水（shuǐ）連接處的密封，防（fáng）止加工過程中，切（qiē）削液再次進入軸承。
　　（11）將所有部件準備好之後，按照機床維修用圖，將附（fù）件頭重（chóng）新裝配。
　　5　結束語
　　調整後的附件頭在主軸轉速1000轉/分、進給（gěi）率450毫米/分、全新φ150毫米刀盤、加工（gōng）量1.5毫米（mǐ）的條件下首次使用，精銑（xǐ）平（píng）麵，被加工表麵粗糙度能（néng）達到3.2，完全能滿足加工零件的表麵要求。待使用兩個（gè）星期後，軸承性能趨於穩定時，用300毫米（mǐ）長“檢棒”檢查主軸跳動（dòng），徑向跳動度僅為0.055毫米。事實表明，用這種低成本的調整方法使附件頭的性能大大提升。