鏜床主軸箱的改造

　　鏜床主軸箱的改造，是小編為大家精心整理的關(guān)機(jī)主軸箱的改造的論文，歡迎各位機(jī)電一體化的同學(xué)閱讀!

　　摘 要：鏜床是加工液壓缸內(nèi)孔的設(shè)備，是生產(chǎn)單體液壓支柱必不可少的設(shè)備之一，利用廢舊CA6163普通車床刀架換成鏜頭鏜桿，加裝數(shù)控系統(tǒng)改造成數(shù)控鏜床，但在使用了一段時(shí)間后，主軸箱內(nèi)部故障頻發(fā)，維修次數(shù)大增，維修費(fèi)用增加，影響生產(chǎn)效率，本文主要針對(duì)此問題進(jìn)行研究，闡述主軸箱內(nèi)部故障頻發(fā)的原因及針對(duì)其的結(jié)構(gòu)改造。

　　關(guān)鍵詞：主軸箱;齒輪;轉(zhuǎn)速

　　現(xiàn)狀概況

　　兗礦集團(tuán)唐村實(shí)業(yè)有限公司現(xiàn)有三臺(tái)由CA6163普通車床改制成數(shù)控鏜床，用于單體液壓支柱油缸的鏜削加工。使用一段時(shí)間后，主軸箱噪聲大，故障頻繁，機(jī)床的維修率增大，生產(chǎn)效率降低，產(chǎn)品合格率下降。維修更換新齒輪后，不幾天又出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。不但勞動(dòng)生產(chǎn)率不能提高，而且維修費(fèi)用的提高增加生產(chǎn)成本，這與公司節(jié)能減排、節(jié)支降耗的大目標(biāo)嚴(yán)重不符，也與制修廠高質(zhì)高效高合格率完成訂單的質(zhì)量目標(biāo)相沖突，亟待改善。

　　原因分析

　　1、受力大小的改變導(dǎo)致主軸箱故障頻繁。數(shù)控鏜床是在原來(lái)CA6163普通車床的基礎(chǔ)上改造而成的，但對(duì)于主軸箱內(nèi)部并未做改動(dòng)，該設(shè)備作為車床使用時(shí)，為通用機(jī)床，主軸需要多種速度轉(zhuǎn)變，而且進(jìn)刀量較小，扭矩較小，主軸箱內(nèi)的各齒輪部件受到的應(yīng)以也相對(duì)較小，車床在切削運(yùn)動(dòng)時(shí)并不用承受很大的載荷，齒輪設(shè)計(jì)的都較小較薄;而作為鏜床，特別是只鏜φ100mm缸徑的油缸，可以說是專用機(jī)床使用時(shí)，并不需要變換速度，始終使用主軸箱中的其中一副變速機(jī)構(gòu)，更有作為鏜床使用時(shí)，現(xiàn)有的加工工藝是采用粗鏜、精鏜、滾壓一體的鏜滾頭一次性通過就加工完成，主軸承受的扭矩比作為車床使用時(shí)要大得多，致使變換加工所需速度的那對(duì)齒輪副超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，屈服應(yīng)力增大，超出車床設(shè)計(jì)極限，造成使用壽命降低，鏜削運(yùn)動(dòng)對(duì)于各齒輪的抗載荷性能有了更高的要求，顯然原來(lái)針對(duì)車床的齒輪設(shè)計(jì)已無(wú)法適應(yīng)鏜床的各項(xiàng)技術(shù)要求。

　　2、主軸箱內(nèi)潤(rùn)滑效果不佳，加速齒輪疲勞破壞。原車床主軸箱的潤(rùn)方式滑是油泵打油供油潤(rùn)滑，作為車床使用時(shí)潤(rùn)滑效果尚可，現(xiàn)在作為鏜床使用，扭矩大，齒輪發(fā)熱量大，依然采用此潤(rùn)滑方式已不能滿足潤(rùn)滑需求，油泵打油潤(rùn)滑的流量較小，不能及時(shí)起到潤(rùn)滑液應(yīng)該起到的潤(rùn)滑、冷卻作用，導(dǎo)致嚙 合齒輪副溫度較高，齒輪長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)容易加速疲勞破壞，進(jìn)一步加速了主軸箱故障的發(fā)生。

　　3、主軸箱空間布局不合理，造成維修困難。由于主軸箱空間有限，變速機(jī)構(gòu)復(fù)雜，且易損壞的那對(duì)齒輪副又位于主軸箱的下部，維修更換時(shí)需要將主軸箱全部拆開，平時(shí)變速用不到的齒輪副也要重復(fù)安裝，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，維修時(shí)間的延長(zhǎng)意味著生產(chǎn)時(shí)間的減少，影響鏜床的使用率，即影響生產(chǎn)效率。

　　改造思路

　　鑒于以上原因，為從根本上解決此問題，對(duì)主軸箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性改造勢(shì)在必行，簡(jiǎn)化主軸箱，合理布局，簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)，減少中間環(huán)節(jié)，用最少的齒輪帶動(dòng)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠達(dá)到生產(chǎn)加工時(shí)所需的速度即可。齒輪的齒數(shù)、齒寬等在達(dá)到速度要求的條件下要盡可能的提高其耐磨性能和抗沖擊性能，改變潤(rùn)滑方式，充分潤(rùn)滑冷卻，延長(zhǎng)使用壽命，以便更好的適應(yīng)鏜削加工。

　　方案實(shí)施

　　首先確定采用原車床4極11kw電機(jī)(轉(zhuǎn)速為1460r/min)為機(jī)床提供動(dòng)力，原電機(jī)皮帶輪直徑φ200mm，傳動(dòng)軸皮帶輪直徑φ230mm，可以直接利用，這一級(jí)變速機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)速變換到1269.6r/min。原主軸箱中有兩個(gè)相互嚙合的齒輪，分別是15齒和64齒(是原車床主軸箱中變最慢速度的齒輪副)，齒輪厚度(齒寬)分別為40mm和45mm，使用這一對(duì)齒輪副恰好可以將轉(zhuǎn)速?gòu)?296.6r/min變到300r/min(鏜削工藝所需轉(zhuǎn)速)，經(jīng)過應(yīng)力校合計(jì)算得出此對(duì)齒輪副完全能夠達(dá)改造要求，可以加以改造利用。這樣只需要為皮帶輪和小齒輪的連接專門配制一根傳動(dòng)軸，就可以舍去主軸箱中多余的傳動(dòng)軸和多余齒輪，只保留這一根傳動(dòng)軸和鏜床主軸即可。傳動(dòng)軸改造材料選用27SiMn材質(zhì)的φ70mm圓鋼，并做了調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸和小齒輪、皮帶輪的安裝需要以及考慮到此傳動(dòng)軸軸較長(zhǎng)(1115mm)，直徑又小(最大直徑φ55mm，最小直徑處只有φ40mm)，傳動(dòng)過程中容易發(fā)顫，齒輪傳動(dòng)不穩(wěn)定等諸多因素專門設(shè)計(jì)了傳動(dòng)軸，并對(duì)其進(jìn)行了應(yīng)力校合計(jì)算，按照主軸箱中軸承和齒輪的裝配位置，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，繪制圖紙，加工了此軸。在箱體中能夠穩(wěn)定該軸的有軸承基座的位置，對(duì)應(yīng)軸上的可以放置軸承的位置全部安裝了軸承，并將傳動(dòng)軸和齒輪裝配在主軸箱中，與主軸配合，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的傳動(dòng)和變速。

　　考慮到改造后的主軸箱內(nèi)只有兩根軸和一對(duì)齒輪副嚙合傳動(dòng)，變速機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，空間布局開放，故采用簡(jiǎn)單易實(shí)施的飛濺打油潤(rùn)滑方式。兩根軸兩端的軸承端蓋上設(shè)計(jì)使用了骨架密封，主軸箱壁上其他孔眼封堵完好，在主軸箱內(nèi)加注潤(rùn)滑油，將主軸、傳動(dòng)軸、軸承及齒輪浸泡在潤(rùn)滑油中，實(shí)現(xiàn)充分潤(rùn)滑，充分冷卻。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　改造工作于2010年5月20日全部完成，通過調(diào)試，試車，主軸箱改造后的鏜床成功鏜削出了合格的油缸半成品，各項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)質(zhì)檢檢驗(yàn)均符合技術(shù)要求，效果理想。當(dāng)即正式投入生產(chǎn)，現(xiàn)使用兩年多以來(lái)，一直處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，運(yùn)行良好，到目前為止僅僅更換了幾次潤(rùn)滑油，無(wú)維修記錄。這臺(tái)數(shù)控鏜床主軸箱的改造費(fèi)用包括：外購(gòu)零配件1500元左右，工時(shí)費(fèi)大約2000元，其它費(fèi)用1000元左右，合計(jì)不足5000元，使用起來(lái)可以和三十多萬(wàn)元購(gòu)買的專用鏜床相當(dāng)。同時(shí)，改造后的鏜床一年大約可以節(jié)約100小時(shí)的維修工時(shí)，在這期間至少可以多加工生產(chǎn)600多棵2.5m規(guī)格的油缸，這就是12萬(wàn)余元的半成品。而鏜床故障率明顯下降，至今維修費(fèi)用為零!改造后的數(shù)控鏜床維修率大大下降，這就節(jié)約了維修保養(yǎng)工時(shí)，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且間接地提高了生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品合格率，提高了操作工人的勞動(dòng)積極性，收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得在另外兩臺(tái)車改鏜的數(shù)控鏜床上推廣。

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