平面磨床静压磨头部件的常见故障及修理方法

摘 要：文章分析了静压主轴磨头部件的常见故障及修理方法，涉及到了静压主轴的液压原理及主轴结构。希望通过文章的研究能够为相关人士提供一定的参考和借鉴。

关键词：液体静压主；磨头主轴过热抱死；轴瓦内孔圆度超差

概述

机械运动的运动副之间会产生一定的摩擦，这一摩擦力会对机床的使用寿命和使用精度产生一定的影响，尤其是一些重载设备、高精密设备，为消除机械运动副的摩擦，提高传动的精度和可靠性，多采用的是液体静压技术使得机械运动的两接触面之间形成一层具有一定刚度和压力的液体层，将原先传统的机械接触摩擦转换为纯液体摩擦，减小接触面之间的摩擦力。静压技术在机床尤其是精密机床领域应用较为广泛，尤其是磨削机床中需要重复往复动作，通过采用静压技术可以有效的降低两者之间的摩擦力，提高设备的加工精度与使用寿命，文章将以M7140型静压磨头为例介绍静压技术在其上的应用与工作原理，并对其在使用中常见的故障及故障处理方法进行分析介绍。

1 静压技术在M7140型静压磨头上的应用

静压技术在M7140型静压磨头上的应用原理如图1所示。

静压技术主要依靠的是将液压系统所提供的高压力的液压油泵入到机械传动副的前后轴承各油腔内，在主轴与轴承之间形成一层油膜，以减少主轴与轴承之间的摩擦并提高主轴的回转精度，同时通过在磨头上采用静压技术可以使得轴系获得较高的刚性。

静压技术在精密机床尤其是一些重载、精密的机床中得到了较为广泛的应用。我公司很多磨床采用了此种静压磨头部件，如：M7140平面磨床、龙门式平面磨床。

2 静压技术在平面磨床静压磨头应用中常见故障分析及修理方法

2.1 磨头主轴过热抱死

我公司M7140磨床静压主轴部件及龙门磨静压主轴部件均出现过磨头主轴过热抱死现象。造成这种现象的主要原因是液压油中混有杂质。如，灰尘、铁末等。液压油中的杂质会堵塞轴瓦中的细小油孔，造成部分液压腔无液压油，使主轴无法形成对称的压力油腔。主轴在旋转时不处于纯液体状态，与轴瓦摩擦造产生热量。

通过对平面磨床主轴拆解后对各部件进行检查后发现主轴圆度未超差，但表面光洁度差。轴瓦内孔圆度未超差，内孔表面有划痕，轴瓦断面有划痕。轴瓦中毛细油孔堵塞。用金相砂纸将主轴表面、轴瓦内孔端面抛光后均可达到使用标准。

修理难点是，如何将轴瓦中0.5mm的毛细油孔中的杂质清除。毛细只有将各个通油孔通开，轴瓦内才能建立起静压平衡。主轴的装配结构如图2所示，轴瓦装配在铸铁轴套中，需制作专用拉锤将轴瓦与轴套分离。将轴瓦分离后即可对轴瓦进行清理，通开各个通油孔。最后清理油箱并更换新的液压油。所有修复工作都完成后即可回装试车。

2.2 磨削活件光洁度差

我公司M7140磨床在加工活件时出现活件表面有横纹，光洁度差。通过对主轴打表检测后发现主轴的径向跳动超差，致使磨削加工时砂轮产生较大的振动，从而使得磨削工件表面光洁度较差。造成平面磨床主轴径向跳动超差的主要原因有：（1）主轴碰撞或是受力变形。（2）主轴的支持轴瓦的内孔圆度超差。为查找问题通过对平面磨床的主轴进行拆卸后测量，确定主轴并未产生弯曲变形，因此确定M7140型静压磨头的主轴轴瓦内孔磨损严重，致使轴瓦的内孔圆度超差。

M1740平面磨床的主轴结构如图2所示，此机床的主轴结构主要由主轴（件号1）、端盖（件号2）、前轴瓦（件号3）、钢套（件号5）、后轴瓦（件号6）、法兰盘（件号7）、圆锥滚子轴承（件号8）、调整螺母（件号9）、电机轴（件号10）、电机转子（件11）、压盖（件号12）、圆螺母1（件号13）、定位套（件号14）、轴承（件号15）、垫1（件号16）、垫2（件号17）、圆螺母2（件号18）、端盖2（件号19）组成。

静压主轴部件属于高精度机床部件，其各结构部分精度保证与否对平面磨床的磨削精度会产生严重的影响。通过图2可以确定，平面磨床的磨头部分在支撑上采用的是前后两个轴瓦的支撑模式，静压技术应用于其中，在轴瓦的前端开有深度为0.8mm，宽度4mm的两个回油槽。轴瓦的加工及装配精度会对M7140型静压磨头的使用质量产生较为严重的影响。轴瓦与主轴在直径方向上的间隙为0.07mm，可依照此数据进行故障查找及精度修复。主轴拆卸后发现造成轴振动的主要原因是轴瓦内孔圆度超差，致使静压平衡被破坏，造成主轴在回转时产生较大的振动。

修复轴瓦内孔，恢复轴瓦内孔的圆度也可以用研磨的方法。首先用铸铁料制作三根尺寸不等的研磨棒，三根尺寸不同的研磨棒分别用于对轴瓦内孔进行粗研和精研的修复研磨，根据轴瓦的大小需要将研磨棒的长度统一为600mm，且研磨棒需要做成腰鼓形。将主轴的轴瓦与钢套进行统一的装配，在装配时要注意保护轴瓦表面油路。使用车床的卡盘对轴瓦与钢套进行装夹定位，并注意轴瓦表面找平以确保装夹的垂直性。在使用研磨棒进行研磨时需要用天车吊研磨棒做上下往复运动，并使用人工使研磨棒绕轴瓦轴线进行回转运动。研磨按照先粗后精的步骤进行，精研时用外径尺寸比轴瓦内径小0.015-0.025mm的研磨棒进行干研。干研时要控制研磨的次数，待研磨后轴瓦内孔表面光洁度可达？荦0.8以上时回装试车。

3 结束语

静压主轴部件在机床中大量应用，使机床的设计和制造水平上了一个新台阶，也给机床的维修带来了新难题。静压主轴的修理过程比较复杂精细，修理工期长，容易影响生产。所以，平时的维护保养工作是至关重要的。

参考文献

[1]广州机床研究所.液体静压技术原理及应用[M].机械工业出版社.

[2]机械设计手册（第四版第二卷）[M].化学机械工业出版社.

[3]上海机床厂.磨床液压[M].