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軸承知識

淺談機床設備誤差的調整方法

2020-10-04
唐暉
(長春職業技術學院)
摘 要:機床等機械設備在裝配、維修和使用過程中,進行調整,是很重要的工作項目,出現故障現象,也是難以避免的。如何針對具體情況,進行設備的調整和常見故障排除,是操作者必須掌握的基本技能。
1 設備精度的誤差來源 
1.1 主軸回轉精度的主要誤差源
1.1.1 主軸的加工誤差 
主軸上兩個軸頸之間有同軸度誤差。主軸錐孔相對軸頸有同軸度誤差。軸頸有圓度誤差。軸承的軸向定位面與主軸軸線有垂直度誤差。
1.1.2 軸承的加工誤差
滾動軸承的滾動體之間有尺寸誤差及圓度誤差;內圈孔相對滾道有偏心;內圈滾道有圓度誤差;前、后軸承之間有同軸度誤差等。
滑動軸承有內、外圓的圓度誤差和同軸度誤差;前、后軸承之間有同軸度誤差;軸承孔與軸頸之間有尺寸誤差等。
1.1.3 相配零件的加工誤差及其裝配質量
箱體上的軸承孔有圓度誤差;與軸承外圈相配合時有尺寸誤差;軸向定位端面與孔的中心軸線有垂直度誤差。主軸上鎖緊與調整軸承間隙的螺母有端面平面度誤差;螺母端面與螺紋中心軸線之間有垂直度誤差;螺紋之間存在聯接誤差等。
軸承襯套隔圈兩端面有平行度誤差。裝配中,軸承間隙調整是否合適,直接對主軸回轉精度有明顯影響。
1.2 導軌導向精度的主要誤差源
1.2.1 受導軌幾何精度的影響
導軌表面的不均勻磨損必將造成刀架溜板沿導軌運動時相對主軸運動產生較大的誤差,并影響加工工件的尺寸精度和表面質量。對于直線導軌來說,導向精度主要受導軌垂直方向與水平方向內的直線度誤差影響。
對于環形圓導軌來說,導向精度主要受導軌的平直度誤差和導軌與主軸中心線的垂直度誤差的影響。
1.2.2 受導軌間隙是否合適的影響
間隙不合適的導軌,由于缺乏必要的約束,或者約束過死,會造成運動部件在導軌上的橫向擺動或者爬行現象,不能實現平穩、輕快地運動,影響導軌的導向精度。常見導軌間隙調整的方法有斜鑲條調整法、壓板移動調整法和磨刮壓板接合面調整法等。
1.2.3 受導軌自身剛度的影響
對于大型設備來說,導軌的剛度受底座支承狀況影響較大。通過調整不同支承點的高度,可以改善導軌的精度狀況。
1.3 傳動鏈傳動精度的主要誤差源
一般機械設備中的傳動鏈都是由齒輪與齒輪、齒輪與齒條、蝸輪與蝸桿、絲杠與螺母等傳動副組成,傳動誤差是由動力輸入環節向終端執行件進行傳遞進行累積。
設備維修過程中,傳動精度常見的誤差源是: 
(1)傳動件的誤差對設備傳動精度有著主要的影響。
(2)相配零件的誤差及其裝配質量對傳動精度有明顯影響。
(3)傳動件在工作中,由于受熱、受力而引起的變形對傳動鏈的傳動精度也會有一定影響。
2 設備精度調整的一般方法
2.1 調整間隙法
2.1.1 主軸回轉精度的調整。主軸的回轉精度,在主軸本身的加工誤差符合要求的前提下,一般來說,很大程度上是由軸承來決定。主軸回轉精度的調整關鍵是要調整軸承的間隙。滾動軸承的調整必須預加載荷,使軸承內部產生一定的過盈量,造成滾動體和內、外圈滾道接觸處出現一定的彈性變形量,以提高軸承的剛性。預緊力大小要適度。
2.1.2 導軌導向精度的調整。對于普通機械設備來說,滑動導軌之間的間隙是否合適,通常用0.03mm或者0.04mm厚的塞尺在端面部位插入進行檢查,要求其插入深度應小于20mm。如果導軌間隙不合適,必須及時進行調整。
通過移動壓板調整導軌間隙。調整時,先將緊固螺釘、鎖緊螺母擰松,再進行調節,以保證導軌面間具有合理的間隙。調整中可以先將緊固螺釘略微擰緊,帶一點勁,然后用調節螺釘一邊頂壓板,一邊使滑動導軌面進行運動,一邊逐漸擰緊緊固螺釘,直到導軌運動正常,導向精度符合要求為止。
需要磨刮壓板結合面,以調整導軌間隙。
調整導軌間隙時,必須擰開緊固螺釘,卸下壓板,在壓板結合面處,根據導軌面間間隙調整量的大小進行磨刮,從而使導軌間隙得到調整。
2.1.3 絲杠與螺母之間間隙的調整。在整體單螺母機構中,往往是利用螺母的彈性變形來調整間隙。這種結構通常是從螺母中心線的側面開一條通槽,使螺母下半部分具有一定彈性。當擰緊調節螺釘時,螺母內孔必然縮小,從而可以消除螺母和絲杠之間的間隙。這種結構一般用于載荷輕、傳動要求不高的地方。
2.2 誤差補償法
2.2.1 移位補償 
徑向圓跳動的補償。對于軸上裝配的零件,例如齒輪、蝸輪等件,應先測量出零件在外圓上和軸在零件裝配處的徑向圓跳動值,并分別確定出最高點處的位置。裝配時,將兩者徑向圓跳動的最高點移動調整,使其處于相差180°的方向上,以相互抵消部分徑向圓跳動誤差。裝配滾動軸承時,可以將軸頸徑向圓跳動的最高點和滾動軸承內孔徑向圓跳動的最低點裝在同一位置處。
為了降低主軸前端的徑向圓跳動值,可以使前、后軸承處各自產生的最大徑向圓跳動點位于同一軸向平面內的主軸中心線同側,并且使前軸承的誤差值小于后軸承的誤差值。
軸向竄動的補償。首先應測量出主軸上軸承定位端面與主軸中心線的垂直度誤差及其方向位置;再測量出推力軸承的端面圓跳動誤差及其最高點的位置;最后使軸承定位端面的最高點移位,以便和推力軸承端面圓跳動的最低點裝配在一起,就可減小軸向竄動的誤差量。
2.2.2 綜合補償。綜合補償在普通加工機械中,常表現為用設備自身安裝的刀具加工已經裝配調整正確無誤的工作臺面,以消除各項精度誤差的綜合結果。
2.3 零件修換法
調整間隙法和誤差補償法,都屬于范圍有限的調整法。超過規范,只有對有關零件進行修理或者更換才能達到調整設備精度的目的。例如,可調節式滑動軸承、斜鑲條就是這樣。設備中還有許多機構,從設計上來說,就是要求通過換修有關零件以進行精度調整。例如,齒輪、無調節式單螺母絲杠機構、軸套等。
2.4 配加零件法
2.4.1 箱體中的軸承孔由于拆卸軸承次數過多,孔徑往往變大,或者受到其他損壞。若不能再使用時,可以將原軸承孔孔徑鏜大,鑲套后,重新進行加工,以滿足安裝軸承的精度要求。鏜孔時,既要考慮到使鑲套的厚度不能太薄,以增強嵌鑲的牢固度,又要考慮到對箱體的強度不能有過多的削弱。
2.4.2 精度調整中,有時在靜止配合面之間可以加人適當厚度的墊片,以調整配合面之間的運動精度。例如,在推力軸承靜圈與軸承座支承面之間,以及徑向滾動軸承的外圈端面與軸承蓋端面之間,增加墊片可以消除過大的軸向間隙。在蝸輪的定位端面增加墊片,或者在蝸桿軸承座底面下增加墊片,可以調整蝸桿副的嚙合位置,提高蝸桿副的裝配精度。在齒條背面可以通過增加墊片,減小齒條和齒輪之間的嚙合間隙,提高裝配質量,保證嚙合精度的要求。
2.4.3 在已經弄清設備的傳動關系、發生故障的原因和不影響零件強度的前提下,可以通過增加定位銷、緊定螺釘、定位環等必要零件,提高裝配部件的質量,保證設備精度的穩定性。
來源:《中國新技術新產品》

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