机床附件头角接触轴承的维修调整

  　[摘要] 成组角接触轴承经常使用在精密回转轴上，比如机床的主轴或附件头内，当机床使用超出一定年限或由于其它原因引起轴承磨损后，其回转精度就会下降，造成被加工产品尺寸超差或表面质量不合格。这里介绍一种用手感知角接触轴承的间隙，用环形垫圈调节轴承预紧的方法，恢复机床附件的回转精度。
　　[关键词] 角接触轴承 附件维修 轴承调整
　　
　　1．附件头当前工作状态
　　公司于二零零九年购进的一台落地式镗床，虽然只使用了两年，但主轴旋转时，附件头内有明显的沙沙声。用300毫米长“检棒”检查主轴跳动，跳动度竟然有0.25毫米之多。精铣平面时，被加工产品的表面留有明显的刀纹，表面粗糙度不能达到加工要求；精镗削φ220H7毫米孔，加工量0.5毫米，加工后孔内表面粗超度6.3以上，尺寸超差0.05毫米。这种种迹象表明，附件的主轴轴承已经出现问题，附件自身的精度已经不能再满足加工需求，决定对该附件进行检查维修。
　　2．附件头结构分析
　　按照机床制造商提供的维修装配图，拆解附件头，抽出附件头的套筒，心轴和套筒的结构如图1所示：
　　
　　图1套筒和心轴的装配图
　　轴承ABD为英国原装成对角接触轴承，轴承厂家按规定的预加载荷调整，成对成组制造出厂，用户不需要调整即可安装使用，三套轴承外圈整体标记有符号“∨”，用来指示其安装方向和安装顺序。为使轴承能承受更高的轴向载荷，轴承AB的接触角被选为25度，而且两轴承串联配对安装，其载荷线平行，当机床加工时，两轴承共同分担心轴承受的径向载荷和轴向载荷；轴承D相对轴承AB背靠背安装，对轴承AB施加预加载荷，平衡心轴所受到的轴向力，限制心轴的轴向位移；C为轴承内外隔圈，通过调整内外隔圈的厚度差，改变轴承的预紧量。
　　轴承EF也为成对角接触轴承，二者背靠背安装，其载荷线轴向分开。可承受作用于两个方向上的轴向载荷，但每个方向上的载荷只能由一个轴承承受。这种配对方式是一种刚性相对较高的轴承配置方式，可承受倾覆力矩，在精密回转轴上经常使用。这里EF的主要作用是确定主轴回转中心，使心轴获得更高的回转精度。轴承不承受径向载荷，所以轴承的接触角选得比较小，为15度。
　　用千分尺检查内外隔圈C的厚度，发现其厚度差为零，这是由于轴承ABD为成组角接触轴承，其安装后的预紧量为轴承生产商在出厂时指定预紧量。
　　3．检查附件头角接触轴承状态
　　在套筒拆下后，将其平放，手动旋转心轴，发现轴承的“沙沙”声更加明显，可以听到轴承滚子同轴承内外圈脱离的声音；仔细观察轴承，轴承外圈已经变黑，并有明显锈蚀的痕迹，轴承内有残余的切削液，润滑脂已经乳化，滚子支架残留的润滑脂上粘有细小的铁屑，因此可以断定轴承已经进水；参考图1中所示结构，将套筒与心轴分开，然后锥孔向下将心轴树起放在操作台上，用双手扣住轴承ABD的外圈和外隔圈C，将其向上提起，可以感觉到轴承外圈在沿心轴轴线方向上有轻微的串动，用手推动轴承外隔圈，外隔圈可以随意自由移动，没有被压实，因此角接触轴承没有被预紧。
　　再检查圆螺母，圆螺母没有任何的松动，轴承的内圈是紧实的。所以断定附件头的问题在于，轴承进水后轴承润滑失效，继续使用一段时间后，轴承磨损严重，使角接触轴承失去预紧，导致附件的心轴回转精度下降。当附件头在加工过程中受到翻转力矩时，心轴摆幅加大，直接影响到加工零件的加工表面质量。
　　用热风枪将轴承快速烤热，按照图1中的安装顺序取下轴承。仔细清洗拆解后轴承，清除残余润滑脂和切削液残留物，用细砂纸和除锈剂去除轴承毛刺和铁锈，然后仔细检查轴承的内圈外圈，和每一滚子。虽然轴承已经磨损，但各部分却没有任何的伤痕。考虑到附件头轴承为英国进口原装轴承，采购费用很高，而且轴承的订货、邮寄时间很长，会影响到生产进度，因此打算对这五套轴承的间隙重新检测调整，再次利用。