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。現(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。