YD30100大模數(shù)滾齒機(jī)維修改造

袁建峰

（杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)股份有限公司，浙江杭州 321003）

0 前言

YD30100型滾齒機(jī)（圖1）可加工最大模數(shù)M20，最大直徑1000 mm的各種直齒和斜齒圓柱齒輪，加工精度7～6級。齒輪加工誤差由機(jī)床-刀具-工件系統(tǒng)中存在的誤差引起，機(jī)床在齒輪加工過程中起著重要作用，直接影響工件的加工精度。提高齒輪的加工精度，必須分析引起誤差的各種因素，采取有效措施減少加工誤差。

圖1 YD30100型滾齒機(jī)

1 問題

YD30100大模數(shù)滾齒機(jī)在加工Gamesa風(fēng)機(jī)零件太陽輪軸齒輪和WD2000F風(fēng)機(jī)太陽輪軸齒輪時出現(xiàn)齒形不正常（齒形周期性誤差）、齒面振紋、齒距累積誤差超差等多種加工缺陷。

2 原因分析

齒形不正常（齒形周期性誤差）和齒距累積誤差超差，主要影響因素有工作臺分度蝸輪副傳動精度、工作臺的回轉(zhuǎn)精度、滾刀的安裝精度、跨輪及分齒交換齒輪的安裝及運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等。齒向超差主要有工作臺的回轉(zhuǎn)精度、工作臺分度蝸輪副的嚙合間隙和垂直進(jìn)給絲杠因使用磨損而精度達(dá)不到時等原因。齒面振紋是由于振動造成，造成振動的原因有機(jī)床內(nèi)部某傳動環(huán)節(jié)的間隙大、工件與滾刀的裝夾剛性不夠和刀桿后托架安裝間隙大等。

（1）工作臺。檢查機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況，確定振動源后再檢查機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)精度，檢查工作臺和垂直進(jìn)給絲杠精度。最后確定振動是由刀架螺旋傘齒輪間隙過大引起，更換螺旋傘齒輪及支承軸承后修復(fù)，垂直進(jìn)給絲杠磨損嚴(yán)重，傳動間隙過大，更換后修復(fù)。工作臺分度蝸輪副的嚙合間隙過大及工作臺臺面出現(xiàn)周期性擺動。

（2）滾刀架。根據(jù)滾刀架傳動原理分析，滾齒機(jī)經(jīng) 長期使用后，滾刀架部件容易出現(xiàn)主軸徑向圓跳動和軸向竄動超差、后支架與主軸同軸度誤差增大等故障。主要原因是主軸與滾刀刀桿磨損，前滑動軸承、后支架滑動軸承及銅套磨損所致。

3 維修改造措施

（1）工作臺。首先拆除后立柱，拆除蝸桿傳動花鍵軸，再拆除工作臺滑座，然后拆除工作臺臺面，最后拆除工作臺分度蝸輪副。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)工作臺圓形導(dǎo)軌磨損嚴(yán)重，導(dǎo)軌油路不到位，經(jīng)過對工作臺圓形導(dǎo)軌和工作臺臺面與圓形導(dǎo)軌接觸面進(jìn)行修磨刮研，對工作臺分度蝸輪副傳動間隙進(jìn)行調(diào)整，配做調(diào)整墊片，增加工作臺導(dǎo)軌油路，同時安裝工作臺導(dǎo)軌油路監(jiān)控裝置，確保工作臺油路暢通。檢查工作臺蝸輪副間隙，配磨調(diào)整墊片，調(diào)整工作臺蝸輪副間隙，同時對蝸輪副潤滑油油路增加油量監(jiān)控裝置，確保蝸輪副潤滑良好。

（2）滾刀架。滾刀主軸易磨損部位：主軸與前滑動軸承和銅套的配合表面；主軸錐孔（莫氏5號）與滾刀刀桿錐柄的配合表面。滾刀主軸的修復(fù)或更換應(yīng)根據(jù)其磨損程度來確定。當(dāng)主軸磨損較小時，可采用研磨法或磨削法予以修復(fù)；若主軸磨損、拉毛嚴(yán)重時，應(yīng)予以更換。滾刀刀桿很容易出現(xiàn)磨損、彎曲、拉毛現(xiàn)象，在使用中應(yīng)經(jīng)常檢查，及時更換磨損、變形嚴(yán)重的刀桿。

主軸軸承產(chǎn)生磨損后，將導(dǎo)致軸承間隙增大，使主軸的回轉(zhuǎn)精度下降，直接影響齒輪加工質(zhì)量。若軸承磨損較小而均勻，可通過配磨墊片厚度以調(diào)整軸承間隙。如主軸的前端滑動軸承磨損，造成主軸徑向圓跳動超過允許值時，可拆下調(diào)整墊片配磨，應(yīng)使兩墊片的修磨量相同，直至符合要求。推力球軸承磨損后，會引起主軸的軸向竄動增大，只需拆下調(diào)整墊片，用修磨的方法減小墊片厚度，即可消除軸向間隙。當(dāng)支承套筒的圓錐滾子軸承磨損時，由于支承套筒與銅套、齒輪緊密配合在一起，經(jīng)銅套引起主軸后支承精度下降，使主軸后端的斜齒輪副在工作時出現(xiàn)沖擊、振動、發(fā)熱和噪聲，應(yīng)對調(diào)整墊片進(jìn)行厚度調(diào)整以消除圓錐滾子軸承的間隙。

若前滑動軸承和支架滑動軸承（圖2）磨損較大且不均勻，應(yīng)對該軸承的錐孔進(jìn)行修刮，或采用主軸與軸承錐孔對研法予以修整。但這種修理方法難以保證滑動軸承內(nèi)外圓的同軸度，在主軸回轉(zhuǎn)精度要求較高時，應(yīng)更換前滑動軸承。更換前軸承之前，應(yīng)先將主軸前軸頸的支承表面用磨削法恢復(fù)精度后，以修磨后的滾刀主軸為基準(zhǔn)，重新配作前滑動軸承和支架滑動軸承。新配作的滑動軸承內(nèi)外圓同軸度應(yīng)達(dá)到0.005 mm，表面粗糙度達(dá)到 Ra=0.4 μm。

圖2 支架滑動軸承

（3）法蘭連接。對刀桿傳動主軸（圖3）傳動鍵進(jìn)行修磨，將工作面磨損量修平后，對連接法蘭進(jìn)行改造，加工配合鍵塊（圖4），通過配磨鍵塊高度來調(diào)整刀桿傳動主軸的傳動間隙，避免更換傳動主軸和連接法蘭，降低維修成本和減少維修強(qiáng)度。改造前后連接法蘭如圖5、圖6所示。

4 維修改造效果

滾齒機(jī)維修改造后試運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，沒有異常的振動和噪聲，加工精度滿足工藝要求。跟蹤檢測批量產(chǎn)品，各項指標(biāo)均達(dá)到技術(shù)要求。維修改造達(dá)到了以下效果：①滾齒機(jī)工作臺的潤滑狀態(tài)得到改善，提高了工作臺傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性；②設(shè)備故障率降低，提高了機(jī)床的工作效率；③維修保養(yǎng)方便，減少停工臺時④1臺該型號滾齒機(jī)可節(jié)省維修費用5萬元，3臺同型號滾齒機(jī)同類型故障維修可節(jié)省維修費用30萬元。

圖3 刀桿傳動主軸

圖4 配合鍵塊

圖5 改造前連接法蘭

圖6 改造后連接法蘭

［1］YD30100型滾齒機(jī)使用說明書［Z］.

［2］徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊第2版第4卷［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.

［3］機(jī)修手冊第3版編委會.機(jī)修手冊第3版［M］，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.