淺談影響繞絲機車頭主軸軸承壽命的原因及預防改進
2012-05-15作者:賈廣林 謝朝軍 楊少林 徐宏杰
(西北機器廠)
(西北機器廠)
摘 要:對影響繞絲機車頭主軸軸承壽命的原因進行系統(tǒng)分析,根據其產生故障的原因提出新的改進方案,并通過試驗使之符合要求。
關鍵詞:軸承壽命;故障分析;改進措施
1 引言
隨著社會經濟的不斷發(fā)展,滾動軸承作為標準的精密零件已廣泛的應用于工業(yè)、農業(yè)及國防科技事業(yè)等各個領域。如果軸承在使用過程中發(fā)生損壞等意外情況時,將會出現設備停轉、功能受損等嚴重情況。本文以我廠生產的J62005-2/ZF型繞絲機為例,對影響其主軸軸承壽命的原因進行系統(tǒng)分析并提出合理的改進措施。
我先簡單的介紹一下繞絲機車頭主軸結構及工作條件,其結構如圖1所示,三個軸承支撐著主軸,工作條件為輕負荷、高轉速,轉速為30000rpm。芯線由14#主軸中心孔穿過,作勻速直線運動,裝在13#密封套的鎢絲通過高速旋轉拋出來,均勻的纏繞在芯線上,形成均勻的螺距。6#軸承7000C為2件,P4級,9#軸承B7001C,P4級,且嚴禁油從右端滲出。一般情況下,主軸軸承使用三個月左右就會失效,Z好的也不超過半年。軸承失效形式為,軸承轉動起來不靈活,有死點,且工作起來噪音大,繞的燈絲螺距不均勻,解剖后軸承內環(huán)滾道及軸承外環(huán)與主軸筒配合處內環(huán)與軸外徑配合處均有不同程度的輕微的咬傷痕跡。現根據其失效形式進行如下分析及改進。
關鍵詞:軸承壽命;故障分析;改進措施
1 引言
隨著社會經濟的不斷發(fā)展,滾動軸承作為標準的精密零件已廣泛的應用于工業(yè)、農業(yè)及國防科技事業(yè)等各個領域。如果軸承在使用過程中發(fā)生損壞等意外情況時,將會出現設備停轉、功能受損等嚴重情況。本文以我廠生產的J62005-2/ZF型繞絲機為例,對影響其主軸軸承壽命的原因進行系統(tǒng)分析并提出合理的改進措施。
我先簡單的介紹一下繞絲機車頭主軸結構及工作條件,其結構如圖1所示,三個軸承支撐著主軸,工作條件為輕負荷、高轉速,轉速為30000rpm。芯線由14#主軸中心孔穿過,作勻速直線運動,裝在13#密封套的鎢絲通過高速旋轉拋出來,均勻的纏繞在芯線上,形成均勻的螺距。6#軸承7000C為2件,P4級,9#軸承B7001C,P4級,且嚴禁油從右端滲出。一般情況下,主軸軸承使用三個月左右就會失效,Z好的也不超過半年。軸承失效形式為,軸承轉動起來不靈活,有死點,且工作起來噪音大,繞的燈絲螺距不均勻,解剖后軸承內環(huán)滾道及軸承外環(huán)與主軸筒配合處內環(huán)與軸外徑配合處均有不同程度的輕微的咬傷痕跡。現根據其失效形式進行如下分析及改進。

2.1軸承本身內在因素的影響
一般情況下,由于此原因而造成軸承損壞的可能性極小,這主要取決于軸承制造時的本身質量精度。
預防改進:借助本廠檢測部門,對此機構上每個軸承進行仔細檢測,并按公差進行分類,每0.0015mm范圍為一組分類,以備裝配時選配,凡未達到軸承本身精度要求的一律不得使用。
2.2 外在因素的影響
2.2.1軸承內外圈公差配合設計精度對軸承壽命的影響
一般軸承的內徑及外徑尺寸公差是按國家標準公差制造的,其內圈與軸、外圈與座孔的配合松緊程度是根據國標選擇配合的。此機構中,軸選用js6,座孔選用H6,但由于此設備中主軸的特殊工作情況,當主軸以30000rpm高速旋轉時,會產生大量的熱,由于熱脹冷縮,使軸承內外圈膨脹,當外圈膨脹時,而座孔公差又小,故會損壞軸承,內圈膨脹時,會與主軸外徑之間產生微小間隙,使軸承內徑與軸之間有相對運動,從而損壞軸承內徑或主軸外徑。而當座孔公差選用太大時,即座孔與軸承外徑有間隙,由于其工作方式為懸臂,故容易損壞座孔與軸承外徑。所以根據圖示,軸承外徑與座孔的配合選用小間隙,軸承內徑與軸的配合選用過渡配合中的小間隙,保證裝配時有0.002mm的間隙。
改進:
通過大量試驗,軸選用js4,孔選用H4,并且裝配時根據軸承公差選配安裝。這雖然增加了加工難度,但確大大提高軸承壽命,延長設備的使用壽命。
2.2.2 零件加工精度的影響
這主要是人為因素及機床精度的影響,在以前生產的繞絲機設備中,當發(fā)現該設備生產的產品廢品率較高或整機出現故障時,經反復檢測,此結構中有近5%是由于零件不合格超差原因而造成的。
改進:加工此設備零件時,采用高精度機床專用工裝,高級工專人加工,經檢驗員仔細檢驗,凡超差零件一律不得裝入設備。
2.2.3 安裝精度的影響
因為此設備為精密設備,而部分工人安裝時常出現以下錯誤:
a.零件及軸承清洗不干凈;
b.安裝軸承時,不采用專用工具,而用榔頭或金屬物錘擊;
c.安裝#5、#7、#10軸承時見圖2,不注意安裝方向,致使油路不通;
d.安裝時,軸承間隙調整不當。

①安裝此部件時,工作場所必須清潔,嚴格防塵,在整個裝配過程中應仔細清洗全部零件,然后用壓縮空氣吹干,裝配前滴入少量6#機床主軸油,對高精度主軸及軸承應注意保護,輕取輕放;
②裝#6、#9軸承時,應兩只為一組,兩只的內外徑應挑選一致,允差0.002mm以內,裝時用手緊推入即可,嚴禁用榔頭或金屬物錘擊裝入;
③裝配時注意#5、#7、#10三個隔套的方向,必須保證油路暢通;
④裝配后應檢測主軸的軸向竄動在0.004mm以內,用0.5kgf推軸時,軸向間隙應在0.006~0.01范圍內;
⑤壓簧裝配前應進行嚴格挑選,每5件為一組,5件的受力和形變應接近,裝入后應保證主軸轉動靈活;
⑥此部件裝配完后應做動平衡實驗,動平衡轉速為3000rpm,動平衡偏心距允差0.318um;
⑦此部件裝完后,采用工裝,(如圖3所示),應進行空載試車,先分別在5000rpm、10000rpm、15000rpm、20000rpm、25000rpm 、30000rpm這幾種速度由低至高逐步升速試車,每種轉速試車2小時,每半小時潤滑一次,且在整個過程中應檢測軸承的溫升,若溫升超過18℃,應立即停車檢修;

本主軸采用滴油潤滑,如果使用的潤滑劑粘度較大,則不能正常滲入軸承,或者潤滑油路不通,這些均會引起軸承壽命縮短。
改進:
①應檢測潤滑油路是否暢通;
②采用運動粘度為6.2~7.5mm2/s的N7機床主軸油潤滑。
3 結束語
對于軸承這種精度要求很高的特殊零件,在使用和安裝時我們應該嚴格規(guī)范化,只要注意以上幾個問題,就會避免不必要的損失。通過我廠多年來對電光源設備的研究及與用戶的調研和溝通,在經過大量實踐的基礎上逐步改進后,我廠現生產的該型號繞絲機已日趨完善,并已形成大批量銷售,給我廠帶來可觀的經濟效益。為電光源行業(yè)的用戶提供了可靠穩(wěn)定的設備,受到用戶的好評。
參考文獻
[1]《中國機械工業(yè)標準匯編》,中國標準出版社.
[2]《機械設計手冊》,成大先主編,化學工業(yè)出版社.
[3]《滾動軸承應用手冊》,劉澤九主編,機械工業(yè)出版社.