磨床工作臺導(dǎo)軌副改進(jìn)及維修

教傳艷，吳敬

(沈陽工學(xué)院，遼寧沈陽 110005)

某公司一臺老式進(jìn)口導(dǎo)軌磨床，工作臺長9 m，寬1.8 m。該機(jī)床服役多年，工作臺導(dǎo)軌面磨損嚴(yán)重，液壓系統(tǒng)零部件老化，原靜壓系統(tǒng)無法滿足機(jī)床的正常工作要求。決定對機(jī)床工作臺導(dǎo)軌副進(jìn)行改進(jìn)和維修，提高機(jī)床的使用性能。

該機(jī)床工作臺導(dǎo)軌副為開式靜壓導(dǎo)軌，工作臺導(dǎo)軌面上有12 個油腔，每個油腔對應(yīng)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(jī)床工作臺導(dǎo)軌副靜壓系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 原磨床工作臺導(dǎo)軌副靜壓系統(tǒng)示意圖

1 改進(jìn)方案

1.1 采用開式靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)

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

開式靜壓導(dǎo)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(jié)構(gòu)簡單，加工和安裝比較方便。而導(dǎo)軌磨床工作臺負(fù)載較小，載荷分布均勻，磨削量小，負(fù)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(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)，采用開式靜壓導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)。

1.2 采用恒流供油靜壓潤滑系統(tǒng)

磨床工作臺與床身導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌面完全隔開，實現(xiàn)完全液體潤滑。

該磨床原工作臺導(dǎo)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(dǎo)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(jìn)入油腔里的潤滑油通過導(dǎo)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(dǎo)軌之間形成油膜間隙，當(dāng)載荷增大，工作臺下沉，與床身導(dǎo)軌面間隙變小，油流出導(dǎo)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。

圖2 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(dǎo)軌的熱變形;恒流供油靜壓系統(tǒng)壓力儲備大，過載保護(hù)能力強(qiáng)，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(dǎo)軌，不僅壓力儲備大，過載保護(hù)能力強(qiáng)，剛度高，工作可靠穩(wěn)定，而且調(diào)整和維護(hù)簡單方便，適用于低速重載的機(jī)床。所以該磨床工作臺導(dǎo)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(yīng)用于重型機(jī)床的導(dǎo)軌上，使原來所采用的單泵供油方式獲得新的發(fā)展和應(yīng)用。恒流供油方式，通過使用多頭泵來保證每個供油點供應(yīng)量一致。采用多頭泵供油的靜壓導(dǎo)軌，可以保證恒定的油膜壓力，隨不同負(fù)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200 mL/min。

2 導(dǎo)軌和油腔的維修

該磨床工作臺導(dǎo)軌和床身導(dǎo)軌均存在一定的磨損，于是進(jìn)行維修:

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

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

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

3 結(jié)束語

通過工作臺導(dǎo)軌副靜壓潤滑系統(tǒng)的改進(jìn)，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(dǎo)軌面和油腔油槽進(jìn)行維修，恢復(fù)了機(jī)床零件的工作性能，使一個服役多年的機(jī)床又發(fā)揮作用。該改進(jìn)項目，方案先進(jìn)、可行，投資少，效果明顯。