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动静压混合轴承用于连杆轴瓦镗床

作者：天津金百联机电              发表时间：2011-09-02

用于发动机连杆轴瓦精加工的KX-045型连杆轴瓦镗床是6456工厂的关键设备。该设备的主要部件镗头，选用的是“C”级精度旧号为46215型单列向心推力球轴承，4个一组，共有4组。由于设计精度的要求，镗头对轴承的选用和装配要求非常严格，即便选配完全满足要求，轴承的寿命也只有400h。况且这种轴承价格昂贵，更换一组4个轴承需要2000多元，该机床共有4个镗头，16个轴承同时更换就要近万元的费用。频繁的更换镗头轴承影响了全厂生产线正常运行。 　　经过调研，结合我厂情况，若使用WMB液体动静压混合轴承对连杆轴瓦镗床进行改造，在4个键头中，只要改造两个就能满足使用要求（另外两个镗头是加工副连杆衬套的，由于加工孔径较小，机床负荷小，滚动轴承完全能够满足要求）。改造两个镗头费用只需4万元左右，而且该轴承技术成熟，工作可靠，寿命长。 　　动静压轴承吸收了动、静压滑动轴承的优点，摒弃了两种轴承的缺点。它采用了表面浅腔油楔结构，利用静压轴承的节流原理，使压力油腔中产生足够大的静压轴承载力，使主轴在未旋转时就能浮起，从而克服了液体动压轴承启动和停止时出现的干摩擦造成主轴与轴承磨损现象，提高了主轴和轴承的使用寿命及精度保持性，并且由于表面自然节流，没有了静压轴承中节流器堵塞的困扰，使用可靠。在主轴启动后，依靠浅腔阶梯效应形成的动压承载力和静压承载力叠加，大大地提高了主轴承载能力，而多腔对置结构又极大地增加了主轴刚度；高压油膜的均化作用和良好的抗振性能，保证了主轴具有很高旋转精度和运转平稳性。它刚度高，抗振性能好，几乎没有摩擦与磨损，能够保持长久的使用精度，轴承所需流量相比最低，结构简单，易于更换。 　　基本改造步骤如下： 　　1、研磨镗头轴承座孔。清洗后用研磨棒进行粗研和精研，镗头应置于垂直位置进行研磨。研磨后的性头轴承座孔要求粗糙度Ra<0.32μm，圆柱度0.004mm。 　　2、确定油路在镗头体的位置，进行钻孔、攻丝。 　　3、订购轴承按外圆名义尺寸留0.3~0.4mm的磨削量，以保证与键头体座孔配合的需要。经研磨后与轴承座孔保持0.006~0.008mm的间隙，为保证轴承外圆与内孔的同轴度，在配磨轴承外圆时要求装在锥度小于1∶10000的心棒上。轴承装入心棒时，加力按入即可，不可用钝器砸入，以免轴承变形和轴承孔损伤。取出时，可用热水浇热轴承热涨取出，既简便又安全。为便于轴承装入轴承座孔，可将轴承先进入孔的一端直径磨小0.05mm左右，宽度约10mm的锥度。 　　4、轴承外圆配磨完毕后，用干净的煤油或汽油进行严格的清洗，然后将轴承装入镗头孔中。轴承端面距离键头体端面5mm左右。当轴承安装过紧时，不可强行打入，应检查以下几个方面：①轴承是否装正，②配合间隙是否过小，③轴承外圆和镗头轴承孔是否有脏物或毛刺。 　　5、安装和清洗油路系统。轴承安装完毕，即可按照厂家提供的资料安装油路。清洗油路时，将供油系统的供回油管相连，启动供油系统，进行循环清洗。然后连接轴承油路，再次启动供油系统进行整个轴承油路系统的清洗，并观察轴承中进油孔喷油情况是否均匀、对称，以及时发现油路系统的问题。 　　6、配磨镗头主轴。为保证原镗头主轴仍能使用，订购轴承内径名义尺寸减少0.2mm。主轴根据轴承情况进行配磨。配磨主轴前，应修研中心孔，保证主轴轴径和法兰径向跳动都在0.003mm以内。主轴与轴承的配磨尺寸应保证0.028mm的间隙。配磨后轴径的圆柱度≤0.003mm，表面粗糙度Ra≤0.161μm。 　　7、安装主轴。将主轴清洗干净后安装，放掉油路系统和轴承内的清洗油，换上规定的润滑油，接通全部油路，松开溢流阀，开泵运转。调整溢流阀，使供油压力至1.2到2.0MPa，检查两轴承油腔压力，一般应在0.6到1.5MPa之间。此时用手旋转主轴，感到轻松自如无阻滞现象为正常情况，如主轴在供油时能自转为最好。 　　8、试运行。轴承部分安装完毕后，装上皮带轮和皮带，调整皮带拉力（不可过紧），注意此项工作应在开启供油系统的状态下进行，以免损坏主轴和轴孔。检查供油压力及轴承腔内压力是否符合第7项中的要求，转动主轴看是否轻便。若无异常情况即可启动主轴电机使主轴运转，这时轴承腔内压力由于动压效应会有较大幅度上升，一般为主轴不转动时压力的2~3倍。试运行lh后油温基本趋于恒定，如无异常便可安装镗刀杆进行试加工。 　　9、试加工检验。按照工艺要求进行试加工。经检验，其轴承孔的圆度由原来的0.05mm降到0.005mm以下，圆柱度由原来的0.01mm下降到0.005mm以下，表面粗糙度低于Ra0.16μm。 　　经过改造后的连杆镗床经几年的运行表明，效果良好。 　　1、提高了机床加工精度一级。 　　2、降低了轴瓦加工表面粗糙度一级。 　　3、提高了机床生产率，年减少停机修理工?60h。单件连杆加工时间缩短一半。 　　4、延长了主轴和轴承的使用寿命，预计使用免维修期近10年。 　　5、节约了大量轴承更换维修费用或新机床的购置费用，经济效果良好。
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