姚鐵明 周晃明（míng）
（南方匯通股（gǔ）份有限（xiàn）公司轉向架車間，貴陽市都拉營 550017）
摘 要（yào）：數控外圓（yuán）成型磨床（chuáng）砂輪主軸軸承故障（zhàng）原因（yīn），采取各種措施保持軸承軸頸外表麵與軸承內表麵的間隙均勻，保持靜壓軸承內腔的液阻，建立（lì）靜壓軸承壓力。用擴大（dà）進油孔的辦法，解決（jué）因磨損引起的油腔壓力不夠問（wèn）題。
關鍵詞：回轉精度（dù）；間（jiān）隙；靜壓力；液阻；節流器
一、故障
一台西班牙達諾巴特（DANOBT）數控外圓磨床，型號HG-91-2300-A2R，帶兩軸數控傾角（jiǎo）砂輪頭（tóu）架、西門子810D控製係統，砂輪主軸軸承是靜壓軸承，使用中出現主軸（zhóu）“抱死”故障。按原理分析，懷疑過濾器損（sǔn）壞（huài），導致堅硬異物進入油腔（qiāng），將油腔邊緣刮出淺槽（cáo），致使油腔內部壓力油嚴重泄漏，從而（ér）使壓力減小，主軸受力不均衡，偏向壓力小的油腔，高（gāo）速旋轉的主軸與靜軸承（chéng）發生摩擦（cā），導致主（zhǔ）軸燒傷與抱死。
二、故障可能原因
（1）砂輪運轉過程中，因外力碰撞或突（tū）然斷電，使得軸頸與軸承發（fā）生（shēng）幹磨導致軸承磨（mó）損，承載能力下降。
（2）異物將進油小孔節流器堵塞或（huò）油（yóu）腔的封油麵因異物被刮（guā）開，液阻減少，導致軸承內部壓力消（xiāo）失，軸承的承（chéng）載能力下降，外部載（zǎi）荷將軸頸推向（xiàng）軸承（chéng）一邊，造成軸（zhóu）承被研。
（3）主軸供油路失壓或油箱缺油而導致供油不（bú）足，主（zhǔ）軸軸承內（nèi）部出現缺油現象。
（4）油品不對或油已失效，使得主軸不能正常浮起而導致（zhì）磨損（sǔn）。
經解體檢查，軸承與軸頸（jǐng）有明顯幹磨現象，油腔封油麵被磨，封油麵上粘（zhān）有異物（圖1）。說（shuō）明在供油壓力正常的情況下， 軸（zhóu）頸沒有正常浮起或受載時軸頸與軸承之間油膜剛度不夠，導致軸頸與軸承相互磨損。在封油麵與（yǔ）回油槽上發現異物，說明進（jìn）油孔曾（céng）有堵塞（sāi）現象。
圖1
經檢測，發現（xiàn）軸頸磨損很（hěn）少，軸承封油麵雖有磨損，但沒（méi）有較深的溝痕，裏邊銅末較多。由於磨損，導致軸承與軸頸間隙擴大，使得主軸在正常油壓下無法浮起。
三、修複
1、修（xiū）複方案
（1）用煤油將軸承和軸頸清洗幹淨。（2）對軸承進（jìn）油（yóu）孔進行徹底清洗。（3）手工刮開淺槽和磨損部位，重新建立密封麵。（4）調節上下進油口（kǒu）孔徑大小，保（bǎo）證主軸浮起0.02mm。（5）更換主軸（zhóu）液壓油和過濾紙，清洗油缸和各進（jìn）出（chū）油管，以防（fáng）雜（zá）質停留在液（yè）壓（yā）係統中。
2、方（fāng）案實施
（1）先將主軸軸頸清洗並在表麵進行拋光處理。（2）用刮刀輕輕刮掉封油麵邊上（shàng）和刮開淺槽部（bù）位的毛（máo）刺，洗掉軸承內（nèi）表麵的銅末（mò），然後用組銼和水（shuǐ）磨砂（shā）紙（zhǐ）對（duì）凸（tū）起的表麵（miàn）進行修磨，使表麵與原密封麵的高度一致。（3）用一（yī）係列直徑0.8～1.5mm的鑽（zuàn）頭，經重複實驗擴大承載部位（wèi）進油孔孔徑，同時調節節流閥，以確保（bǎo）適（shì）當的供油壓（yā）力並打表檢測，保（bǎo）證主軸浮起0.02mm，使軸頸與軸承之間重（chóng）新建立較強剛度的油（yóu）膜。（4）軸承組裝。由（yóu）於軸承與主軸箱之間的配合間隙很小，檢修過程（chéng）中（zhōng）軸承因外界溫度（dù）影響，直徑擴大而無法裝配，故（gù）先將軸承放入冷櫃中冷凍15min，同時，為（wéi）保（bǎo）證（zhèng）軸承正確安裝並使軸承沿軸線方向平行裝入（rù），特製作兩根直徑16mm的拆卸頂杆（圖2）。（5）更換主軸液壓油（yóu）和過濾紙，對油缸進行徹底清洗和擦拭，將各進出油管拆下逐個清洗，更換老化嚴重的油管。
圖2
四、實施效果及（jí）建議
1、效果
采取以上措施對軸承進行修複後，主（zhǔ）軸（zhóu）正常浮起，不再出現主軸抱死（sǐ）和車軸加工表麵的波紋現象（xiàng），恢複該設各的正常運轉，在新造車產量很大的情況下設備運轉狀態良好。
2、建議
建議改造節流器。由以上的分析可知，小孔（kǒng）節流器與軸承一體，清洗和維護非常麻（má）煩，同時由於孔徑非常小，如果油液中有尺寸稍微大點的異（yì）物則（zé）容易（yì）造成堵塞，如果將小孔節流器（qì）換成薄膜反饋節流器則可以解（jiě）決這一（yī）問題（tí）。作用原理（lǐ）見圖3。
圖3
由圖（tú）3可知，主軸徑向未受載時，上下油腔壓力相等（圖3a），當主軸受徑向載荷F作用後，軸頸沿載（zǎi）荷方向（xiàng）偏移一個微小距離e，則油腔3與（yǔ）軸頸（jǐng）的間隙（xì）減小為h3=h-e。相應的間隙液阻Rh3就（jiù）增（zēng）大，而油腔3中的油（yóu）壓P3增高，薄膜（mó）反饋節流器中B腔的油壓力（lì）升（shēng）高（gāo），薄膜將會向上凸起，使進入A腔的（de）壓力油的流量減少，從而（ér）使A腔中（zhōng）的P1下降，於是產生（shēng）一個與載荷方（fāng）向相反的壓力差P=P3-P1來支承載荷F。
這樣，在清洗時（shí）隻需清洗薄膜反饋節流器即可，更換方便且不容（róng）易（yì）造成進油口堵塞。同（tóng）時，如果在薄膜反饋節流（liú）器的兩個腔中加上壓力傳感器，外（wài）設壓力表，則可以直接監測軸承油腔內的壓力，以保證軸頸與軸承不會發生幹（gàn）磨。
來源：《設備管理與維修》2011年02期
