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滑动轴承修理的方法

发布日期: 2020-08-25 10:45:24

一、滑动轴承的修理、装配和调整

        在传统机床中由于主轴变速范围不大,最高转速偏低等原因,采用滑动轴承作为主轴轴承的较多。而在各类磨床上,虽然砂轮架主轴转速较高,但因不需要经常变速,故采用滑动轴承作为砂轮架主轴轴承的也很多。因此,滑动轴承在机床上的应用可以简略地归纳为两种极端状态:一种是用作不重要的或是低转速,低载荷的主轴轴承;另一种则是用作高精度,高转速、高载荷机床的主轴轴承。滑动轴承按其在工作条件下,轴在滑动轴承中运转时的摩擦性质以及润滑油形成油膜压力的条件,通常分为动压型(动压轴承)和静压型(静压轴承)两种。前者靠主轴旋转时将润滑油带入轴承间隙中,建立油膜压力来平衡外部负载;后者靠外界油泵将压力油输入主轴与轴承间隙之间,以支承负载。近年来,随着技术的进步,又发展了一种综合动压,静压轴承特点的轴承,称为动静压轴承。当主轴转动时,润滑油被带入主铀和轴承之间所形成的楔油缝隙中,由于缝隙逐渐变窄,使油压升高,将主轴抬起而形成油楔。动压轴承按照油楔形式,可分为单油楔滑动(动压)轴承和多油楔滑动(动压)轴承。


        这两种滑动轴承都必须在主轴和轴承之间存在偏心(或称间隙)时,才有动压效应而形成油楔,且油楔位置随着载荷的方向而变化。由于油膜刚性差,因此,主轴旋转精度较低。当主轴高速旋转时,轴瓦在球面支承螺钉上可以自由摆动,以致润滑油在主轴和轴瓦间形成油楔,产生油膜压力来支承主轴负载。整体式变形轴承由五块轴瓦相互以五片厚度为0.5~0.7mm的钢片联接成为一个整体。轴承背面的五条长筋都是圆弧形的,圆弧的曲率半径小于箱体(或衬套)内孔的半径,因此轴承与箱体(或衬套)内孔是以五条线接触。并且各条长筋不在每块轴瓦的中间(对称)位置上,而是在主轴旋转方向上偏过一个角度以便形成油楔。由于轴承的背部(即圆弧形背部)母线是1:20的锥体,因此当轴承在箱体(或衬套)内孔中作轴向移动时,可使轴承产生弹性变形,用以调节主轴与轴承之间的间隙,在它的内孔中预先加工出阿基米德曲线油槽;使主轴和轴承之间形成斜楔,当主轴旋转时产生油膜压力。


二、单油楔滑动轴承

        单油楔滑动轴承依靠主轴旋转时将润滑油带入主轴和轴承间隙中,产生动压效应而形成油楔。


(一)内柱外锥形滑动轴承

        国内M7120型卧轴矩台平面磨床砂轮架主轴就是采用的内柱外锥形滑动轴承的,这种轴承的内孔为圆柱形,外圆为圆锥形。在轴单的外回表面上开了许多条轴向槽,用于调整间隙时均匀收缩。槽的数量多少及分布情况对轴承内孔均匀变形、圆度好坏有密切关系。另外,在轴承的轴向有一开通了的燕尾形槽,槽内有吊紧螺钉,当轴承间隙调整后吊紧该螺钉迫使轴承外圆紧贴衬套内壁,弥补轴承收缩不均匀的现象,这种轴承的致命缺点在于调节主轴与轴承的间隙时,轴承须在箱体孔中作轴向移动,以迫使轴承内孔收缩。另外,由于润滑不良,主轴轴颈与轴承内孔均会产生严重磨损,甚至抱轴咬住。修理这种类型结构比较复杂的主轴,一般至少要做到下列几步:

        (1)修复磨损后的主轴轴颈的圆度、锥度、表而祖糙度以及前后两轴颈的同轴度。一般认为用超精磨削修磨的主轴比采用研磨方法修复的主轴质量好;

        (2)用精密制造的锥体检验棒(套)检查、修复箱休内锥孔,使之达到整形公差要求;

        (3)以箱体(或衬套)内锥孔为基准,修磨轴承外锥部,使轴承外锥部与箱体内锥孔的接触率不少于80%。精磨时,轴承套在外径等于修磨后的主轴直径的心棒上,轴承内孔须调整至自由状态下与心轴直径滑动配合;

        (4)砂轮主轴及袖承外锥部修复后,即可进行轴承内孔的刮研。刮研时,用一根研磨棒代替主轴,研磨棒的尺寸分别按主轴修复后的实际尺寸和支承的内孔尺寸制造。在刮研轴承内孔达到接触点要求后,使轴承内孔尺寸调整至与研磨棒稍紧的滑动配合,这时,轴承就不再拆下,直接在箱体内进行清洗。然后用氧化铬作研磨剂对轴承进行研磨,以消除刮削寸的刀痕毛刺。正是由于这种类型的轴承结构老化,调整时不易变形或不均匀变形,人们才设法在轴承的变形槽上下功夫,或加深加宽变形槽的尺寸;或在每条变形槽内嵌入尺寸均等的竹片,以迫使轴承均匀变形:或开较多的轴向槽,使变形均匀程度有所改善,这实际上就成为以后多瓦变形轴承的基础。


(二)内锥外柱形滑动轴承


        国内M7120A卧轴矩台平面磨床砂轮架主轴采用的内锥外柱形滑动轴承的,这种结构的主轴前后轴承均由内锥外柱的滑动轴承支承,主轴轴颈为1:30的锥体,轴承的径向间隙为0.005mm,由垫圈1来保证。主轴轴向负荷由止推垫圈3球形垫圈4及弹簧来承受,主轴系压力润滑,套筒2内孔在装止推垫圈3处,加工成有偏心量为0.8mm的槽,存油通过偏心槽被止推垫圈3挤入长孔,并分别压进前后轴承,再从套筒2的槽部流回,形成自动循环。主轴转动时产生油膜,油膜厚度大于0.005mm(径向),将主轴推向前方使垫圈离开前轴承端面,以减少端面摩擦发热。这种结构存在的问题为:轴承为单油楔,轴心漂移量较大。油槽位置不合理,润滑油在轴承内循环较差,油膜刚度低,轴承温升高。针对这些问题,在改进结构中,对轴承内孔开成形油楔,使主轴的强制润滑和散热条件得到改善。


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