轴本身具有很高的精度外,还要求采用正确的装配和调整方法,以及良好的润滑条件等。
1. 主轴轴线的概念 主轴在装配前本身的几何轴线,即主轴前后顶尖孔所
决定的中心线,也是加工主轴时的回转轴线。 (1)影响主轴部件旋转精度的因素。
1) 主轴本身的精度 如主轴轴颈的不同轴度、锥度以及不圆度等。主
轴轴颈的不同轴度将直接引起主轴的径向跳动,而主轴轴颈的锥度和不圆度在装配时将引起滚动轴承内滚道变形,破坏其精度。
2) 轴承本身的精度。其中最主要的时轴承内滚道表面的不圆度、光
洁度以及滚动体的尺寸差。
3) 主轴箱壳体前后轴承孔的不同轴度、锥度和不圆度 轴承孔的锥度
和不圆度将引起轴承外圈的变形,轴承原来可以调整得到的最小间隙要受到影响。
(2)影响主轴部件轴向窜动的因素
1)主轴轴颈肩台面的不垂直度与跳动。
2)紧固轴承的螺母、衬套、垫圈等的端面跳动和不平行度。 3)轴承本身的端面跳动和轴向窜动。 4)主轴箱轴承壳体孔的端面跳动。
上述这些零、部件肩台面的跳动误差,在收紧轴承时,使轴承滚道面产生不规则的变形,不仅引起轴向窜动,而且使主轴产生径内跳动,同时还会使主轴在旋转一周的过程中,产生阻力不匀的现象,甚至引起主轴部件发热。
(3)影响主轴部件旋转均匀性的因素 影响主轴部件旋转均匀性和平稳性的因素,除了主轴及轴上传动零件,如叶轮、电、泵轮等的精度和装配质量之外,外界振源如电动机、锻锤等引起主轴振动,也是其中的重要因素。 二、测量主轴部件精度的方法 1.主轴精度的测量
(1)在V形鉄上测量。
(2)在车床或其它专用测量设备上测量。 (3)在两顶尖上测量,将主轴放在两顶尖间,旋转主轴,检查各部位的精度。这种方法要求有准确的中心孔,一般适于新制造的主轴,以利用原加工的中心孔。 2.主轴装配后的精度测量与分析 (1)用标准锥度芯棒检查主轴锥孔的径向跳动,在主轴部件装配调整完毕之后,将标准锥度芯棒插入主轴锥孔。用百分表或千分比较仪触及锥度芯棒表面,旋转主轴,在近主轴端和距主轴端300毫米处分别测量主轴锥孔跳动。对其测量误差分析如下:
1)当装配后的主轴内滚道表面对主轴锥孔出现偏心,而其它误差接近0时,误差曲线接近于正弦曲线变化,主轴每转一周,千分比较仪上出现一次最大值和最小值之差,便是主轴锥量孔的径向跳动量。在锥度芯棒靠近主轴端测得的径向跳动量,接近于锥孔偏心的两倍。
2)当装配后的主轴承内滚道出现椭圆,而锥孔偏心和其它误差接近于0时,误差曲线按正弦曲线变化。但主轴每转一周,千分比较仪上出现两次最大值与最小值,即主轴每转180O出现一次最大值与最小值。在近主轴端测得的径向跳动△Ha,接近于椭圆最大半径与最小半径之差。
3)在一般情况下,装配后的主轴,即有轴承内滚道的偏心、椭圆度和不圆
度,也有主轴锥孔的偏心,以及滚动体尺寸大小误差存在,还包括锥度芯棒的安装误差,以及芯棒本身的几何误差等。所以这些误差都将反映到千分比较仪上来。因此,一般测量记录的实际误差曲线为不规则曲线,最大值与最小值之差△HO便是主轴锥孔综合径向跳动误差。
(2)用法兰芯棒检查主轴轴线跳动,将端部带法兰的检查芯棒置于主轴前端,在主轴端面上垫一平行的垫板,从主轴内伸一拉杆将芯棒拉紧在主轴端面上。用百分表分别在芯棒的近主轴端和距主轴300毫米处进行测量,以便使芯棒轴心线与主轴回转中心重合。调整时,缓慢旋转主轴并观察百分表读数,用铜锤轻轻敲击垫板边沿,使芯棒沿水平方向和垂直方向移动,调节调整螺钉使芯棒轴心线与主轴轴线平行,当调到百分表读数为最小时,便是主轴旋转轴心线的实际径向调到误差。在芯棒的中心孔内用黄油粘一钢球,用百分表触及钢球,旋转主轴即可测出主轴的窜动。这种检查方法的优点是:
1)用此法测量主轴轴线的径向跳动时,消除了主轴定心轴颈偏心误差的影响,能够直接反映主轴轴线径向跳动的误差,使误差因素单一,只要适当调整法兰芯棒的轴线与主轴实际旋转轴线重合,在百分表读数上便不在出现偏心误差,这说明主轴旋转轴线径向跳动与主轴定心轴颈的偏心无关。
2) 这种检验方法如果调整得当,不会带来检查芯棒的安装误差。由于法兰检查芯棒具有上述优点,因此,在检查主轴旋转轴线的径向跳动以及主轴轴线对机床导轨的不平行度时,也适宜于采用,但调整比较复杂。
3)主轴定心轴颈径向跳动的检查,在检查主轴定心轴颈时,可将半分表触头直接触及轴颈表面,旋转主轴,百分表最大值与最小值之差,便是主轴定心轴颈的径向跳动。
三 典型主轴部件的装配 1.装配注意事项
(1) 对精度要求高的主轴部件,轴承与轴配合时采用定向装配,以提高主轴的回转精度。
装配前须对主轴及主要相配件进行测量,确定误差方向并做好记号。轴承外圈的径向跳动进行测量,转动外圈并沿百分表方向压动外圈.在百分表的最大读数处做好标记。可测出轴承内圈滚道的径向跳动。将轴承内圈与滚动体一起在主轴颈上,调整内圈的轴向位置,使其胀大与滚动体接触,再将测量工具套在滚动体上并消除间隙,测量内圈连同滚动体的尺寸,既能找出内圈最大径向跳动所在的位置。
为减少主轴径向跳动量,前后两端轴承内圈的径向跳动量的最高点应装在同一方向上,并与主轴锥孔中心偏差量的最高点相反;后轴承的精度应比前轴承精度低一级,如果精度相同,则主轴的径向跳动量反而加大。
(2) 装配过程中,需要对零件进行加工时,应离开装配场所,以防止切屑混入
而破坏主轴部件的精度。严格做好零件的清洗工作,轴承清洗后,不应用压缩空气吹干,因压缩空气含有杂质和水分。
(3) 主轴、轴承、壳体、套筒等都是精密零件,装配时应妥善安置,不允许用
力敲打。
(4) 精密主轴部件的装配场所,应尽可能符合要求。 (5) 按机床工作性质要求,主轴部件大多数具有不同程度的预紧,以提高主轴
部件回转精度及主轴部件的刚度和抗振性。但有些精度主轴部件负荷较小,转速甚高,并要求维持较低的工作温度,在装配时则应考虑具有一定
的游隙。
2. C630 主轴部件的特点 C630主轴部件的前端,采用了双列向心短圆柱
滚子轴承,用以承受切削时的径向力。调整螺母,通过套使轴承内圈移动,可调整轴承间隙,从而控制主轴的轴向窜动量。这种主轴的结构特点时:当主轴运转使温度升高后,允许主轴向前端伸长,而不影响前轴承所调整的间隙。
3. 主轴部件的装配顺序 主轴部件从装配工艺上讲不能成为一个单独的装
配单元,而是在装入箱体后形成的 ,其装配顺序如下:
4. C630主轴部件的预装与试车调整 主轴部件的装配调整最好分两步进行,即预装调整和试车调整。 (1)主轴的预装调整 在主轴箱未装其它零件之前,首先将主轴进行一次预装,其目的是,一方面检查一下主轴部件上各零件在加工之后,是否达到组装的要求,另一方面空箱便于翻转,修刮箱体底面比较方便,以保证底面与床身结合面的接触率以及主轴轴线对床身导轨的平行度。主轴前后轴承的调整顺序,一般应当先调整后轴承,然后再调整前轴承,因为后轴承为圆锥滚子轴承,在未调之前,主轴可以任意翘动,不能定心,影响前轴承调整的准确性。
1)后轴承的调整 先将圆螺母松开,旋转圆螺母,逐渐收紧圆锥滚子轴承和推力球轴承,用百分表触及主轴前肩台面,用适当的力,前后推动主轴,保证轴向间隙在0.01毫米之内。同时用手转动大齿轮,诺感觉不太灵活,可能是由于圆锥滚子轴承内外圈尚未装正,可用大木锤在主轴前后端振击一下,直到手感觉主轴旋转灵活自如无阻滞,最后将两圆螺母锁紧。
2)前后轴承调整 前轴承为双列向心短圆柱滚子轴承,其特点是:轴承内孔具有1:12的锥度,轴套内外滚道之间具有原始径向间隙,供使用时调整。
调整时,逐渐拧紧圆螺母,通过衬套使轴承内圈在主轴锥部作轴向移动,迫使内圆胀大,保持轴承内外滚道的间隙在0~0.005毫米之内为宜,将主轴箱压紧在床身上,把磁力表座置于箱体上,使百分表触及主轴颈处,撬动杠杆使主轴受20~30公斤力,检查百分表数值是否符合要求,用手旋转大齿轮,应感觉灵活自如,无阻滞。在装配之前,应注意检查一下轴承内锥孔与主轴锥部的接触率,一般不应低于50%,如果锥度配装配之前,应注意检查一下轴承内锥孔与主轴锥部的接触率,一般不应低于50%,如果锥度配合不良,收紧轴承时,会使轴承内滚道发生变形,破坏轴承精度,缩短轴承使用寿命。
2)主轴的试车调整 机床正常运转时。会有温升,温度升高后,主轴间隙一般应在机床温升稳定后来调整,这时所调整的间隙,才是主轴工作的实际间隙。因此,在机床主轴装配后,其间隙的调整,都应该在机床温升稳定后进行。实际上,希望在机床温升的允许的条件下,主轴间隙愈小愈好。对于安装滚动轴承的主轴来讲,甚至可以作无间隙或预加载荷调整,这样可以提高主轴旋转精度和刚度,从而可以提高工件的精度和光洁度。试车调整方法如下:
打开箱盖,按油标位置加入润滑油,适当拧松主轴承受圆螺母。用木锤在主轴前后端适当振击,使轴承回松,保持间隙在0~0.02毫米之内。从低速到高速空转不超过2小时,而在最高速度下,运转不应少于30分钟,一般油温不超过60度即可。
复习题
1. 什么叫动压润滑?形成液体动压润滑的基本原理是什么? 2. 什么叫静压润滑?形成静压润滑的基本原理是什么
3. 采用动压润滑的轴承有哪几种类型?形成液体动压润滑的条件是什么 4. 分别说明整体式、锥形、部分式和多油栔向心滑动轴承的装配要求。 5. 常用的滑动轴承材料有哪些?各使用于何种场合?
6. 为什么有些滑动轴承中要浇注巴氏合金?其主要成分是什么? 7. 浇注巴氏合金的主要工艺步骤有哪些?应注意哪些问题? 8. 滚动轴承的润滑目的是什么?润滑剂有哪几种?应如何选用? 9. 滚动轴承常用的密封装置有哪些形式?各有何特点?
10.滚动轴承的配合采用什么制度?与标准的配合公差有什么区别? 11.选择滚动轴承的配合与哪些因素有关?
12.什么叫滚动轴承的径向游隙和轴向游隙?径向游隙按工作状态不同可分
哪几种?它们之间有什么关系?
13.为什么要调整轴承的游隙?其调整原则是什么?
14.滚动轴承预紧目的是什么?常用的有哪些预紧方法?可用什么方法测
量?
15.分别说明圆柱孔轴承、圆锥孔轴承和推力球轴承的装配要点。 16.影响主轴部件旋转精度的因素有哪些?
17.试述主轴装配后,主轴锥孔径向跳动的测量方法。
18.什么叫轴承的定向装配?什么情况下主轴轴端的径向跳动量最小?
传动机构的装配工艺(四)
4-1带传动机构的装配工艺
带传动是常用的一种机械传动,它是依靠挠性的带(或称传动带)与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的。与齿轮传动相比,带传动具有工作平稳、噪声小、结构简单、制造容易以及过载打滑能起到安全的作用、能适应两轴中心距较大的传动等优点,因此获得广泛应用。但其传动比不准确,传动效率低,寿命短。
按带的端面形状不同,带传动可分为三角带传动和平型带传动。三角带是以其侧面与轮槽接触,在同样的初拉力下,摩擦力是平型带传动的3倍左右,因此三角带传动的应用远比平型带传动广泛。 一 、带传动机构的技术要求
(1)带轮在轴上应没有歪斜和跳动,通常要求其径向跳动量为(0.00025-0.0005)D端面跳动量为(0.0005-0.0001)D,D为带轮直径。 (2)两轮的中间平面应重合,其倾斜角和轴向偏移量不超过规定要求。一般倾斜角应不超过1O
(3)带轮工作表面的光洁度要适当,一般为▽6,光洁度过高容易打滑,过低则带工作时因为发热大而加剧磨损。
(4)带在带轮上的包角不能太小。对三角带来讲,包角不能小于120度,否则也容易打滑。