進(jìn)口設(shè)備的維修與實(shí)踐探討
摘 要:進(jìn)口數(shù)控機(jī)床的維修與保養(yǎng)在保證設(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)和設(shè)備的加工精度等方面一直是一個(gè)比較令人關(guān)注的項(xiàng)目,本論文結(jié)合滬東重機(jī)股份有限公司一臺(tái)數(shù)控龍門(mén)銑的移裝與大修改造,就進(jìn)口設(shè)備的維修與實(shí)踐提出了自己的經(jīng)驗(yàn),并進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:數(shù)控龍門(mén)銑 傳動(dòng)齒輪箱 裝配 精度 主軸
1. 概述
設(shè)備在使用過(guò)程中,產(chǎn)生的振動(dòng)、摩擦、磨損,是造成設(shè)備精度不斷降低的主要因素,對(duì)設(shè)備的使用壽命和產(chǎn)品加工帶來(lái)嚴(yán)重后果。因此,在設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)期,出現(xiàn)了相關(guān)癥狀,經(jīng)檢測(cè)驗(yàn)證后,進(jìn)行合理的修理和改造是必須的。
我公司的一臺(tái)數(shù)控龍門(mén)銑,1985年引進(jìn),1986年投入使用,該機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)為西門(mén)子的8ME(工作臺(tái)面3500*12700mm),制造廠為德國(guó)WALDRICH SIEGEN公司,使用至今已近二十年,是加工船用柴油機(jī)三大件的重要設(shè)備之一。近幾年來(lái),該設(shè)備出現(xiàn)故障率高,更換件多,系統(tǒng)故障難消除的癥狀,已無(wú)法保證正常的連續(xù)生產(chǎn)。為此,公司組織專(zhuān)家進(jìn)行分析、論證,結(jié)論是必須進(jìn)行修理、改造,以保證設(shè)備的正常運(yùn)行、加工精度和設(shè)備的先進(jìn)性。
本論文結(jié)合該設(shè)備移裝、大修、改造過(guò)程,著重討論了設(shè)備的X軸傳動(dòng)齒輪箱和主軸部分的修理,對(duì)進(jìn)口大型設(shè)備的維修和實(shí)踐進(jìn)行探討。
2. X軸傳動(dòng)齒輪箱的修理
X軸傳動(dòng)齒輪箱的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖一。該機(jī)床的X軸采用的是靜壓蝸桿與表面鑄塑蝸母條傳動(dòng),傳動(dòng)精度很高,是機(jī)床傳動(dòng)副的重要組成部分。
在X軸傳動(dòng)齒輪箱的修理中,根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)可以分成兩個(gè)主要的過(guò)程,一是傳動(dòng)齒輪箱的拆裝過(guò)程;二是傳動(dòng)齒輪箱的裝配過(guò)程。
• X軸傳動(dòng)齒輪箱的拆裝過(guò)程
對(duì)X軸傳動(dòng)齒輪箱的拆解工作要小心謹(jǐn)慎,工作過(guò)程中不能使用鑿子、錘子等牽強(qiáng)蠻干,以免損壞其它的零件,造成設(shè)備不必要的損失。其次對(duì)拆下的零件逐一用煤油進(jìn)行清洗,用專(zhuān)用工具檢查、測(cè)量,更換所有已損壞的或磨損嚴(yán)重的零件,如軸承、齒輪、密封、鍵等,同時(shí)仔細(xì)檢查更換件的配合情況。待一切準(zhǔn)備工作就緒,即可正式進(jìn)入裝配階段。
• X軸傳動(dòng)齒輪箱的裝配過(guò)程
裝配過(guò)程首先是將裝有傘齒輪的Ⅰ軸預(yù)裝到滑套1內(nèi),調(diào)整測(cè)量?jī)蓤A柱滾子軸承30216A(FAG)之間的內(nèi)隔圈2(Φ90*Φ80)和外隔圈3(Φ140*Φ125)厚度,并對(duì)隔圈厚度進(jìn)行配磨,保證Ⅰ軸在滑套內(nèi)軸向竄動(dòng)量在0.03mm范圍內(nèi);然后把Ⅱ軸安裝到齒輪箱內(nèi),并在端部利用端蓋螺孔采用滑塊定位,便于Ⅱ軸的軸向間隙能夠調(diào)整。再正式裝入Ⅰ軸,調(diào)整Ⅰ軸和Ⅱ軸上的兩只圓錐齒輪,要特別注意齒輪的嚙合情況,要求嚙合印痕落在齒面中間位置,并達(dá)到齒面長(zhǎng)的2/3,確保齒輪嚙合達(dá)到正確位置。調(diào)整好齒輪副后,旋轉(zhuǎn)Ⅰ軸,使之轉(zhuǎn)動(dòng)0.15mm時(shí)就能帶上Ⅱ軸,并松滑無(wú)滯凝。
接著安裝Ⅲ軸和蝸桿總成。靜壓蝸桿總成由蝸桿本體齒輪、推力軸承和配油盤(pán)等組成。為保證蝸桿的軸向間隙,特地加工了兩個(gè)除長(zhǎng)度尺寸不同外,其余尺寸均相同的安裝工具,具體見(jiàn)圖二調(diào)整工具。然后根據(jù)圖三蝸桿軸向間隙調(diào)整示意圖一步步調(diào)整間隙。
首先將蝸桿端部的螺母6和軸向擋圈4拆下;將長(zhǎng)的調(diào)整工具1按圖示安裝在蝸桿上,頂住推力軸承2,并通過(guò)螺桿7對(duì)長(zhǎng)調(diào)整工具1施加0.5 KN的軸向壓力。接著測(cè)出軸套3外端面A與推力軸承2的外端面B的位移差。然后拆下軸套3,按測(cè)得的數(shù)值加上0.1 mm,配磨其長(zhǎng)度,確保A面低于B面0.1 mm。
然后把推力軸承和配磨好的軸套重新安裝到蝸桿上,再裝妥軸向擋圈4,并安裝上短的調(diào)整工具5,同時(shí)對(duì)其施加60KN的預(yù)緊力,緊接著將螺母6裝妥擰緊。
最后卸去預(yù)載裝置,固定好螺母。
通過(guò)以上一系列的步驟確保蝸桿的軸向間隙在0.005 mm的范圍內(nèi)。同時(shí)要求蝸桿所有液壓、潤(rùn)滑面均不能出現(xiàn)泄漏。最后調(diào)整Ⅲ軸的偏心套,使Ⅱ軸和蝸桿傳動(dòng)結(jié)合面的間隙達(dá)到旋轉(zhuǎn)Ⅰ軸時(shí)手感平穩(wěn)、輕松、無(wú)滯阻感。這樣X(jué)軸齒輪箱的修理才算結(jié)束。
圖一 X軸傳動(dòng)齒輪箱的結(jié)構(gòu)圖
圖二 調(diào)整工具
圖三 蝸桿軸向間隙調(diào)整示意圖
3. 主軸的修理
零件的加工精度主要取決于刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性,要求機(jī)器的主軸在較高轉(zhuǎn)速下,有高的回轉(zhuǎn)精度,所以除高質(zhì)量的主軸,高精度的主軸承外,高質(zhì)量的裝配工藝對(duì)保證加工精度是至關(guān)重要的,對(duì)主軸的修理就是要滿(mǎn)足以上三個(gè)方面的要求。
主軸的修理工藝過(guò)程與X軸傳動(dòng)齒輪箱大致相同,主軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖四。
第一步對(duì)主軸部件進(jìn)行解體、清洗、測(cè)量、更換損壞或磨損嚴(yán)重的零件,并仔細(xì)檢查更換件的配合情況,特別要檢查新的主軸承的內(nèi)徑與換下的軸承的內(nèi)徑是否符合,當(dāng)然這不僅僅是指大的尺寸,關(guān)鍵是指公差情況,因?yàn)檩S與軸承的配合情況關(guān)系到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸承的溫升。另外主軸如果進(jìn)行修磨后,在軸承檔位置必須標(biāo)出徑向跳動(dòng)量的最大點(diǎn)和最小點(diǎn),因?yàn)楦呔鹊妮S承對(duì)其的徑向跳動(dòng)也有表示,這樣在安裝時(shí)將軸承的最大點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)軸的最小點(diǎn),軸承的最小點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)軸的最大點(diǎn),這在維修中稱(chēng)之為補(bǔ)差法。
然后進(jìn)行主軸部件的預(yù)裝工作,首先把墊圈2放入主軸上調(diào)整主軸承內(nèi)圈,達(dá)到準(zhǔn)確要求后,將主軸承裝入主軸,加上一定的預(yù)緊力,然后用千分表的表頭對(duì)準(zhǔn)軸承外圈及軸承端面,用手拉轉(zhuǎn)軸承外圈,控制其徑向跳動(dòng)及端面跳動(dòng)最大值在0.005mm以?xún)?nèi)(新機(jī)床該值為0.002mm),隨后用塊規(guī)測(cè)量墊圈1的厚度,值為8.585mm,按該尺寸配磨墊圈1。再將主軸承拆下,將配磨好的墊圈1、件2和壓蓋3裝入主軸,把主軸承重新裝入主軸并擰緊螺母5進(jìn)行固定。接著裝入墊片6、平面軸承7、隔圈8,墊片9內(nèi)有6根彈簧,給兩只平面軸承以預(yù)緊力,仔細(xì)裝入墊片9、平面軸承10和墊圈11后,擰緊螺母12。然后安裝軸承13,并把螺母14擰緊。正確安裝完上述零部件后,檢查軸承徑向間隙,因?yàn)樵跈C(jī)床主軸中,游隙的大小直接影響主軸的運(yùn)動(dòng)精度,從而直接影響加工的質(zhì)量,在此使其控制在0.005mm內(nèi)。
接著安裝主軸中的卡爪15,先將定型彈簧片裝入與卡爪的連接軸15A上,用10MPa的壓力把定型彈簧片壓縮,并用螺母固定鎖緊,將內(nèi)爪15裝入主軸中心孔內(nèi)固定。最后安裝四只T型螺釘,裝妥后,用手動(dòng)泵泵至12MPa,檢測(cè)T型螺釘?shù)囊簤翰考欠裼行孤冬F(xiàn)象。
待一切正常后,將方滑枕倒置,主軸盡量吊水平,然后從滑枕下口慢慢裝入方滑枕內(nèi),等到位后用螺栓固定好。
圖四 主軸結(jié)構(gòu)圖
4. 精度測(cè)試
本機(jī)床經(jīng)修理、安裝并調(diào)試結(jié)束后,對(duì)機(jī)床的幾何精度進(jìn)行了檢測(cè)。經(jīng)檢驗(yàn),所有的精度都達(dá)到新機(jī)出廠時(shí)的精度范圍內(nèi),比如主軸錐孔徑向跳動(dòng)為0.002mm,主軸的徑向跳動(dòng)為0.005mm等等?,F(xiàn)在機(jī)床已交付車(chē)間,投入了繁忙的柴油機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)中。
5. 經(jīng)驗(yàn)與探討
大型數(shù)控龍門(mén)銑床是數(shù)控機(jī)床中復(fù)雜程度與技術(shù)含量均較高的設(shè)備,往往代表了一個(gè)時(shí)期的機(jī)床水平。以往,用戶(hù)一般只進(jìn)行普通的保養(yǎng)及故障檢修,比較大的修理往往委托原制造廠或?qū)I(yè)廠進(jìn)行。我們通過(guò)這次大修改造,不僅使機(jī)床的靜態(tài)精度與性能得到提升,大修后該機(jī)床的所有精度檢測(cè)數(shù)據(jù)全部達(dá)到該機(jī)床出廠的精度標(biāo)準(zhǔn)。最重要的是通過(guò)這次大修改造鍛煉了自己的隊(duì)伍,大大提高了工程技術(shù)人員和技術(shù)工人的綜合技術(shù)素質(zhì),并對(duì)機(jī)床的構(gòu)造與機(jī)床性能加深了了解,增加了人與機(jī)床的親和力。
我們將在認(rèn)真總結(jié)這次大修改造的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步認(rèn)真探討對(duì)一些重大關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行大修改造的途徑和方案。
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