3012数控龙门导轨磨床磨削振纹维修

0 引言
SZ25-30-12型数控龙门导轨磨床是德国希斯公司制造的，其工作台长宽分别为12000mmX2500mm，如表 1 所示。自 2007 年我厂使用以来，其磨削质量一直相当稳定。近期，在磨削镗床立柱导轨面时出现了以下问题：（1）镗床立柱导轨面出现磨削振纹[1]如图 1所示，波距 t=8～12mm，工件斜导轨上比较明显；（2）波纹波距有时成倍增加；（3）主轴出现发热的情况。
1 产Th磨削振纹原因判断
SZ25-30-12数控龙门导轨磨床采用定梁式龙门结构，机床配备周边和万能两个磨头，能满足各种导轨面的精加工要求。周边磨头前后轴承采用内圆偏心圆弧面动静压滑动轴承，前后轴承端面有环形油腔，能同时承受轴向和径向载荷。滑动轴承采用压力润滑，以减少高速直接启动时抱轴的危险。以0.2MPa压力的压力油通过箱体上的油孔进入轴承上的环形槽，然后送到4个径向油腔和端面油腔。轴承除具有偏心圆弧外，还有相当一部分圆柱形的圆弧，组成复式油楔。工作时滑动轴承处于液体摩擦状态，承载油膜可完全消除磨损，并具有良好的吸振、缓冲等优点。导轨磨床产生振纹的原因主要有以下几个方面：（1）主轴动平衡精度差[2]。（2）磨头滑动轴承压力润滑系统的压力波动。（3）砂轮静平衡不合格。（4）砂轮修整粗细不一致。（5）工作台导轨面润滑油过多或过少。（6）机床周围工作环境差，机床附近有振源，使机床振动产生振纹。（7）滑动轴承的油膜静刚度差，导致轴承承载力下降，不能满足机床的工作性能要求[3]。
2 故障原因的排查与分析
　　首先对机床主轴进行动平衡检查，使用SB-1700便携式现场动平衡仪对机床主轴进行现场动平衡检查，结果显示砂轮轴动平衡等级达到G0.4级。接着对砂轮进行静平衡，将砂轮装于主轴上，在修整砂轮后再次进行动平衡测试，动平衡测试结果满足机床动平衡要求。随后又对滑动轴承压力润滑的液压系统、工作台导轨面润滑及润滑油温度控制单元进行检查、调整，确保压力润滑系统、工作台导轨润滑系统和主轴润滑冷却系统均达到机床工作要求。经试磨削后，加工工件的明暗条纹仍然存在，因此可以排除以上因素导致机床在磨削中产生明暗振纹。机床有独立的地基，地基周围有防振沟，机床周围没有其他明显振动源，工作环境对机床的影响也可以排除。通过以上的排查可以基本消除机床主轴动平衡、砂轮静平衡、机床主轴动静压润滑系统、机床工作台导轨面润滑系统和附近振源的影响，最终确定引起磨削振纹的原因为滑动轴承刚性不足。
2.1 磨头结构草绘及工作原理
　　确定振纹产生原因后，首先对滑动轴承所在的磨头进行草图绘制及工作原理分析。磨头的主轴结构如图2所示。
　　　对流体动压可倾瓦滑动轴承背向安装,使主轴获得轴向和径向定位。前轴承是固定的,后轴承可作轴向游动。后轴承外圈可以游动实测值 0.75mm（实测值），瓦块及主轴游动 0.32mm（实测值），由此游动出现的缝隙，当主轴受热伸长时,工作端仍不受影响。实际拆开后,发现这种轴承有 8 块浮动锥面轴瓦,互相连在一起,轴瓦装在轴承环内。轴瓦表面是一层巴氏合金（还有一种说法铅基轴承合金）,基体上有一层塑料,有一定弹性,使轴瓦有自位作用。在数千公斤的轴向予加负载作用下,主轴不回转时,轴瓦表面的滑动油腔压住主轴,主轴旋转时,产生刚度很大的楔形油膜,使主轴获得很高的旋转精度。这种轴承的予加负载是由蝶形弹簧产生的。由于主轴不旋转时处于夹紧状态,因此必须要有特殊的起动装置,否则需要很大的起动功率。该机床起动过程如下:按压磨头“启动”按钮,齿轮油泵首先起动,压力油流入卸荷环似的背后,克服弹簧力,并推动后轴承,使处于卸荷状态。此时滚珠轴承代替后轴承支承主轴。当压力继电器和时间继电器都动作,磨削驱动电机起动,达到全速后,油泵停止,油压卸荷,碟形弹簧重新推动后轴承,并作用于主轴使前后轴承的轴瓦和轴颈之间的间隙为 0.001 毫米左右, 由此获得极大的油膜刚度。与此同时,滚珠轴承被推开,与主轴脱离接触。据称这种轴承几乎没有什么磨损,实际上无须维护和保养。

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4 结语
　　此次导磨磨头修复是本机床第一次修复，机床修复成功说明了维修方案是正确的，维修过程分析了磨头工作原理和草图绘制，为今后导轨磨床维修和设计积累了经验，并为我厂节省了修复资金，望能给读者以启发。

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