孔昭（zhāo）明　邱建
（兗礦（kuàng）集（jí）團唐村實業有（yǒu）限公司，山東　273522）

　　摘　要：鏜床是加工液（yè）壓缸內孔的設（shè）備，是生產單體液壓支柱必不（bú）可少的設備之一，利（lì）用廢舊CA6163普（pǔ）通車床刀架換（huàn）成鏜頭鏜杆，加裝數（shù）控係（xì）統改造成數控鏜（táng）床，但在使用了一段時間後，主軸箱內部故障頻發，維修次數大增，維修費用增加，影響生產效（xiào）率，本文主要針（zhēn）對此問題進行研究，闡述主軸箱內部故障（zhàng）頻發的原因及針對其的結構改（gǎi）造。
　　關鍵詞：主軸箱；齒輪；轉速
　　現狀概況（kuàng）
　　兗礦集團（tuán）唐村實業有（yǒu）限公司現有三台由CA6163普通車床改製成數控鏜床，用於單體液壓支柱油缸的鏜削加（jiā）工。使用一段時間後，主（zhǔ）軸箱噪聲大，故障頻繁，機床的（de）維修率增大，生產效（xiào）率降低，產品合格率下降。維（wéi）修更換新齒（chǐ）輪後，不幾天又出現同樣的現象。不但勞動生產率不能提高，而且維修費（fèi）用的提高增加生產成本，這與公司（sī）節能減排（pái）、節支（zhī）降耗的大目標嚴重不符，也與製修廠（chǎng）高質高效高合格率完成訂單的質量目標相衝突（tū），亟待改善。 　　原因分析
　　1、受力大小的改變（biàn）導致主（zhǔ）軸箱故障頻繁。數控鏜床是（shì）在原來CA6163普通車床的基礎上改造而成的，但對於主軸箱內部並未做（zuò）改動，該設備作為車床使用時，為通用機床，主（zhǔ）軸（zhóu）需要多種速度轉變，而且進刀量較（jiào）小，扭矩較小，主軸（zhóu）箱內的各齒輪部件（jiàn）受到的應以也相對較小，車床在切削運動時並不用承受很大的載荷，齒輪設計（jì）的都較小較薄；而作為（wéi）鏜床，特別是隻鏜φ100mm缸徑的油缸，可以（yǐ）說是專用機床使用時（shí），並不需要變換速度，始終使用主（zhǔ）軸箱（xiāng）中的（de）其中一副變速機構，更有作為鏜床使用（yòng）時，現有（yǒu）的加工工藝是采用粗鏜、精鏜、滾（gǔn）壓一體的鏜滾頭一（yī）次性通過就加工完成，主軸承受的扭矩比作為車床使用時要大（dà）得多（duō），致使變換加工所需速度的那對齒輪副超負荷運轉，屈服應力增大，超出車床設計極限，造成使（shǐ）用壽命降低，鏜削運動（dòng）對於各（gè）齒輪的抗載荷性（xìng）能有了更（gèng）高的要求，顯然原來針對車床的齒輪設計已無法適應（yīng）鏜（táng）床的各（gè）項技術要求。
　　2、主（zhǔ）軸箱內潤滑效果不佳，加速齒輪疲勞破壞。原車床主軸箱的潤方式滑是油泵打油供油潤滑（huá），作為車床使用時潤滑效果尚可，現在作為鏜床使用，扭矩大，齒輪發熱量大（dà），依然采用此潤滑方式已不能滿足潤滑需求，油泵打油潤滑的流量（liàng）較小，不能及（jí）時起到潤滑液應該起到的潤滑、冷卻作用，導致齧合齒輪副溫（wēn）度較（jiào）高，齒（chǐ）輪長期在高溫環境下運轉容易加速疲勞破壞，進一步（bù）加速了主軸箱故障的發生。 　　3、主軸箱空間布局不（bú）合理（lǐ），造成維修困難。由於（yú）主（zhǔ）軸箱空間有限，變（biàn）速機構複雜，且易損（sǔn）壞的那對齒輪副又位於主軸箱的下部，維（wéi）修更換時需要將主（zhǔ）軸箱全部拆開，平時變速用不到（dào）的齒輪副也要（yào）重複安裝，費時費力，維修時間的延長（zhǎng）意味著生產時間（jiān）的減少，影響鏜床的使用（yòng）率，即（jí）影（yǐng）響生產效（xiào）率。
　　改造（zào）思路
　　鑒於（yú）以（yǐ）上原（yuán）因，為從（cóng）根本上解決此問題，對主軸箱進行實驗性改造勢在必行，簡化主軸箱，合（hé）理布局（jú），簡化變速機構，減少中間環節，用Z少的齒輪（lún）帶動主軸的轉動，能夠達到生產加工時所需的速度即可。齒（chǐ）輪的齒數、齒寬等在達到速度要求的條件下要盡可能的提高（gāo）其耐磨性能和抗衝擊性能，改變潤（rùn）滑方式（shì），充分潤滑冷卻，延長使用壽命，以便更好的適應鏜削加工。
　　方案實施
　　首先（xiān）確定采用原車床4極11kw電機（轉速為1460r/min）為機床提供動力，原電機皮帶輪直徑（jìng）φ200mm，傳動軸皮帶輪直徑（jìng）φ230mm，可以直接利用（yòng），這一級變速機構將轉速（sù）變換（huàn）到1269.6r/min。原主軸箱中有兩個相互齧（niè）合的齒輪，分別（bié）是15齒（chǐ）和（hé）64齒（是原車床主軸箱中變Z慢速（sù）度的齒（chǐ）輪副），齒輪厚度（dù）（齒寬）分別為40mm和45mm，使用（yòng）這一對齒輪副恰好可以將轉速從1296.6r/min變到300r/min（鏜（táng）削工藝所需轉速），經過應力校合計算得出此（cǐ）對齒輪副完全能夠達改造要求（qiú），可以加以改造利用。這樣隻（zhī）需要為皮帶輪和小齒輪的（de）連（lián）接專門配製一根傳動軸，就可以舍去主軸箱中（zhōng）多餘的傳動軸和（hé）多餘齒輪，隻（zhī）保留這一根傳動軸和鏜床主軸即可。傳動軸改造材（cái）料選用27SiMn材質的φ70mm圓鋼，並做了（le）調質處理，根據主（zhǔ）軸箱內部結構尺寸和小齒輪、皮帶輪的安裝需要以及考慮到（dào）此傳動軸軸較長（1115mm），直徑（jìng）又小（Z大直徑φ55mm，Z小直徑處隻（zhī）有（yǒu）φ40mm），傳動過程中容易發顫，齒輪傳動不（bú）穩定等諸多因素專門設計了傳動軸，並對其（qí）進行了應力（lì）校合計算，按照主軸（zhóu）箱中軸承和齒輪的裝配位置，現場測繪，繪製圖紙，加工了此軸。在箱體中能夠（gòu）穩定該軸的有（yǒu）軸承基座的位置（zhì），對應軸（zhóu）上的可以放置軸承的位置全部安裝了軸承，並將傳動（dòng）軸和齒輪裝配在主（zhǔ）軸箱中，與主軸配合，實現了穩定的傳動（dòng）和變速。 　　考（kǎo）慮到改造後（hòu）的主軸箱內隻有兩根軸和（hé）一（yī）對齒（chǐ）輪副齧合傳動，變速機構簡單，空間布局開放，故采用簡單易實施的（de）飛濺（jiàn）打油潤滑方式。兩根（gēn）軸兩端（duān）的軸承端蓋上設計使用了骨架密封，主軸箱壁上其他孔眼封堵完好，在主軸箱內加注潤滑油，將主軸、傳動軸、軸承及齒輪浸泡在潤滑油中，實現充分潤滑，充分冷（lěng）卻。
　　結束語
　　改造（zào）工作於2010年5月20日全（quán）部完成，通過（guò）調試（shì），試車，主軸箱改造後的鏜床成功鏜削出（chū）了（le）合（hé）格（gé）的油缸半成品，各項指標經質檢檢驗均（jun1）符（fú）合技術要求，效（xiào）果理想。當即正式投入（rù）生產，現使（shǐ）用兩年多以來，一（yī）直處於（yú）運轉狀態，運行良好，到（dào）目（mù）前為止僅僅更（gèng）換了幾次潤滑油，無維修記錄。這台數控鏜床主軸（zhóu）箱的改造（zào）費用包括：外購零配件1500元左（zuǒ）右，工時費大約（yuē）2000元（yuán），其它費用1000元左右，合計不足5000元，使（shǐ）用（yòng）起來可（kě）以和三十多萬元購買的（de）專用鏜床相（xiàng）當。同時，改造後（hòu）的鏜床一年大約可以節約（yuē）100小時的維修工時，在這期間至少可以多加工生產600多棵2.5m規格的油（yóu）缸，這就是12萬餘元（yuán）的半成（chéng）品。而鏜床故障率明顯（xiǎn）下降，至今維修費用為零！改造後的數控鏜床維修率大大下降，這就節約了維修（xiū）保（bǎo）養工時，降低了（le）工人的勞（láo）動強度（dù），而且（qiě）間接地（dì）提高了生產效率以及產品合格率，提高了操作工人的勞動積極性，收到了良好的經濟效益和社會效益，值得在另外兩台車改鏜（táng）的數控鏜床上推廣。