400T立式車銑床靜壓導軌研傷原因分析及解決措施

張偉/中國第一重型機械股份公司鑄鍛鋼事業(yè)部經營部電站鑄鍛件科

400T立式車銑床靜壓導軌研傷原因分析及解決措施

張偉/中國第一重型機械股份公司鑄鍛鋼事業(yè)部經營部電站鑄鍛件科

中國第一重型機械股份公司在2007年安裝的型號為 SMVTM1250X55／400L－NC的數(shù)控單立柱移動立式車銑床。其加工活件最大回轉直徑12.5m，最大高度5.5m，最大工件重量400T。本文結合設備維修管理實際，通過查找工作臺靜壓導軌研傷的原因和對問題的處理方法，以達到恢復機床加工精度及使用壽命的目的，為今后的工作積累寶貴的經驗。

一、機床的主要結構及性能

該機床的主要傳動由160K W直流電機驅動，可控硅無級調速；二級齒輪變速箱，由電磁滑閥控制變速油缸，變速撥叉推動變速齒輪實現(xiàn)兩級機械變速，使工作臺獲得0.16－16r／min的轉速，即一檔0.16－4r／min，二檔0.64－16r／min。

工作臺部分由工作臺、工作臺底座、主軸部分及傳動機構組成，主軸徑向采用FAG高精度雙列圓柱滾子軸承NN49／670K／P4定心，其內環(huán)具有錐孔，可以調整徑向間隙，以保證主軸的回轉精度。同時，工作臺采用具有預緊載荷的恒流靜壓導軌，工作臺導軌分24個油腔，以實現(xiàn)工作臺不同工件重量條件下均能獲得符合要求的油膜厚度和工作臺端面精度，在工作臺基座上安裝有位移傳感器和溫度傳感器，以監(jiān)測靜壓導軌油膜厚度和油溫。工作臺靜壓導軌的供油根據(jù)工件重量分為五檔（如表1），如需換擋時，需將工件裝卡在工作臺上，然后再換檔。

表1 噸位與檔位關系

工作臺靜壓導軌工作原理：工作臺靜壓導軌由4臺靜壓前置泵通過齒輪分油器向24個腔供油，4個靜壓前置泵安裝在一個減速箱體上，由一個變頻電機通過減速箱傳遞給4個靜壓前置泵動力。同時，電機端安裝有一個飛輪，在機床突然斷電時起到靜壓保護作用，斷電15s內仍能保證給靜壓導軌供油。

二、工作臺靜壓導軌研傷原因分析及解決措施

1.靜壓導軌研傷原因分析。機床在加工活件過程中發(fā)現(xiàn)主電機電流表波動異常，機床出現(xiàn)靜壓流量不足、油膜厚度過低報警，但由于機床所加工的活件工期短，為了不拖延交貨期，必須短期內加工完成，因此沒有停機，機床繼續(xù)工作。經一天以后，活件加工完成，對機床進行檢修，將工作臺翻起，發(fā)現(xiàn)齒圈已經脫落，工作臺靜壓導軌嚴重研傷。經現(xiàn)場仔細研究分析，造成該事故的原因主要有以下幾方面：

（1）齒圈脫落主要是機床出廠時齒圈螺栓沒有完全把牢，同時維修班組也沒有定期的對螺栓進行緊固。

（2）齒圈脫落后與工作臺基座相互摩擦造成大量鑄鐵粉末混入液壓油，嚴重污染了液壓油，從而也造成了靜壓前置泵的磨損，導致靜壓流量不足和油膜厚度過低報警。

（3）在檢查靜壓前置泵的傳動變速箱時發(fā)現(xiàn)箱體內齒輪磨損嚴重，軸承大部分損壞，仔細研究發(fā)現(xiàn)，減速箱內結構為一個主動的斜齒輪帶動四個均為右旋的從動齒輪，這樣就造成了四組傳動均產生了一個方向上的軸向力，嚴重的減少了主動軸上的軸承使用壽命，一旦軸承損壞，就會導致齒輪磨損，最終導致油泵不能正常供油。

（4）臺靜壓前置泵通過齒輪分油器箱24個腔供油，原則上要求供油點按一定順序相互間隔的，但經檢驗測試每臺泵的供油點都是相鄰的，如果一但有一臺泵不能正常工作，工作臺就會受力不均，不僅靜壓導軌不能正常平衡上浮，還會是靜壓導軌加重磨損；

l一些油管接頭處以及一些回油部分存在漏油現(xiàn)象，造成部分液壓油流到郵箱外部，使得系統(tǒng)供油不足。

2.解決措施。

（1）工作臺靜壓導軌的修復。工作臺靜壓導軌研傷程度較深，且整個圓周（直徑7m）范圍內都已研傷，最根本的解決辦法就是更換新的靜壓導軌，但這需要很高的成本，且生產周期很長。因此，首先考慮的方法是使用專業(yè)的導軌修復劑，其固化后具有硬度高、耐磨、耐高溫等特性，經討論研究，導軌研傷面積較大，長年累月的處于浸油環(huán)境，修復劑可能會脫落，這樣就不能從根本上解決問題；其次，想到的方案是將整個靜壓導軌到機床上加工，將研傷的部分加工去掉，但是，研傷處最深部分有10mm左右深。若是加工，那么去掉的尺寸過大，與工作臺關聯(lián)的很多相關件尺寸都不能滿足要求，那么相關部件都需要更換，最終方案也未能通過；最后，研究決定將靜壓工作臺導軌表面加工去掉20mm，同時在鑄造車間鑄造40塊材料為HT200的鑄鐵板，厚度為25mm，再將鑄鐵板在銑床上加工成扇形板，要求兩面表面粗糙度達到Ra3.2。將加工后的扇形鑄鐵板用螺釘緊固到加工后的靜壓導軌上，然后到機床上進行加工，使所有鑄鐵板表面在一個平面上即可。最后再對加工后的導軌表面進行手工精刮研，以保證靜壓導軌自身的涵油。

（2）工作臺基座的修復。首先，使用拋光機對工作臺基座表面進行拋光，將研傷較重部位磨平，然后以靜壓導軌為基準，利用手工對工作臺基座進行精刮研，使靜壓導軌與工作臺基座有完好的接觸率。

（3）靜壓前置泵減速箱的改進。將減速箱內主動齒輪改為人字形齒輪，使主動齒輪獲得兩個旋向，再將從動齒輪中其中兩個齒輪改為左旋。經計算比較，主動軸上的軸向力在不考慮其他因素的情況下，合力為零，這就能大大的增加軸承的使用壽命。

（4）靜壓腔油管的分布。工作臺底座靜壓腔油管嚴格按液壓系統(tǒng)原理要求連接，保證每個齒輪分油器供油點是按一定順序互相間隔的。在等量分油器前端安裝流量發(fā)訊器，以檢測液壓油是否通過，如果沒有發(fā)出通過信號過坐臺就不能旋轉，以免將靜壓導軌研傷。

（5）其他措施。為保證靜壓質量，更換所有漏油油管及接頭。為了防止有關振動磨破油管，有關要相互不接觸，油管每間隔0.5m安裝一個固定油管的卡子，保證每根油管不顫動和工作平穩(wěn)。

三、結論

在短時間內以低成本對400T立車靜壓導軌及其系統(tǒng)完成修復改造后，工作臺在承重情況下，運轉平穩(wěn)，經位移感應器和百分表測得工作臺靜壓腔油膜厚度達到0。35mm以上，精度符合加工要求，這充分說明工作臺靜壓導軌及其系統(tǒng)的修復改造是成功的，此次的機床事故處理工作為今后的工作積累了寶貴的經驗。