TX611C/4數(shù)顯臥式銑鏜床鏜軸發(fā)熱分析

馬秋紅

（陜西秦嶺航空電氣有限責任公司 陜西興平）

一、TX611C/4銑鏜床故障情況

TX611C/4數(shù)顯臥式銑鏜床在使用中發(fā)現(xiàn)鏜軸發(fā)熱，并伴隨有均勻、連續(xù)的摩擦聲，且在停車過程中，只要按下停車按鈕，主軸便迅速停止，沒有正常的停車慣性。

二、鏜軸發(fā)熱分析

1.鏜軸發(fā)熱源來源

鏜軸發(fā)熱有兩種情況，自身發(fā)熱和熱傳導(dǎo)作用發(fā)熱。TX611C/4數(shù)顯臥式銑鏜床的鏜軸結(jié)構(gòu)如圖1所示。鏜軸2安裝于空心主軸1內(nèi)的3個襯套內(nèi)，鏜軸外圓和襯套內(nèi)孔經(jīng)過精密加工而成并與襯套嚴格保持0.01～0.02 mm的配合間隙。通過導(dǎo)向鍵的作用，鏜軸可在空心主軸和襯套孔內(nèi)作軸向移動，并可與空心主軸襯套結(jié)構(gòu)一起作旋轉(zhuǎn)運動。熱傳導(dǎo)作用發(fā)熱是指其他結(jié)構(gòu)件發(fā)熱，通過熱傳導(dǎo)方式導(dǎo)致鏜軸發(fā)熱。鏜軸與空心主軸襯套雖有嚴格的配合間隙，但空心主軸與兩套精密圓錐滾子軸承是H7/k6的過渡配合，并且圓錐滾子軸承是高速旋轉(zhuǎn)部件，運行中又是極易發(fā)熱的部件。鏜軸與空心主軸襯套之間是帶有導(dǎo)向作用的間隙配合，沒有相對旋轉(zhuǎn)運動，因此不會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)摩擦阻力，可排除鏜軸因回轉(zhuǎn)作用產(chǎn)生自身發(fā)熱的可能。據(jù)此，初步推斷鏜軸發(fā)熱是熱傳導(dǎo)作用所致，熱源是支撐空心主軸旋轉(zhuǎn)的兩套圓錐滾子軸承。

圖1 主軸結(jié)構(gòu)圖

2.鏜軸回轉(zhuǎn)聲音和停車情況分析

檢修中發(fā)現(xiàn)鏜軸雖然轉(zhuǎn)動正常，但伴隨有相對均勻、連續(xù)的摩擦聲，仔細辨聽聲音來源，鎖定在空心主軸的后端?？招闹鬏S后端的旋轉(zhuǎn)件是圓錐滾子軸承，滾子軸承工作時會因滾子高速運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生滾動摩擦聲。另外鏜軸停車時，只要按下停車按鈕，鏜軸便迅速停止，沒有正常的旋轉(zhuǎn)慣性。表明帶動鏜軸旋轉(zhuǎn)的圓錐滾子軸承可能有損傷，一旦失去動力輸入，損傷的軸承會因阻力過大而立即失去旋轉(zhuǎn)慣性。因此，推斷問題出在空心主軸后端的圓錐滾子軸承上，軸承有損傷，旋轉(zhuǎn)時就會發(fā)熱、聲音異常、旋轉(zhuǎn)不正常，熱量通過空心主軸襯套傳遞給鏜軸。而引起軸承損傷有兩種情況，軸承裝配不合理與軸承潤滑冷卻不充分。

三、檢修和改進措施

1.檢修

檢修時發(fā)現(xiàn)，給空心主軸后端軸承潤滑的油管折彎處有因拉伸變形而產(chǎn)生的裂縫，潤滑油從裂縫處泄漏后，沿主軸箱體壁的斜孔直接回流到油箱，軸承得不到充分潤滑和冷卻，基本上處于干摩擦狀態(tài)，導(dǎo)致軸承發(fā)熱。

分解空心主軸，主軸后端軸承的滾道、滾動體和保持架顏色已經(jīng)改變，表面成鏡面狀，滾道、滾動體、保持架和內(nèi)外圈環(huán)形面上有紅褐色斑點，現(xiàn)象表明是軸承潤滑不足。

更換空心主軸后端損傷的單列圓錐滾子軸承，型號2007132，規(guī)格（160×240×48）mm，精度等級為D級。軸承按定向法裝配，先檢查主軸箱3個孔的同軸度，如果有微量誤差，也應(yīng)按定向法予以補償。裝配軸承時，先將軸承放入80～100℃機油中浸15 min,然后取出裝配。裝好空心主軸后，襯套內(nèi)孔與鏜軸外圓應(yīng)保持0.01～0.02 mm裝配間隙。鏜軸的裝配最好是在主軸箱裝到前立柱上之后進行，裝配時懸吊臥放的鏜軸前端，尾部伸入空心主軸孔內(nèi)，找正所配合的鍵槽位置后順勢推入孔內(nèi)。因鏜軸的接觸長度較長，配合間隙小，裝配時應(yīng)選用較稀的N15主軸潤滑油。

2.改進和清潔軸承潤滑油路

TX611C/4數(shù)顯臥式銑鏜床，鏜軸合理的最大鏜孔直徑是240 mm,鏜軸每轉(zhuǎn)一周最大徑向進給量16 mm，扭轉(zhuǎn)力矩非常大，支撐空心主軸的兩套精密圓錐滾子軸承都采用稀油潤滑并設(shè)有專用給油裝置。軸承的潤滑油路由各形銅管組成，因油路裝配空間狹小，所以銅管彎形半徑相應(yīng)變小，出現(xiàn)拉伸變形和開裂。因此，必須改進油路布局結(jié)構(gòu)，杜絕油管裂縫。

盡量多采用貼箱壁的平直管路，減少油管彎形裂縫。減少外露油管數(shù)量，排除操作部件與外露油管間因磕碰產(chǎn)生的裂縫。精確各油管連接時的彎形尺寸，避免油管連接后存在彎形應(yīng)力而引起開裂。保證主軸上的所有滾動軸承，采用優(yōu)質(zhì)潤滑油不間斷潤滑。

改進后的油路布局，使軸承的潤滑得到充分保障，既能減少摩擦，又能通過滑油帶走熱量。TX611C/4主軸箱需裝入12 L的20號機械油，從主軸箱尾部上端帶有濾網(wǎng)的方孔注入，應(yīng)定期清潔油箱并更換潤滑油。

四、檢修結(jié)果

主軸箱通過以上檢修、重新組裝、調(diào)整主軸滾動軸承間隙后，在距主軸端面300 mm處，用百分表檢查主軸外圓跳動＜0.025 mm，滿足設(shè)備初始精度要求。鏜軸在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)正?；剞D(zhuǎn)時，異常發(fā)熱現(xiàn)象消失，且轉(zhuǎn)動聲音正常，恢復(fù)了原有的停車慣性。