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磨床工作臺導軌副改進及維修

2018-03-20

　　摘　要：一臺導軌磨床工作臺導軌副磨損嚴重，靜壓潤滑系統(tǒng)老化，不能滿足工作要求。決定進行改進和維修，采用開式靜壓導軌結構，采用恒流供油靜壓潤滑系統(tǒng)，選用性能優(yōu)良的多頭泵;對原導軌面進行刮研處理，提高接觸精度，減小平面誤差。經(jīng)過改進和維修，磨床工作臺恢復原使用性能。改造過程投資少，方案先進，施工方便。
　　某公司一臺老式進口導軌磨床，工作臺長9m，寬1.8m。該機床服役多年，工作臺導軌面磨損嚴重，液壓系統(tǒng)零部件老化，原靜壓系統(tǒng)無法滿足機床的正常工作要求。決定對機床工作臺導軌副進行改進和維修，提高機床的使用性能。

　　該機床工作臺導軌副為開式靜壓導軌，工作臺導軌面上有12個油腔，每個油腔對應一個單薄膜反饋節(jié)流器，用單獨的節(jié)流器調(diào)整流量，控制壓力，將工作臺托起，形成油膜間隙。原機床工作臺導軌副靜壓系統(tǒng)如圖1所示。

 　　1、改進方案

　　1.1采用開式靜壓導軌結構

　　原磨床工作臺導軌副是開式靜壓導軌結構，是否保留這種結構，要經(jīng)過充分的論證和比較。

　　開式靜壓導軌具有較好的承受正方向垂直載荷性能，而承受偏載引起的顛覆力矩的性能較差，適用于載荷比較均勻、偏載引起顛覆力矩影響較小的場合。另外這種結構簡單，加工和安裝比較方便。而導軌磨床工作臺負載較小，載荷分布均勻，磨削量小，負載變化小。其橫向顛覆力矩不會很大，而工作臺縱向長度較長，可以有效抵消其在這個方向的顛覆力矩。因此決定保留原導軌副結構，采用開式靜壓導軌副結構。

　　1.2采用恒流供油靜壓潤滑系統(tǒng)

　　磨床工作臺與床身導軌之間采用流體靜壓潤滑系統(tǒng)，用油泵將潤滑油送入到導軌面之間的油腔里，潤滑油將工作臺托起，潤滑油在其間隙里形成壓力油膜，使工作臺和床身導軌面完全隔開，實現(xiàn)完全液體潤滑。

　　該磨床原工作臺導軌靜壓潤滑系統(tǒng)已老化，需拆除，決定采用恒流式供油靜壓潤滑系統(tǒng)。

　　恒流式供油靜壓潤滑系統(tǒng)是潤滑供油系統(tǒng)的油泵將潤滑油供給多頭泵，多頭泵將潤滑油定量送入工作臺導軌上的油腔里，系統(tǒng)中沒有節(jié)流器，故是全流量供油，供油壓力與油腔壓力一致，進入油腔里的潤滑油通過導軌間隙向外流出，回到油箱。油腔里的油將工作臺托起，與床身導軌之間形成油膜間隙，當載荷增大，工作臺下沉，與床身導軌面間隙變小，油流出導軌間隙的阻力增大，由于是定量供油，油腔壓力與油膜厚度的立方成反比，所以油腔潤滑油壓力又增大，工作臺又浮起，直至與載荷平衡為止。圖2為恒流供油系統(tǒng)示意圖。

　　恒流供油靜壓系統(tǒng)是在全流量下工作，沒有壓力降，多頭泵供油沒有溢流，故溫升小，有利于減小導軌的熱變形;恒流供油靜壓系統(tǒng)壓力儲備大，過載保護能力強，系統(tǒng)中沒有節(jié)流器，不存在節(jié)流器堵塞、使油腔失壓的危險，所以工作可靠穩(wěn)定。采用多頭泵，實現(xiàn)每個油腔都用一個定量泵供油，確保供給油腔的潤滑油量為一定值。因此，恒流供油靜壓系統(tǒng)導軌，不僅壓力儲備大，過載保護能力強，剛度高，工作可靠穩(wěn)定，而且調(diào)整和維護簡單方便，適用于低速重載的機床。所以該磨床工作臺導軌采用恒流式供油靜壓系統(tǒng)。

　　1.3多頭泵的選擇

　　多供油點的供油方式使用多供油點的油泵叫多頭泵，這種供油方式和油泵已廣泛應用于重型機床的導軌上，使原來所采用的單泵供油方式獲得新的發(fā)展和應用。恒流供油方式，通過使用多頭泵來保證每個供油點供應量一致。采用多頭泵供油的靜壓導軌，可以保證恒定的油膜壓力，隨不同負載可以自動調(diào)節(jié)，因此無論零件輕重如何，均可獲得穩(wěn)定的加工精度。經(jīng)過計算和分析比較，決定選用多頭泵型號為BCD-A12200，12個供油點，單頭流量200mL/min。

　　2、導軌和油腔的維修

　　該磨床工作臺導軌和床身導軌均存在一定的磨損，于是進行維修：

　　(1)對導軌接觸面進行刮研處理，保證接觸均勻，接觸精度為大于12點/25mm²，刮研深度在0.006～0.01mm內(nèi)。

　　(2)保證導軌平面間隙均勻，控制工作臺導軌平面度誤差，要求誤差在0.01～0.02mm內(nèi)，即應小于工作臺浮起量。

　　(3)修整工作臺導軌面上的油腔，刮研油腔槽，保證油腔槽的深度，強化潤滑油的流動，實現(xiàn)較好的潤滑效果。
　　3、結束語

　　通過工作臺導軌副靜壓潤滑系統(tǒng)的改進，采用恒流式供油方式，使工作臺運行穩(wěn)定可靠，加工精度得到改善。對導軌面和油腔油槽進行維修，恢復了機床零件的工作性能，使一個服役多年的機床又發(fā)揮作用。該改進項目，方案先進、可行，投資少，效果明顯。