RG12-BN型日本磨床精密主轴轴瓦修复

RG12-BN 型日本磨床精密主轴轴瓦修复
发布时间：2021-09-07T06:28:57.252Z 来源：《福光技术》2021年10期作者：惠怀伟
[导读] 尚属公司内首次修理进口、重型吨位高精度磨床，没有相关经验可借鉴。

中国一重设备能源管控中心设备维修厂黑龙江齐齐哈尔 161042
摘要：因长期在恶劣的工况下使用，致使机床砂轮主轴检测装置失效，出现砂轮主轴与轴瓦研伤状态。

故障部位为机床整体精度最高、最核心部位，此前无相关维修经验。

这种高精尖设备核心部件的维修技术一直都是厂家及行业垄断。

承担此次维修任务的设备维修厂从节约修理成本、攻坚克难等综合因素下决定; 组织分厂内的技术专家、业务骨干进行了技术攻关，解决卡脖子问题。

冲破此种维修技术受制于人的壁垒。

关键词：磨床；砂轮主轴；轴瓦；技术攻关
一、情况简述：
中国一重铸锻钢事业部铸铁轧辊厂 RG12-BN 型日本磨床是铸铁轧辊产品最后一道关键工序加工的关键机床，也是唯一一台高精度数控轧辊磨床。

尚属公司内首次修理进口、重型吨位高精度磨床，没有相关经验可借鉴。

通过咨询日本原厂家后需要将主轴箱单元整体发运回日本。

因当时正处于国际疫情蔓延时期，无法保证修理周期且修理费用报价高达人民币 100 万元。

咨询业内几个专业厂家，也无法保证
机床原有精度，修理费用也是在 20-30 万之间。

设备维修厂技术人员首先进行了故障分析；是因机床长期在复杂的铸铁加工工况下，机床的主轴静压系统保护报警装置失效，砂轮主轴与轴瓦因没有充分的静压润滑出现研伤故障状态，致使机床停机停产。

拆卸分解主轴箱、砂轮主轴，查看发现皮带轮端轴瓦研伤在距离轴瓦外端面 20-80mm 区间环带处较重（如图 1-1），出现热变形。

内径千分表测量检查发现变形处变形量为 0.04-0.21mm 不等。

通过打压测试后轴瓦与主轴箱体过盈配合处出现间隙分离，故可以判断出动、静压油孔出现串腔。

原轴瓦无法修理继续使用，需要重新制作新轴瓦。

图 1-1
二、修理方案设计及实施
一）、分析主轴运行原理及精密轴瓦测绘：主轴轴瓦结构为动静压轴瓦，结构复杂且精度高，要求主轴在轴瓦的四周各部油腔压力油的浮升中能够高速旋转，并且不能泄漏，这对铜瓦测绘和加工提出极高的要求。

铜瓦材质特殊，原厂家保密。

由于工作条件非常苛刻，我们想到材料肯定不是常用的ZQSn6-6-3，ZQSn10-1 及ZQAL9-4 材质，只能按工作条件找现有材料替代。

利用测量与机床检测相结合的方法获得内腔各卸油槽及油腔精确的坐标位置，绘图并优化图纸，最终确定加工工艺并在一重厂内自行完成最核心的精密零件加工。

二）、装配刮研要求确定；轴瓦与主轴箱本体装配精度要求高，两铜瓦同轴度要求 0.002mm，轴瓦装配时要求轴瓦外圆圆周上四处错落不一油孔与本体对应油孔完全重合，更重要的是必须控制好装配后的铜瓦内孔与砂轮主轴外圆的间隙在 0.01-0.015mm 之间，同时避免装配时损伤轴瓦及引起轴瓦自身变形，不能在常温下进行正常的过盈装配，也不能用液态氮在 -198 摄氏度极冷状态下装配。

预设
在零下 20 度进行冷装。

出现任何一种意外情况，都将前功尽弃。

装配完成后用砂轮主轴与轴瓦进行反复多次手工“精心”桁磨与刮研，达到配合要求。

三）、精密轴瓦加工工艺制定：由卧式车床、立式加工中心、卧式加工中心和慢丝切割机床完成关键工序，最后利用精度不是很高的苏联时期的老磨床通过设计优化工附辅具，精磨内孔和外圆，达到工艺要求。

四）、创新装配方法；主轴箱主轴两处轴瓦同轴度要求极高，正常修理工艺是重新制作铜瓦内孔留精磨量与主轴箱装配后整体在精密机床一次加工成。

但无论从主轴箱在其它机床上按照基准找正加工，还是加工主轴箱的机床本身精度都无法保证不出现加工后两轴瓦同轴
度上累计误差。

维修技术人员经过检测推理出主轴箱本体内孔为出厂时状态，以此为基准。

轴瓦内孔及外圆一次精加工成，省去加工过程误差累计这一环节。

通过反复试验得知：用零下 20 摄氏度冷冻外圆φ175，内孔 φ140，轴瓦 35 分钟后外圆冷缩 0.06mm；恢复常温轴瓦内孔与砂轮外圆间隙 0.02mm。

装配时标记轴瓦四处油孔与主轴箱本体油孔相对位置，保证一次装配完后与本体油孔完全重合。

内径千分表实测后与主轴间隙为 0.008-0.014，利用砂轮主轴与轴瓦通过人工桁磨及手工刮研保证同轴度 0.005mm 和配合间隙 0.015mm。

五）、创新完善机床保护功能：为进一步提高机床自身加工中的保护作用，在原设计主轴静压液压系统中只有主回路压力、流量检测装置前提下，在各支路增设压力及流量检测报警装置的终端保护。

同时增设两处轴瓦温度监测。

这样机床操作者在加工活件过程中即可以直观随时观察检测轴瓦实时温度，又能通过控制面板能够看到主轴静压系统中各支路故障时的显示报警（注：显示报警：机床出现故障报警，砂轮主轴不会停止运行，出现扎刀现象，避免活件加工质量受影响）
三、无负荷试车
机床主轴单元回装到机床后，砂轮以最低转速启动并逐渐达到最高速度运行 30 分钟，以最高速度实测得轴瓦温度。

四、效果验证
1，经过 10 个月生产实践证明；重新修复后的机床磨削圆度
0.02mm 内与机床原安装使用时精度一致；
2，维修人员仅用了 9 天时间，2 万元费用将设备修复，为轧辊产品顺利出产赢得了宝贵时间，节约直接维修费用 38 万元。

结束语
改变了砂轮主轴维修技术受制于人的局面。

很好的解决了中、大吨位进口磨床砂轮主轴和轴瓦的修理难题。

通过对砂轮主轴轴瓦的修理，精通动静压原理后，可以改进我国的磨床的砂轮主轴轴瓦制造工艺和技术推广。

参考文献
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[2]孙桓，陈作模. 机械原理[M].6, 北京：高等教育出版社，2001.
[3]刘品，李哲 . 机械精度设计与检测 . 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.
[4]姜继海，送锦春，高常识 . 液压与气压传动 . 北京：高等教育出版社，2002.
[5]郑国伟. 机修手册. 北京：机械工业出版社，1998.。