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磨床砂轮主轴轴承故障成因与处理

范文

李泽炎

摘 ?要：在现有柴油机零部件制造业当中，磨床在机加工中占有重要的地位，特别是曲轴和凸轮的加工中，磨床的加工精度直接影响产品的加工精度。磨床制造业在不断的发展和进步，通过采用正确的修理手段和操作，能够促进磨床砂轮主轴轴承维修技术不断地提升。通过多年的研究和维修经验，笔者积累了丰富的理论经验，并且得出了一定的效果。

关键词：磨床砂轮;主轴故障;主轴轴承

中图分类号： TS104.2 ? ? 文献标志码：A

0 引言

磨床的砂轮主轴是重要的部件，一般来说，小型的磨床是滚动的轴承结构，大型的砂轮采用的是液体静压轴承结构。因为静压轴承摩擦因数小，精度很高，对于磨床砂轮来说，其在启动的时候形成一定的油膜，油膜过多或者过少都会严重阻碍磨床的寿命。

1 磨床砂轮主轴轴承概述及特性

1.1 磨床砂轮主轴承概述

磨床砂轮主轴轴承的质量直接影响了加工工件的质量和稳定性，一般具有滚动的轴承和滑动轴承两大类[1]。但是，现有的主滑动轴承发展水平较高，对于现有的动压轴承、静压轴承及动静压轴承研究已久，一般来说采用的雷如果方程计算边界条件。下图是磨床砂轮主轴承结构图如图1所示。

1.2 磨床砂轮主轴轴承的分类（静压、动压）

一般来说，磨床砂轮主轴轴承分为静压轴承和动压轴承。其相关原理如下所述。

1.2.1 静压轴承

磨床砂轮主轴静压轴承工作原理是在启动油泵时，通过节流器等环节，使得主轴颈出现一定的油膜，从而使其与轴承之间产生间隙，通过一定的节流器的作用，使得油通过必要的回油泵使得油回至油箱内[2]。因为其具有整体结构简单、安装方便和精度高等因素，使得其广泛被应用。

1.2.2 动压轴承

动压轴承[3]具备运动平稳的特点，同时具有一定的抗震性、回转速度较高等特点。但是，其需要一定的转速才能产生压力油膜，使其实现纯液体的摩擦等。因此，这种环境下不适用在低速环境下运行。

1.3 磨床砂轮主轴轴承动力特性（静压、动压）

1.3.1 静压轴承

静压轴承能够在完全静止的环境下，建立起必要承载的油膜。在启动静压轴承的转子时应先启动静压的润滑系统，保证系统能够持续稳定的进行。换句话说，在其轴承系统进行工作时，主轴出现了一定的压力油膜，在主轴进行必要的旋转时，使得其轴承间出现一行的阶梯效应，形成一定的动力油膜，因此形成动压轴承系统等。静压轴承最大的特点是需要必要的油泵系统提供压力油。

1.3.2 动压轴承

动压轴承启动力矩较大，且容易发热，在其主轴工作条件不同时，其相关的精度和稳定性也不近相同。动压轴承无需额外的压力系统。

2 磨床砂轮主轴轴承维修经验总结

2.1 主轴轴承故障的主要原因

2.1.1 主轴轴承装配调整不合理

实践证明，在滑动轴承为结构的主轴轴系中，同样精度的主轴和轴承，装配得好，可以提高主轴的旋转精度及轴承的使用寿命，装配得不合理，将导致主轴旋转精度的超差[4]，由此看来，正确、合理地选择装配调整方法是提高主轴旋转精度的重要一环。必须保证主轴装好后与体壳孔的前后轴线同轴度在0.01 mm内。保证主轴与轴承间的间隙，必须在0.01 mm～0.015 mm，但以调整到0.01 mm最为适。调整必须耐心细致，才能调到合适的间隙，调整到合适的间隙后，用手转动主轴（转动主轴方向应与机床转时主轴旋转的方向一致），此时应转动轻松，无阻滞感觉。

2.1.2 材料质量差

一般来说，主轴轴承本身的材料会严重制约轴承本身的质量[3]。从主轴本身的制作工艺和质量来说，与国外有着严重的差距，但是就材料本身来说是主要的因素。磨床砂轮主轴和轴瓦在运行过程中需要对转速和转矩进行传递，与此同时，需要承载必要的载荷，这就意味着会产生摩擦和磨损等问题，同时，由于轴承主轴的制作精度和质量未达国家规定的标准，造成轴瓦出现砂眼、气孔和疏松等现象。现有的主轴承材料甚多，应该注重考虑主轴承设计的手段、环境和制作工艺（例如：材料本身、工艺制备、服役条件和制造成本等）。

2.1.3 润滑不良

一般来说，油膜的压力与油黏度成正比，油膜压力越大则相应的油黏度也越大，则相应的摩擦阻力也逐渐增大，说明润滑油的油性过于稠密，造成主轴严重的发热现象。作为主要支撑部件的主轴轴承部件，在整个运动机制中占据了重要的作用，一旦有异物将节流器的小孔堵住或者将油腔的油面刮开，就会造成阻液的减少，从而导致轴承内部的压力消失，大大降低轴承的承载能力，使得外部的载荷偏移至轴承边部，从而造成轴承被研的现象。运动机制过程中逐渐形成一定的油膜，有效地降低主轴与轴瓦之间的摩擦和损耗，选择合适的润滑油，则可能有效延长轴承的使用寿命。一般来说，采用的是自动润滑油系统，通过设置科学合理的润滑参数以及合理选择润滑油的黏度，通过及时有效的设备维护，能够保证设备可以长期有效的运行。

2.1.4 主轴油的清洁度达不到要求

油膜的压力与油黏度成正比，压力越大，则相应的黏度也越大。不清洁的润滑油等环境因素则会导致主轴的磨损度，同时也会加速磨损的速度，较轻的结果只是导致主轴轴颈与轴承表面简单的起球，严重的情况则会导致主轴轴颈与轴承的拉毛、烧瓦烧轴抱死等，介于轴瓦与轴颈之间的间隙非常的微小，一旦主轴油的清洁度达不到要求，则会造成严重的后果，出现主轴抱死情况，一般来说，主轴油一般用N2或N5。

2.2 故障原因分析与处理

就主轴承本身来说，价值不高，但是一旦遭受一定的损害，会造成巨大的风险，因此，必要的故障分析迫在眉睫。主轴承其出现故障和损害的因素很多，通过一定的取证，不能给与一定的定行性和结果。在对故障的主軸承进行拆卸分析，有的部分显示出轴承受到严重的损害，更有甚者出现烧轴、烧瓦现象，或者出现抱轴现象。就相应的问题进行细化得分析得出以下故障原因。1）故障主轴轴承的润滑受阻或者缺油的现状，首先需要对其相应维护记录进行详细的查询，当轴承排油正常时，则显示工作是正常稳定的，则说明润滑现象良好。拆解之后发现，轴承周围的残留的相关油脂过于繁多，造成润滑作用不够明显，同时严重制约润滑的效果。2）由于主轴油的清洁度差，有异物将节流器的小孔堵住或者将油腔的油面刮开，造成主轴抱死的现象，使得轴颈出现一系列的毛刺现象甚至主轴发热造成轴颈裂，主轴报废。其轴承故障点如图2所示。3）薄膜反馈节油器失。4）轴承的运输过程，在对运输过程中发现，通过对比要的运输过程予以一定的追溯、分析和研究，得出在进行运输过程中，设备齐全且符合标准和要求，不能造成轴承损害的可能，也就排除运输过程造成的损害。在进行系统分析和研究上，将轴承进行彻底清洗的清洁工作，同时保证对各处的研伤进行修磨处理，保证轴承在最优状态下工作。

3 注意事项与结论

3.1 注意事项

必要时，对砂轮主轴进行平衡测试;同时，对相关的主轴和相应的轴承进行有效的配合，应该符合国家标准A级;在对砂轮的静平衡时应该至少满足对其8处点的有效的平衡，对于新的砂轮来说，必要时，应该进行两次的平衡，在进行平衡时候应该使用冷却液;在对主轴和和轴瓦间的间隙应该科学的设置，避免漂浮现象的发生，同时保证主轴与轴瓦间接触性良好等;同时在保证试车时，避免放置轴承间隙过小，造成拉毛和起线等现象;轴承温度不宜过高，必要时加大油量、强制通风等手段。

3.2 结论

随着研究的深入，就会面临着对磨床更多问题，这不但需要不断的探索和钻研，学习国外先进的技术水平，更重要的有效地提升自己相关技术水平和创新力，在创新中不断提升磨床砂轮主轴承维修的水平，降低了企业的额外开销，最大化提升经济效益。

参考文献

[1]李毅.在西门子828D系统上实现轴承磨床消空程功能[J].金属加工（冷加工），2017（18）：51-54.

[2]李毅.应用MODBUS协议实现轴承磨床调磁控制[J].金属加工（冷加工）， 2016（18）：69-73.

[3]杨若玲.高精进口磨床砂轮主轴轴承维修技巧[J].工业工程，2011（17）：53.

[4]卫林叶，丁少文，杨若玲.无心磨床砂轮主轴及轴瓦的修理工艺[J].设备与维修：金属加工（冷加工），2014（1）：88.

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