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浅谈 TPX61113 镗床主轴箱Ⅱ轴打齿的故障诊断及维修
2019-4-2  来源:湖南三一工业职业技术学院   作者:汤金明



      摘 要:镗床加工液压缸内孔的设备是目前生产单体液压支柱重要的设备之一,利用普通的车床刀架转换为镗头镗杆,加装数控系统改造为数控镗床,经过一定时间的使用之后,主轴箱Ⅱ轴发生打齿故障,而且维修次数增加,增加了维修成本,影响生产效率。 本文针对该问题进行深入研究,阐述导致主轴箱Ⅱ轴打齿故障频发的原因,并针对该结构进行改造,希望能给相关工作人员提供帮助。
  
     关键词:TPX61113;镗床;主轴箱;Ⅱ轴;打齿;故障;诊断;维修

  
     将原有的普通镗床改制为数控镗床,用于单体液压支柱油缸的镗削加工,使用一定时间之后,发现主轴箱产生较大的噪声,且故障发生比较频繁,维修率增加,生产效率降低产品不合率相应增加,维修更换新齿轮之后也出现了相同的问题,不仅无法提高劳动生产率,同时较高成本的维修费用与企业实现节能减排的目标也严重不符。
  
     1 、镗床主轴箱二轴打齿的故障诊断
  
     1)由受力大小的改变而导致主轴箱发生故障 。 数控镗床是对原有车床基础上进行改造的,对于主轴箱内部没有进行过多的改动, 该设备作为车床使用过程中被当做是通用机床,主轴需要进行多种速度的转变,而且进刀量小,扭距小,主轴箱中的各齿轮部件应力也会相应减小,车床在切削运动时不需要承受较大的荷载,齿轮设计比较小,而作为镗床来说, 尤其是只镗直径为 100mm 的缸净油缸, 这种是专用机床,使用过程中无需进行变换速度,始终需要主轴箱中的其中一副变速机构。 
  
     作为镗床使用时,现有的加工工艺采用的是滚压一体的镗滚头一次性通过加工完成,主轴所承受到的扭矩比作为车床时使用的大,导致变换加工需要的速度齿轮负荷运转应力增加,超出了车床设计的极限,导致设备寿命降低,镗削运动对于各齿轮的抗载荷性能有更高的要求。
   
     然而,对于车床的纸的设计来说,已经无法适应当前镗床的技术要求。

     2) 主轴箱中的润滑程度不良 , 进而加速了齿轮疲劳破坏。 原有的主轴箱润滑方式是油泵打油供油润滑,而作为车床使用时,这种润滑程度是可以的。 然而当作为镗床使用时,由于扭矩较大,齿轮发热量大,如果仍然采取这种润滑方式,无法满足设备润滑需求。 

     油泵的打油润滑流量小,不能及时起到润滑液的润滑作用,导致啮合齿轮副温度升高。 

     齿轮在长时间处于高温运转状态下很容易加速疲劳破坏,进而加速了主轴箱故障的发生。 除此之外,主轴箱的空间布局不合理,也给维修造成一定的难度,由于主轴箱的空间有限,而变速机构较为复杂,破坏的齿轮副位于主轴箱下部,维修时需要将主轴箱全部拆开,之后平时变速不需要使用的齿轮副也需要重新进行安装,既费时又费力,而且维修时间的延长,影响了镗床的使用率,也就是生产效率。

     2 、镗床主轴箱Ⅱ轴打齿的维修
  
     对于上述产生的故障原因,需要对主轴箱进行实验性改造,简化主轴箱,进行合理布局,简化一些变速机构,用最少的齿轮来带动主轴转动,能够达到加工时所需的转速。 
  
     齿轮的齿数、齿宽在满足一定速度要求下,需要尽量提高其耐磨性能以及抗冲击性能,改变润滑方式,充分进行润滑冷却,进而延长设备的使用寿命,以便更好的进行镗削加工。

 
     1)从滑枕补偿系统泵站出发 ,镗床的滑枕补偿系统通过先进的电液比例阀控制系统, 由高压泵站输出压力进行调节,数值在 0 到 12MPa 之间,最佳状态为 3MPa。 当调节到高压泵站输出油压为 0 到 12MPa 时, 主轴箱仍未出现上述故障,证明故障位点不在补偿系统泵站上。 进而需要对前链条松紧度进行调整,可以用插口扳手以及手锤打紧,再平衡锤上的六个前链条螺丝
,并进行多次调整。
  
     2)在丝杠检查上 ,在立柱下导轨处打印百分表 , 主轴箱向上下运动,监测丝杠的跳动情况
,经过检查之后,发现丝杠的跳动为 0.08mm,对于丝杠的磨损情况检查未发现异常。 在主轴箱齿轮箱检查过程中,变动主轴箱的一档、二挡齿轮箱,离合器可变检查多种齿轮, 轴承以及轴承润滑出现问题时,当主轴箱在一档时, 利用撬杆撬动主轴箱的齿轮能撬动,而变化到二挡位置时,利用撬杆撬动主轴箱齿轮时,很难撬动,初次怀疑一档离合器与主传动轴由于磨损而发生损坏,当拆下一挡的离合器和主传动轴时未发现这种现象,证明主轴箱的齿轮箱没有发生故障。

     在丝杠螺母润滑检查上,丝杠和螺母润滑通过润滑油泵向上打油,油压正常,主轴箱移动之后
,丝杠向下摔油量较多,丝杠和螺母没有故障问题,但关键是主轴箱出现该故障时,主轴箱的丝杆和螺母没有润滑油。 
  
     由于北方在冬季,车间温度较低,因此更换润滑油,清洗油泵过滤网之后,调整油泵供给螺母调压阀,使得丝杠和螺母润滑量加大,进而使镗床无法转动,导致主轴箱低速上升震动。 但调大丝杠和螺母润滑油膜之后,换回原来的机油可以排除这种故障。
  
     3 、结束语
  
     经过对镗床主轴箱Ⅱ轴打齿的故障诊断及维修之后,通过调试,主轴箱的镗床能够成功镗削出合格的产品,而且各项指标经过质监检验之后能够符合技术要求, 效果比较理想。
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