YD30100大模數滾齒機維修改造

袁建峰

（杭州前進齒輪箱集團股份有限公司，浙江杭州 321003）

0 前言

YD30100型滾齒機（圖1）可加工最大模數M20，最大直徑1000 mm的各種直齒和斜齒圓柱齒輪，加工精度7～6級。齒輪加工誤差由機床-刀具-工件系統中存在的誤差引起，機床在齒輪加工過程中起著重要作用，直接影響工件的加工精度。提高齒輪的加工精度，必須分析引起誤差的各種因素，采取有效措施減少加工誤差。

圖1 YD30100型滾齒機

1 問題

YD30100大模數滾齒機在加工Gamesa風機零件太陽輪軸齒輪和WD2000F風機太陽輪軸齒輪時出現齒形不正常（齒形周期性誤差）、齒面振紋、齒距累積誤差超差等多種加工缺陷。

2 原因分析

齒形不正常（齒形周期性誤差）和齒距累積誤差超差，主要影響因素有工作臺分度蝸輪副傳動精度、工作臺的回轉精度、滾刀的安裝精度、跨輪及分齒交換齒輪的安裝及運轉狀況等。齒向超差主要有工作臺的回轉精度、工作臺分度蝸輪副的嚙合間隙和垂直進給絲杠因使用磨損而精度達不到時等原因。齒面振紋是由于振動造成，造成振動的原因有機床內部某傳動環節的間隙大、工件與滾刀的裝夾剛性不夠和刀桿后托架安裝間隙大等。

（1）工作臺。檢查機床運轉情況，確定振動源后再檢查機床運轉精度，檢查工作臺和垂直進給絲杠精度。最后確定振動是由刀架螺旋傘齒輪間隙過大引起，更換螺旋傘齒輪及支承軸承后修復，垂直進給絲杠磨損嚴重，傳動間隙過大，更換后修復。工作臺分度蝸輪副的嚙合間隙過大及工作臺臺面出現周期性擺動。

（2）滾刀架。根據滾刀架傳動原理分析，滾齒機經 長期使用后，滾刀架部件容易出現主軸徑向圓跳動和軸向竄動超差、后支架與主軸同軸度誤差增大等故障。主要原因是主軸與滾刀刀桿磨損，前滑動軸承、后支架滑動軸承及銅套磨損所致。

3 維修改造措施

（1）工作臺。首先拆除后立柱，拆除蝸桿傳動花鍵軸，再拆除工作臺滑座，然后拆除工作臺臺面，最后拆除工作臺分度蝸輪副。經檢查發現工作臺圓形導軌磨損嚴重，導軌油路不到位，經過對工作臺圓形導軌和工作臺臺面與圓形導軌接觸面進行修磨刮研，對工作臺分度蝸輪副傳動間隙進行調整，配做調整墊片，增加工作臺導軌油路，同時安裝工作臺導軌油路監控裝置，確保工作臺油路暢通。檢查工作臺蝸輪副間隙，配磨調整墊片，調整工作臺蝸輪副間隙，同時對蝸輪副潤滑油油路增加油量監控裝置，確保蝸輪副潤滑良好。

（2）滾刀架。滾刀主軸易磨損部位：主軸與前滑動軸承和銅套的配合表面；主軸錐孔（莫氏5號）與滾刀刀桿錐柄的配合表面。滾刀主軸的修復或更換應根據其磨損程度來確定。當主軸磨損較小時，可采用研磨法或磨削法予以修復；若主軸磨損、拉毛嚴重時，應予以更換。滾刀刀桿很容易出現磨損、彎曲、拉毛現象，在使用中應經常檢查，及時更換磨損、變形嚴重的刀桿。

主軸軸承產生磨損后，將導致軸承間隙增大，使主軸的回轉精度下降，直接影響齒輪加工質量。若軸承磨損較小而均勻，可通過配磨墊片厚度以調整軸承間隙。如主軸的前端滑動軸承磨損，造成主軸徑向圓跳動超過允許值時，可拆下調整墊片配磨，應使兩墊片的修磨量相同，直至符合要求。推力球軸承磨損后，會引起主軸的軸向竄動增大，只需拆下調整墊片，用修磨的方法減小墊片厚度，即可消除軸向間隙。當支承套筒的圓錐滾子軸承磨損時，由于支承套筒與銅套、齒輪緊密配合在一起，經銅套引起主軸后支承精度下降，使主軸后端的斜齒輪副在工作時出現沖擊、振動、發熱和噪聲，應對調整墊片進行厚度調整以消除圓錐滾子軸承的間隙。

若前滑動軸承和支架滑動軸承（圖2）磨損較大且不均勻，應對該軸承的錐孔進行修刮，或采用主軸與軸承錐孔對研法予以修整。但這種修理方法難以保證滑動軸承內外圓的同軸度，在主軸回轉精度要求較高時，應更換前滑動軸承。更換前軸承之前，應先將主軸前軸頸的支承表面用磨削法恢復精度后，以修磨后的滾刀主軸為基準，重新配作前滑動軸承和支架滑動軸承。新配作的滑動軸承內外圓同軸度應達到0.005 mm，表面粗糙度達到 Ra=0.4 μm。

圖2 支架滑動軸承

（3）法蘭連接。對刀桿傳動主軸（圖3）傳動鍵進行修磨，將工作面磨損量修平后，對連接法蘭進行改造，加工配合鍵塊（圖4），通過配磨鍵塊高度來調整刀桿傳動主軸的傳動間隙，避免更換傳動主軸和連接法蘭，降低維修成本和減少維修強度。改造前后連接法蘭如圖5、圖6所示。

4 維修改造效果

滾齒機維修改造后試運轉情況良好，沒有異常的振動和噪聲，加工精度滿足工藝要求。跟蹤檢測批量產品，各項指標均達到技術要求。維修改造達到了以下效果：①滾齒機工作臺的潤滑狀態得到改善，提高了工作臺傳動系統的穩定性；②設備故障率降低，提高了機床的工作效率；③維修保養方便，減少停工臺時④1臺該型號滾齒機可節省維修費用5萬元，3臺同型號滾齒機同類型故障維修可節省維修費用30萬元。

圖3 刀桿傳動主軸

圖4 配合鍵塊

圖5 改造前連接法蘭

圖6 改造后連接法蘭

［1］YD30100型滾齒機使用說明書［Z］.

［2］徐灝.機械設計手冊第2版第4卷［M］.北京：機械工業出版社，1991.

［3］機修手冊第3版編委會.機修手冊第3版［M］，北京：機械工業出版社，1993.