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BFKl 50/2镗铣床主轴夹紧装置的改造
2016-9-19  来源:中冶陕压重工设备有限公司机动部  作者:任小星

      摘要:针对BFKl50/2镗铣床主轴夹紧功能出现的故障进行分析、判断和最终解决该问题的过程做了详细介绍。
  
      关键词:镗铣床;主轴夹紧;解决方案
 
      该机床主轴作为独立的主轴组件安装在主轴箱内,它是由主轴、主轴轴承、主轴轴套等零部件组成。该主轴具有转速高、调整方便等优点。
  
      1、故障现象及解决措施
  
      该机床要求刀具在固定的角度轴向进给,因此机床设有主轴定向装置。该装置由编码器、联轴节组成。编码器主要是对机床主轴转速和转角进行检测。当主轴需要轴向移动时,由编码器发出信号,使电动机停止转动,并启动主轴夹紧装置将主轴夹紧,然后进行切削加工。
  
      原机床主轴轴向移动夹紧装置采用的是高强度塑料油管,通过给油管里提供高压油,使油管径向涨开一定距离推动管座(可动侧)产生位移并向主轴轴承座一侧贴紧,产生足够的摩擦力,从而实现主轴夹紧。保证主轴上的刀具在强力切削时,主轴不会发生轴向窜动,原主轴夹紧装置如图1所示。
  
   
   
      1一槽道;2一管座(固定侧);3一塑料衬板;4—管座(可动侧)
 
      5—镗杆轴承座;6一高强度油管;7—进油口。
  
      图1原主轴夹紧装置
  
      机床在使用过程中,有段时间总是频繁出现“主轴未夹紧”报警,刚开始怀疑是主轴夹紧油压偏低或者是压力油管漏油,去液压站查看压力表读数并检查压力油的进出油管、各管接头是否漏油以及方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀等相关元件是否损坏,结果发现压力表读数在说明书要求的6—8 MPa内,并且进出油管、各接头处均无漏油现象,相关控制元件均无损坏。
  
      由于该机床为德国上世纪70年代的进口设备,使用年限较长,原装的夹紧装置中油管老化,强度降低,长期使用后出现针孔及细小裂纹,导致油管漏油,无法建立起压力,最终导致主轴无法夹紧,机床不能正常运行。经过现场观察并了解该机床结构后,最终决定将其夹紧装置进行改造。改造后的夹紧装置如图2所示,该夹紧装置是由多个小活塞缸组成,通过活塞推动摩擦片,使摩擦片贴紧主轴轴承座一侧,产生足够的摩擦力,从而实现主轴夹紧功能,保{币机睐能讵常运行。
  
  
   
      1一槽道;2—缸体;3一活塞;4一摩擦片;5—镗杆轴承座
  
      扣密封;7—进油13
  
      图2改造后主轴夹紧装置
  
      2、夹紧为计算
  
      2.1改造前受力情况
  
      改造之前高压油管直径D=15 mm,长度L=350mm。机床主轴夹紧来油压力P=7 MPa,钢与钢的摩擦系数p=0.1。管座(可动侧)受力简图如图3所示:
  
  
      图3管座(可动侧)受力向图
  
      管座(可动侧)受力情况计算如下:
  
     
   
      2.2改造后受力情况
  
      改造后单个活塞受力面直径d=35 mm,长度L=550 mm的活塞缸体上分布的活塞总数N=12。钢与钢的摩擦系数肛=0.1,受力计算如下:
  
      
 
      经过比较可以知道厶后>厶前,理论是成立的。经过长时间运行验证,结果没有发现该机床再出现过“主轴未夹紧”报警,机床操作者也反映机床使用情况比以前好多了,经过多次反复试验,证明改造是成功的。
  
      参考文献
  
      [1]余仲裕.数控机床维修[M].北京:机械工业出版社,2003.
 
      [2]徐横.数控机床维修[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2005.
  
      [3]任建平.现代数控机床故障诊断及维修[M].北京:国防工业出版社。2005.
  
      [4]成大先.机械设计手册单行本.常用设计资料[M].北京:化学工业出版社,2004.
  
      [5]陈奎生.液压与气压传动[M].武汉:武汉理工大学出版社,2001.
 
      [6]方晓华.高等数学[M].北京:机械工业出版社,2010.
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