M7120A型平面磨床“抱瓦”故障维修技术论谈

叶景明

摘要：M7120A型平面磨床发生了砂轮主轴轴瓦产生“抱轴”现象的分析，找出原因，并对修理装配进行探讨，提出采用定心工艺套修配主轴轴瓦的方法和工艺，严格控制主轴与轴瓦的同心度精度，使动压轴承楔形间隙大小合适，以建立起良好的油膜。

关键词：同心度精度压力油膜定心工艺套

1原因分析

1.1主轴轴承工作原理

M7120A型平面磨床采用的是扇形块可倾轴瓦轴承，全套轴承由三块扇形块组成（俗称“短三瓦”），扇形块以其背面的球窝支承在调整螺钉的尾端球面上。球窝的中心不在扇形块中部，而是沿圆周偏向轴颈旋转方向的一边，由于扇形块是支承在球面上。所以它的倾斜度可以随轴颈位置的不同而自动调整，以适应不同的载荷、转速和轴的弹性变形等具体情况保持主轴与轴瓦之间的适当间隙，因而能够建立起可靠的液体摩擦润滑油膜。间隙的大小可用球端螺钉进行调整，其特点是：既是在空载运转中，轴与各个轴瓦也相对于某个偏心位置上，即形成几个承载能力的油楔，而这些油楔的支承反力有助于轴的稳定运转。

1.2故障产生的因素

由于润滑油粘度的下降，使得轴承处于边界润滑状况，较大的轴承载荷使磨屑微粒划破摩擦副工作表面的润滑油膜而呈高应力的固相接触，产生较为强烈的变形，接触区域有很高的温升和局部发生固相焊合，随即将软面的、强度较低的轴承合金局部撕下，其中被撕下的部分轴承合金粘贴轴颈上，即产生了粘着损坏。

2采用定心工艺套修配主轴轴瓦

2.1主轴的修复

已磨损的主轴采用镀铬层以恢复原尺寸，经精磨和抛光处理，保证表面粗糙度为0.4um。轴端中心孔的修整往往容易被忽视，而修磨主轴两端中心孔是关系到修复主轴精度的重要工序。在修研主轴中心孔时，一个手捏主轴，一手将尾架手轮轻轻调整，手捏主轴要松松紧紧，，以达到均匀研磨中心孔的要求。一端中心孔研磨结束后，再研磨另一端，经修研、测量、再修研的多次反复修正后的主轴，其各工作表面达到的精度标准：主轴轴颈相对主轴轴线的径向跳动≤0.002mm，椭圆度为≤0.002mm，锥度在每100mm长度上为≤0.003mm，粗糙度0.8um；锥面相对主轴的径向跳动≤0.005mm。

2.2轴瓦的修配

2.2.1对球面支承螺钉与轴瓦球窝面的研磨

由于轴瓦和其用于调整间隙的球面支承螺钉应是一组不可随意调换的偶件。要求球面支承螺钉的球头表面粗糙度为0.4um，与轴瓦球窝面的接触率应达到80%。因此要求对球支承螺钉与轴瓦球窝面进行研磨。

2.2.2对轴瓦进行粗刮

为了避免修刮轴瓦时对主轴造成损伤，我们用“假轴”来进行配刮研磨。假轴的几何形状和尺寸精度与主轴完全一致。

M7120A型平面磨床的轴瓦系用铅青铜制成，比较柔软，在刮研过程中，采用浅刮工艺，下刀很轻。首先是以假轴为基准进行了粗刮，把接触点子先刮出来，点子要均匀，点子在14~16点/25mm×25mm，刮点刀痕要交叉进行，这样出来的点子均匀。

2.2.3轴瓦的刮研与调整（采用定心工艺套）

轴瓦上出现均匀的点子后，还要再精刮。先装入假轴，同时在箱体的前后孔中各装上定心工艺套，调整球面支承螺钉，使各瓦块刚好与主轴接触，并保证两端的定心工艺套都能进出自如，转动轻便，此时表示主轴的中心与工艺套中心是一致的，达到了主轴定心的精度要求。定心工艺套内外圆的配合间隙越小，可使主轴获得越高的定心精度。由于定心工艺套的内径与主轴轴颈配合稍有间隙，因此主轴装入后仍然可以转动，在每次配研中都能起到定心找正的作用，从而缩短了刮研时间，并能克服因同心度不正而产生修刮轴瓦产生侧偏差的问题。

刮研时，将预刮好的瓦和球面支承螺钉按设计要求装入箱体孔，相互位置不可搞乱，旋转方向也不要搞反，然后，调整间隙，使之松紧一致，并按砂轮旋转方向转动假轴，显示剂即在轴瓦上显示出点子，把所有瓦拆下进行精刮，如此反复研刮直至达到要求为止。当六块轴瓦的接触点在18～20点/25mm×25mm，它们的等高厚度控制在0.01mm以内。如果发现研磨后点子大小变化很大，或点子分布不均匀，就必须检查同心度及直线度是否超差，问隙调整得是否合适，再作进一步的调整。

精刮时须浅刮，不宜深刮，点子不要过细，轴瓦在油楔大端一侧要刮底一些，以便形成油楔。深刮虽然可以存油，但会造成卸荷，无法形成最大的动压润滑汕膜。刮研合格后，为消除刮研留下的刀痕、毛刺，提高轴瓦的粗糙度，还要进行研磨抛光，即在假轴与轴瓦之间涂上一层薄薄的研磨剂（氧化铬用煤油调合），仍按砂轮转动方向转动假轴，直至轴瓦面的粗糙度达到0.4um，与假轴颈的接触率为80%以上为止。

2.3砂轮架主轴的装配与调整

为了保证磨削加工精度，主轴轴瓦间隙在前端(安装砂轮的一端)应略小于后端，主轴在旋转时灵活无阻滞现象。

砂轮主轴装配好后，更换已变质的润滑油，加入用90%煤油加10%机油配制成的润滑油，经严格过滤后泵入工作室。空车试车时间不小于4小时，要求平稳，润滑油油温不得超过60C，试车之后还要在前后轴承中各拆一块上轴瓦，以检查表面是否正常，检查主轴的回转精度，主轴定心锥面的径向跳动允差为0.005mm，主轴的轴向窜动允差为0.01mm，方可交付使用。

3结束语

机械制造厂M7120型平面磨床砂轮主轴轴瓦修复以后，使用至今已四年多的运行时间，主轴转动平稳，各项精度达到技术要求，上述修理方法，工艺步骤简单，较易掌握，可缩短修理时间，降低维修费用，对今后各类型号的磨床砂轮架修复有一定的参考价值。