孟凡榮　單淑梅　王智

（長春汽車(chē)工業高等專科學校　吉林長春　130013；一汽解放事業本部傳動事業部軸齒廠　吉林長春　130013）

格裡森磨齒機300TWG進行磨齒加工時出現砂輪撞碎故障，文(wén)章對問題産生(shēng)的原因進行分析，真因在(zài)于磨齒機電主軸軸承研傷，詳細地(dì)闡述了維修過(guò)程，對同類設備的維修具有一定的借鑒意義。

格裡森磨齒機300TWG是2012年購置，在筆者車間主要用于12TA變速箱輸出軸1542齒輪的熱後磨齒，其(qí)中(zhōng)X軸、Z軸、A軸為進給滑台(tái)，C軸為工件電主軸，功率(lǜ)19kW，轉速可達1500r/min。

01　故障現象(xiàng)

磨齒機加工兩個月連續内出現砂輪撞碎11次，造(zào)成設備停機時間平均每次4.5h，砂輪更換和調(diào)整造成了成本和工時的(de)提高，可動率大大降低。

02　原因分析

從材料、方法和機床本身三方面考慮，經分析可能出現砂(shā)輪撞碎現象(xiàng)的原因如(rú)下:

(1)砂輪不符合工藝要求。

(2)毛坯(pī)尺寸超差。

(3)夾具磨損、更換問題或夾具(jù)不達标。

(4)磨削工藝不合(hé)理。

(5)電主(zhǔ)軸控制輸出不穩定。

(6)砂輪主軸精度偏差。

(7)電主軸精度(dù)偏差(chà)。

03　解決過(guò)程

3.1排查真因

針對上面分析可能導緻砂輪撞碎(suì)的原因進行逐一排(pái)查:

(1)經檢查(chá)砂輪存(cún)放時間在有(yǒu)效期(qī)内，裂紋實驗和硬度測試(shì)達(dá)标。

(2)測量加工(gōng)前工件的工藝參數，均符合工藝要求。

(3)查看工裝夾具使用記錄，近半年内未更換，對使用的夾具進行參數測量，符合工藝要求。

(4)對加工參數進行确認(rèn)，磨削(xuē)參數合理沒有進行修改。

(5)監控電主軸輸出電壓，在正常波動(dòng)範圍内。

(6)對砂輪主(zhǔ)軸精度監控測量(一周)，砂輪(lún)主軸精度符合要求，一周内監控無異常。

(7)對電主軸精度進行監控測(cè)量(liàng)(一周)，主軸精度不(bú)穩定，一周(zhōu)内3次異(yì)常(cháng)，并發生砂輪撞碎問題，電主軸精度(dù)測量數據統計(jì)如圖1所示。

圖1 電主軸精度測量數據(jù)

砂輪撞碎的真因在于電主軸精度(dù)偏差，具體造成精度(dù)偏差的原因尚不明确。電主軸屬于(yú)設備的重(zhòng)要部件，出現問(wèn)題大多數使用者都是聯系廠家維修，主軸整體更換，恢複精(jīng)度準确，維修費用10萬元，備件費用14萬元，總費用25萬元，預期在費(fèi)時間2周。考(kǎo)慮到生産進度緊張和維修成(chéng)本，筆者決定嘗試自主維修，雖然沒有拆(chāi)卸維修過(guò)電主軸，但是一方面費用(yòng)低，周(zhōu)期短，一方面可以積(jī)累維修經(jīng)驗，便于改(gǎi)進改善，防止同類(lèi)故障再次發生。

手動盤動主軸，主軸沉重，旋轉過程中有松有緊(jǐn)。結合圖紙，拆開(kāi)主軸(zhóu)上端蓋，主軸前端軸(zhóu)承潤滑脂(zhī)變黑變硬，軸承磨損。主軸密封采用氣密封，機床廠懷(huái)疑是筆者廠壓縮(suō)空氣(qì)存在污染導(dǎo)緻潤滑油污(wū)染，經檢查空氣過(guò)濾裝置和空(kōng)壓機沒有(yǒu)污染存在(zài)，排除壓縮(suō)空氣污染的可能性。考慮潤滑(huá)，給電主軸加注潤滑脂，但(dàn)是(shì)無法注入。經查看電主軸圖紙，發(fā)現設計上存在缺陷，潤滑油道(dào)被主軸外圈阻擋，如按照機床電主軸的油脂加注口執行則無法加注(zhù)潤滑脂，電主(zhǔ)軸機械裝配圖(tú)如圖2所示。

圖2 電主軸裝(zhuāng)配圖

同時購入的3台格裡森磨齒機300TWG在正常使用下均有相同故障發生，确定出廠安裝缺陷，潤滑脂加注量少，尤其是下面的軸承和光栅編碼器很近，潤滑脂加注量大會污染(rǎn)光栅。高溫引起長效潤(rùn)滑脂失效，軸承(chéng)潤滑脂缺失導緻軸(zhóu)承(chéng)研傷，影響主軸(zhóu)精(jīng)度。Z後，我們找到了砂(shā)輪撞碎的具體原因。

3.2解決方法(fǎ)

維修前的準備工作:

(1)軸承損壞，緊急(jí)采購規格軸承B71924CDP4ADB、B71924E.T.P4S.TB;

(2)針(zhēn)對設計缺陷，确(què)定(dìng)改善潤滑方案。原廠設計沒有注油油道，定期補充潤(rùn)滑脂大拆大(dà)卸難度高;加裝(zhuāng)自動潤滑裝置需要加工注油油路，影響(xiǎng)主軸精(jīng)度;Z後選擇更換長效潤滑脂，将原潤滑脂CENTOPLEX2EP更換為(wéi)AＲCANOL－LOAD150，氧化安定性為原潤滑脂(zhī)的三倍，通過高轉速軸承(chéng)溫度(dù)測試和高轉速(sù)潤滑脂粘度測試均比原潤滑脂好很多;

(3)無定(dìng)位标示，自主加工後法蘭定位(wèi)銷。

維修過程:

(1)拆卸。給C軸吊卸留出空間，機床相對位置移動，X軸(zhóu)、Z軸退零位，A軸旋轉半(bàn)位(wèi)。拆除砂輪和夾具(jù)，C軸精度檢測并備(bèi)份(fèn)。先後拆除電(diàn)、氣(qì)、油、水管路(lù)将電纜(lǎn)、插頭、接頭等用保鮮膜密封處理，拆除C軸本(běn)體固定螺(luó)釘，拆除V軸本體，拆除上頂尖和支座。

(2)吊卸:吊車使用相應(yīng)吊具進行吊卸，拆卸電主軸附件(配油閥(fá)、拉杆、讀數頭、光栅尺)，密封保護處理。

(3)解體:避開水路、油路、軸承确定定位位置，打出定位槽，轉子和定(dìng)子同軸分離，拆卸軸承。記錄安裝順序，調整隔墊位置，清洗所有機械(xiè)零(líng)件，檢查是否有損壞部分。

(4)組裝:領新軸承，清洗後檢查(chá)外觀是否存在出廠缺陷，運轉感官檢查，成組軸承配合驗證，按照軸承(chéng)加注量上(shàng)限加注潤(rùn)滑脂。轉子和定(dìng)子同軸穿入安(ān)裝前部軸承，安裝後部法蘭(lán)蓋，用定位銷定位，安裝(zhuāng)後軸承，測量隔墊厚度(dù)制作新隔墊。緊固後檢(jiǎn)查精度，安裝光栅尺，找正(精度誤差要求在±0.0015mm)，安裝讀數頭、夾緊油缸(gāng)。

(5)恢複:電主軸吊裝回位，芯軸找正，上頂尖與主軸同軸度精度誤差在0.01mm以内，Z軸與C軸平行度側向誤差±0.001mm，正向誤差前傾0.004mm。緊固C軸本體，精度複查，先後恢(huī)複水、油、氣、電線路，安裝夾具進行試(shì)車。

3.3再次改進

機床恢複後沒有再(zài)發生砂輪撞碎，但是兩周後光栅尺頻繁(fán)報警，周期從(cóng)1次/2周很快發展為(wéi)3次/天。經過分析找出原因如下(xià):恢複時(shí)長效潤滑脂按照軸承(chéng)加潤滑脂上限加注(zhù)，主軸高速旋轉時高溫和離心作用使基(jī)礎油滲(shèn)出(chū)污染光栅尺。從圖紙(zhǐ)可以看出C軸夾緊拉杆(gǎn)處設計(jì)上采用間隙(xì)密封，拆裝恢複後間隙會加大，松開夾緊的油缸動作就(jiù)是一個打油的過程，冷卻油會從(cóng)縫隙吸入，污染光栅(shān)尺等精度元件;

改進方法為:減(jiǎn)少潤滑脂，按上限的1/2添加潤滑脂，避免高速旋轉時産生(shēng)高溫使基礎油滲出。在夾緊拉杆(gǎn)處添加三層密封圈密(mì)封(fēng)，防止冷卻油(yóu)滲入，加裝密封圈後的實物如圖3。

圖3 加裝密封圈

3.4電主軸維修注意事項

結合圖(tú)紙确定拆卸安裝方案(àn)，對電主軸精度檢測進(jìn)行備份，所有電、氣、油、水管路(lù)接頭及備件拆卸(xiè)後注意密封，記錄(lù)好拆卸安裝順序，在維修過程中要随時(shí)查看圖紙，并結合實際和經驗來進行操作，國外設備的電主軸自主維修便(biàn)得心應手。

04　結語

經過維修(xiū)和改進，設備運行穩(wěn)定，半(bàn)年内沒有發生砂輪撞碎(suì)問題。此次(cì)自主維(wéi)修節約了很大成本，積(jī)累了(le)維修(xiū)經驗，使我們深刻體會到自主(zhǔ)維修重要部件的必(bì)要性。之後制作了主軸精度測量點檢作業要領書(shū)和(hé)電主軸軸承更換流(liú)程說明書，建立磨(mó)齒機主(zhǔ)軸相關備件，保障同類故障(zhàng)發生(shēng)時快速(sù)處理。本文的故障處理對同類設備(bèi)具有普(pǔ)遍性，整個(gè)維修過程對同類設備維修具有很大的參考價值。

來源：《制造技術與機(jī)床》2019年第7期

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