劉鵬博

摘 要：重型臥式車(chē)床是制造業(yè)發(fā)展過(guò)程中比較特殊的一種機(jī)床類(lèi)型。該種類(lèi)型機(jī)床具有高精度，高剛性，高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，可以在工件的生產(chǎn)加工中提供大載荷、大切削力等保障優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用在了船舶、航空、風(fēng)電和核電開(kāi)發(fā)等重要的制造領(lǐng)域，主要在領(lǐng)域中負(fù)責(zé)對(duì)大型、重型的特殊零件的加工。在臥式車(chē)床的工作運(yùn)行過(guò)程中，主要依靠主軸箱進(jìn)行車(chē)床工作的動(dòng)力傳遞，與此同時(shí)主軸箱還要負(fù)責(zé)提供對(duì)回轉(zhuǎn)部件的支撐，因此主軸箱在重型臥式車(chē)床當(dāng)中不但承擔(dān)著保證工件工作時(shí)的回轉(zhuǎn)精度的責(zé)任，更是保障重型臥式車(chē)床車(chē)床運(yùn)行穩(wěn)定性的重要部件。

關(guān)鍵詞：重型臥式車(chē)床；主軸箱；裝配故障

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.033

重型臥式車(chē)床在工作運(yùn)行狀態(tài)下，由于主軸箱裝配故障問(wèn)題，經(jīng)常會(huì)給整個(gè)機(jī)床設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)影響。常見(jiàn)的故障類(lèi)型有：連接軸同軸度超差、嚙合輪齒側(cè)隙過(guò)大、軸承安裝出現(xiàn)松動(dòng)等。這些故障的發(fā)生在嚴(yán)重情況下會(huì)造成機(jī)床設(shè)備停機(jī)報(bào)警或者設(shè)備損傷，因此要加強(qiáng)對(duì)主軸箱的故障檢查。裝配過(guò)程中做好主軸箱經(jīng)常出現(xiàn)的狀況排查，將可能出現(xiàn)問(wèn)題的幾率降到最低，可以大大提高整個(gè)機(jī)床設(shè)備的使用壽命。本文主要探討了重型臥式車(chē)床主軸箱的運(yùn)行故障類(lèi)型和基本故障特征，希望能夠?yàn)橹匦团P式車(chē)床的故障排查提供助力。

1 重型臥式車(chē)床主軸箱的裝配

重型臥式車(chē)床的主軸箱是整個(gè)機(jī)床的重要組成部分。重型臥式車(chē)床的主軸箱在機(jī)床的運(yùn)行過(guò)程中承擔(dān)著多種荷載，不但要負(fù)責(zé)動(dòng)力傳遞和扭矩，而且在保障一定主軸轉(zhuǎn)速的同時(shí)要保證機(jī)床整體的回轉(zhuǎn)精度和剛性。為了加強(qiáng)重型臥式車(chē)床的切削加工能力，主軸零件的加工和裝配存在著很多要求，主軸的裝配需要運(yùn)用新工藝，將主軸裝配需要注意的重點(diǎn)進(jìn)行明確。如圖所示：主軸箱的裝配主要是分為前后軸承裝配、主軸裝配和箱體裝配三個(gè)部分構(gòu)成，其中主軸箱的裝配對(duì)機(jī)床的整體質(zhì)量影響是最大的，主軸箱的部件裝配需要保證主軸軸心的端面圓跳動(dòng)和徑向的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中依然保持較好的噪聲控制。裝配中需要注意的是主軸檢棒上正母線和側(cè)母線的徑向圓跳動(dòng)最好不要超過(guò)0.005mm，并且保證主軸在轉(zhuǎn)速達(dá)到4300r/min時(shí)依然能夠保證聲音的純凈度，最好不產(chǎn)生雜聲，同時(shí)在運(yùn)轉(zhuǎn)超過(guò)一小時(shí)后空載的運(yùn)行溫度依然在30℃以內(nèi)，軸承的壓蓋處溫度不超過(guò)65℃。

2 重型臥式車(chē)床主軸箱的主要裝配故障類(lèi)型

（1）連接軸同軸度超差產(chǎn)生齒輪不對(duì)中。在進(jìn)行齒輪箱體的裝配過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)加工誤差，這些加工誤差通常情況下會(huì)造成孔間的位置出現(xiàn)精度浮動(dòng)，造成不滿足要求的問(wèn)題，這種問(wèn)題的產(chǎn)生會(huì)使裝有嚙合齒輪的兩軸出現(xiàn)失衡，軸線產(chǎn)生不平行，造成齒輪不對(duì)中的問(wèn)題。重型臥式車(chē)床主軸箱中的齒輪在進(jìn)行加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生連接傳動(dòng)，如果軸出現(xiàn)問(wèn)題形成同軸度超差會(huì)造成齒輪加工的同軸度超差，最終累計(jì)誤差后裝配產(chǎn)生不正。這種問(wèn)題的發(fā)生會(huì)出現(xiàn)齒輪承載力不均勻的情況，造成整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性下滑。通過(guò)對(duì)頻譜的分析會(huì)了解產(chǎn)生振動(dòng)的主要方向，出現(xiàn)問(wèn)題后頻譜的嚙合頻率處會(huì)出現(xiàn)邊頻帶嚙合頻率振動(dòng)，并且還會(huì)帶有諧波，有可能出現(xiàn)其他倍數(shù)的嚙合頻率處諧波峰值很高的情況。

（2）嚙合輪齒側(cè)隙過(guò)大。在進(jìn)行主軸箱的裝配過(guò)程中還有可能出現(xiàn)嚙合輪齒側(cè)隙過(guò)大的情況。這種問(wèn)題的產(chǎn)生會(huì)對(duì)整個(gè)設(shè)備的荷載產(chǎn)生極大的影響，使得機(jī)床的工作動(dòng)態(tài)特性不能夠滿足原有的需求，出現(xiàn)齒輪系統(tǒng)化振動(dòng)，并且使整個(gè)峰值的頻率都發(fā)生了改變，在頻譜上出現(xiàn)高次諧波。

（3）軸承座的安裝出現(xiàn)松動(dòng)。一般情況下產(chǎn)生這種問(wèn)題的原因是軸承的安裝位置不對(duì)，很多主軸箱的裝配都會(huì)出現(xiàn)軸承從原有的安裝位置變成了安裝在箱體軸承座上的問(wèn)題。這種安裝形式會(huì)出現(xiàn)軸承座連接螺栓固定安裝時(shí)不夠緊固定的情況，造成軸承座松動(dòng)。軸承座在松動(dòng)的狀態(tài)下進(jìn)行工作，會(huì)伴有非常大的噪聲，高噪聲不僅會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)工作人員的工作狀態(tài)產(chǎn)生影響。這種情況的發(fā)生相比其他故障來(lái)說(shuō)可能性較小，但是不能完全的排除，并且產(chǎn)生故障后會(huì)對(duì)設(shè)備整體的工作性能產(chǎn)生很大的影響，需要及時(shí)的進(jìn)行故障診斷。出現(xiàn)安裝松動(dòng)時(shí)，可以在頻譜上發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題，進(jìn)行部件的松動(dòng)檢查，頻譜會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率變化，在進(jìn)行部件的檢查前要對(duì)頻譜進(jìn)行系統(tǒng)化的研究和分析。

（4）齒輪箱的裝配故障根據(jù)零部件的差距，會(huì)產(chǎn)生很多不同類(lèi)

型，包括齒輪故障、軸承故障和軸故障等，不同的故障類(lèi)型產(chǎn)生故障的原因也存在著明顯的不同。重型臥式車(chē)床在裝配過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)主軸箱問(wèn)題：主軸的軸承間隙過(guò)大、主軸軸承磨損、滑動(dòng)軸承的主軸軸頸磨損或橢圓度過(guò)大、主軸軸承套的外徑或主軸箱體的孔徑呈橢圓，或相互配合間隙過(guò)大主軸的軸向游隙超差、主軸滾動(dòng)軸承滾道磨損，軸承滾珠磨損，或間隙過(guò)大、主軸的滾動(dòng)軸承外圈與主軸箱主軸孔的間隙過(guò)大。值得注意的是很多新機(jī)床不可能出現(xiàn)部件磨損的問(wèn)題，因此，除了常見(jiàn)的磨損問(wèn)題外，還有很多特殊的新機(jī)故障，在上文中的同軸度超差、嚙合輪齒側(cè)隙過(guò)大、 軸承座安裝松動(dòng)等等。

3 總結(jié)

綜上所述，主軸箱在整個(gè)機(jī)床的運(yùn)行過(guò)程中，承擔(dān)了動(dòng)力傳遞和回轉(zhuǎn)部件支撐的重任，為了保證加工工件的回轉(zhuǎn)精度，需要對(duì)機(jī)床的裝配質(zhì)量進(jìn)行明確，了解機(jī)床的主要工作性能。因此，要保障主軸箱的正常工作，就需要加強(qiáng)對(duì)主軸箱配置故障類(lèi)型的認(rèn)識(shí)，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能第一時(shí)間進(jìn)行解決。

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