靜壓軸承在磨床磨頭改造上的應(yīng)用,中國(guó)減變速機(jī)協(xié)會(huì)

[align=center][size=4]靜壓軸承在磨床磨頭改造上的應(yīng)用[/size][/align] 目前國(guó)內(nèi)使用的很多磨床磨頭的結(jié)構(gòu)都為動(dòng)壓滑動(dòng)軸承，如M1650Q、M1432、M7150等都采用的是該磨頭，由于其起動(dòng)和停止時(shí)很難建立潤(rùn)滑油膜，使用壽命很低；另一方面由于動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的剛度有一定的限制，制造難度很大，即使生產(chǎn)廠家采用了先進(jìn)的生產(chǎn)工藝也很難生產(chǎn)出高回轉(zhuǎn)精度和大剛度的軸承，因此其加工工件的精度和表面粗糙都不是十分理想。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，可以采用靜壓軸承對(duì)機(jī)床進(jìn)行技術(shù)革新，完全可以克服上述弊端，讓機(jī)床煥發(fā)新春。一、磨頭結(jié)構(gòu)的分析和選型 1.圓柱型軸瓦靜壓軸承磨頭目前國(guó)內(nèi)很多磨頭靜壓軸承都采用的圓柱型軸瓦軸承，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。為了控制主軸的軸向和徑向位移，分別由徑向油室和軸向油室產(chǎn)生徑向推力和軸向推力來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸的平衡這種結(jié)構(gòu)的軸瓦結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但一方面由于軸和軸瓦的裝配間隙要靠軸和軸瓦的制造精度來(lái)保證，如果軸或軸瓦的制造尺寸超差，裝配時(shí)間隙偏大就很難調(diào)整，只須通過(guò)重新制作軸或軸瓦來(lái)保證合適的間隙從而保證合適的節(jié)流比；另一方面這種磨頭的卸貨裝置都在其后端，主軸較長(zhǎng)，造成磨頭的剛度和強(qiáng)度降低。 [img]http://m.lvjiacn.com/Upload/whict20061120154512228.jpg[/img] 2.錐體靜壓軸承磨頭由于圓柱型軸瓦靜壓軸承存在以上缺陷,這種缺陷對(duì)維修機(jī)床造成很大和困難,能否設(shè)計(jì)一種能在裝配時(shí)調(diào)整間隙的靜壓軸承呢?通過(guò)分析,可以設(shè)墳一種錐體靜壓軸承來(lái)滿足使用要求,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。這種結(jié)構(gòu)是由兩錐瓦的錐型油室中同時(shí)產(chǎn)生一徑向推力和軸向推力控制主軸的軸向和徑向位移，使主軸處于平衡狀態(tài)。比圓柱型軸瓦靜壓軸承磨頭少了兩個(gè)油室，調(diào)整軸和軸瓦的裝配間隙相當(dāng)方便，只需將調(diào)整墊片加厚或減少就可獲得理想的配合間隙，很容易保證其節(jié)流比。在設(shè)計(jì)時(shí)可以將卸貨裝置設(shè)計(jì)在磨頭內(nèi)部，大大縮短主軸的長(zhǎng)度，從而也提高了磨頭的剛度和強(qiáng)度。 [img]http://m.lvjiacn.com/Upload/whict20061120154659625.jpg[/img] 二、靜壓軸的設(shè)計(jì)與制作從以上分析中可以看出錐體靜壓軸承磨頭比其他軸承都有很大的優(yōu)越性，但它卻在實(shí)際中支用很少，主要由于設(shè)計(jì)和制作上有一定的難度，特別是在加工時(shí)要保證兩個(gè)錐體靜壓軸承軸瓦的同軸度。以一臺(tái)外圓磨床磨頭的改造為例，該機(jī)床是20世紀(jì)50年代從蘇聯(lián)進(jìn)口的機(jī)床，機(jī)床主軸采用的是動(dòng)壓軸承，使用壽命很低，修理很麻煩。 1.靜壓軸承軸瓦結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 軸瓦設(shè)計(jì)圖示意圖見(jiàn)圖3。 [img]http://m.lvjiacn.com/Upload/whict20061120154754913.jpg[/img] 設(shè)計(jì)軸瓦時(shí)由于各腔的高壓油路必經(jīng)軸瓦的外圓表面，軸瓦外圓雖然與磨頭體孔有微量的過(guò)盈，但在調(diào)整時(shí)瓦要產(chǎn)生移動(dòng)，可能使配合面產(chǎn)生間隙。在加工孔和瓦外圓時(shí)，由于加工的幾何誤差也可能造成間隙。實(shí)際中可能造成高壓油從高壓油腔油路流入低壓油腔汕路中去，形成混油，導(dǎo)致薄膜節(jié)流失去作用。為了防止這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，設(shè)計(jì)時(shí)在軸瓦的外圓周表面上開(kāi)了幾條特殊的回油槽，見(jiàn)圖3中A向和B向所示，將各油腔壓必油路分割開(kāi)來(lái)，從而合理地解決了這個(gè)問(wèn)題。 2.靜壓軸承軸瓦同心度的解決靜壓軸承軸瓦制作的最大難度在于保證兩軸瓦外圓的同軸度，它直接影響磨頭的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，對(duì)加工件的表面粗糙度的影響相當(dāng)大。通地分析，筆者認(rèn)為可以這樣加工：首先將磨頭箱體軸瓦安裝孔加工到圖樣要求，然后將兩軸瓦內(nèi)孔研磨好，再以軸瓦的錐孔為基準(zhǔn)配磨主軸兩處錐度。主軸精磨好后，把軸瓦按圖4裝配在主軸上，加工軸瓦外圓和磨軸瓦的端面達(dá)圖樣要求，就能保證兩軸瓦的同心度。 [img]http://m.lvjiacn.com/Upload/whict20061120154953702.jpg[/img]3.軸和軸瓦之間間隙的調(diào)整由于軸和軸瓦采用錐體結(jié)構(gòu)，間隙大小完全專門設(shè)計(jì)的調(diào)整墊來(lái)保證（見(jiàn)圖5），如果間隙偏小，可以加厚調(diào)整墊，間隙較大可以減薄調(diào)整墊，軸和軸瓦的間隙調(diào)整相當(dāng)方便、可靠。同時(shí)為了維修時(shí)該調(diào)整墊的拆裝方便，可以將調(diào)整墊做好后分成兩個(gè)半圓墊（見(jiàn)圖6），這樣只要將連接軸瓦和體之間的螺釘取出就可方便地取出調(diào)整墊。 [img]http://m.lvjiacn.com/Upload/whict20061120155148219.jpg[/img][img]http://m.lvjiacn.com/Upload/whict2006112015534178.jpg[/img] 4.薄膜反饋器的設(shè)計(jì)與制造目前采用的薄膜反饋器都是由前后兩塊節(jié)流板中間夾一塊薄膜片組成，這種結(jié)構(gòu)加工時(shí)很困難，由于在加工和裝配時(shí)很難保證薄膜兩邊各孔和圓臺(tái)的同心度，就有可能失去薄膜節(jié)流的實(shí)際意義。因此我們暈新設(shè)計(jì)了一套組合式的薄膜節(jié)流器（見(jiàn)圖7） [img]http://m.lvjiacn.com/Upload/whict20061120155547702.jpg[/img] 加工時(shí)用一塊同薄膜厚度相等的金屬片和圖7上的兩塊節(jié)流板按圖7連接好后，加工定位銷孔，然后鉆圖7上的各φA孔達(dá)圖樣要求，接著拆開(kāi)緊固件以φA孔為基準(zhǔn)加工圖7上的2，4兩件上的各網(wǎng)臺(tái)和孔達(dá)圖樣要求，這樣就保證了薄膜兩邊條孔和圓臺(tái)的同心度。


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