鏜床主軸箱的改造
鏜床主軸箱的改造，是小編為大家精心整理的關機主軸箱的改造的論文，歡迎各位機電一體化的同學閱讀!
摘 要：鏜床是加工液壓缸內孔的設備，是生產單體液壓支柱必不可少的設備之一，利用廢舊CA6163普通車床刀架換成鏜頭鏜桿，加裝數控系統改造成數控鏜床，但在使用了一段時間后，主軸箱內部故障頻發，維修次數大增，維修費用增加，影響生產效率，本文主要針對此問題進行研究，闡述主軸箱內部故障頻發的原因及針對其的結構改造。
關鍵詞：主軸箱;齒輪;轉速
現狀概況
兗礦集團唐村實業有限公司現有三臺由CA6163普通車床改制成數控鏜床，用于單體液壓支柱油缸的鏜削加工。使用一段時間后，主軸箱噪聲大，故障頻繁，機床的維修率增大，生產效率降低，產品合格率下降。維修更換新齒輪后，不幾天又出現同樣的現象。不但勞動生產率不能提高，而且維修費用的提高增加生產成本，這與公司節能減排、節支降耗的大目標嚴重不符，也與制修廠高質高效高合格率完成訂單的質量目標相沖突，亟待改善。
原因分析
1、受力大小的改變導致主軸箱故障頻繁。數控鏜床是在原來CA6163普通車床的基礎上改造而成的，但對于主軸箱內部并未做改動，該設備作為車床使用時，為通用機床，主軸需要多種速度轉變，而且進刀量較小，扭矩較小，主軸箱內的各齒輪部件受到的應以也相對較小，車床在切削運動時并不用承受很大的載荷，齒輪設計的都較小較薄;而作為鏜床，特別是只鏜φ100mm缸徑的油缸，可以說是專用機床使用時，并不需要變換速度，始終使用主軸箱中的其中一副變速機構，更有作為鏜床使用時，現有的加工工藝是采用粗鏜、精鏜、滾壓一體的鏜滾頭一次性通過就加工完成，主軸承受的扭矩比作為車床使用時要大得多，致使變換加工所需速度的那對齒輪副超負荷運轉，屈服應力增大，超出車床設計極限，造成使用壽命降低，鏜削運動對于各齒輪的抗載荷性能有了更高的要求，顯然原來針對車床的齒輪設計已無法適應鏜床的各項技術要求。
2、主軸箱內潤滑效果不佳，加速齒輪疲勞破壞。原車床主軸箱的潤方式滑是油泵打油供油潤滑，作為車床使用時潤滑效果尚可，現在作為鏜床使用，扭矩大，齒輪發熱量大，依然采用此潤滑方式已不能滿足潤滑需求，油泵打油潤滑的流量較小，不能及時起到潤滑液應該起到的潤滑、冷卻作用，導致嚙 合齒輪副溫度較高，齒輪長期在高溫環境下運轉容易加速疲勞破壞，進一步加速了主軸箱故障的發生。
3、主軸箱空間布局不合理，造成維修困難。由于主軸箱空間有限，變速機構復雜，且易損壞的那對齒輪副又位于主軸箱的下部，維修更換時需要將主軸箱全部拆開，平時變速用不到的齒輪副也要重復安裝，費時費力，維修時間的延長意味著生產時間的減少，影響鏜床的使用率，即影響生產效率。
改造思路
鑒于以上原因，為從根本上解決此問題，對主軸箱進行實驗性改造勢在必行，簡化主軸箱，合理布局，簡化變速機構，減少中間環節，用最少的齒輪帶動主軸的轉動，能夠達到生產加工時所需的速度即可。齒輪的齒數、齒寬等在達到速度要求的條件下要盡可能的提高其耐磨性能和抗沖擊性能，改變潤滑方式，充分潤滑冷卻，延長使用壽命，以便更好的適應鏜削加工。
方案實施
首先確定采用原車床4極11kw電機(轉速為1460r/min)為機床提供動力，原電機皮帶輪直徑φ200mm，傳動軸皮帶輪直徑φ230mm，可以直接利用，這一級變速機構將轉速變換到1269.6r/min。原主軸箱中有兩個相互嚙合的齒輪，分別是15齒和64齒(是原車床主軸箱中變最慢速度的齒輪副)，齒輪厚度(齒寬)分別為40mm和45mm，使用這一對齒輪副恰好可以將轉速從1296.6r/min變到300r/min(鏜削工藝所需轉速)，經過應力校合計算得出此對齒輪副完全能夠達改造要求，可以加以改造利用。這樣只需要為皮帶輪和小齒輪的連接專門配制一根傳動軸，就可以舍去主軸箱中多余的傳動軸和多余齒輪，只保留這一根傳動軸和鏜床主軸即可。傳動軸改造材料選用27SiMn材質的φ70mm圓鋼，并做了調質處理，根據主軸箱內部結構尺寸和小齒輪、皮帶輪的安裝需要以及考慮到此傳動軸軸較長(1115mm)，直徑又小(最大直徑φ55mm，最小直徑處只有φ40mm)，傳動過程中容易發顫，齒輪傳動不穩定等諸多因素專門設計了傳動軸，并對其進行了應力校合計算，按照主軸箱中軸承和齒輪的裝配位置，現場測繪，繪制圖紙，加工了此軸。在箱體中能夠穩定該軸的有軸承基座的位置，對應軸上的可以放置軸承的位置全部安裝了軸承，并將傳動軸和齒輪裝配在主軸箱中，與主軸配合，實現了穩定的傳動和變速。
考慮到改造后的主軸箱內只有兩根軸和一對齒輪副嚙合傳動，變速機構簡單，空間布局開放，故采用簡單易實施的飛濺打油潤滑方式。兩根軸兩端的軸承端蓋上設計使用了骨架密封，主軸箱壁上其他孔眼封堵完好，在主軸箱內加注潤滑油，將主軸、傳動軸、軸承及齒輪浸泡在潤滑油中，實現充分潤滑，充分冷卻。
結束語
改造工作于2010年5月20日全部完成，通過調試，試車，主軸箱改造后的鏜床成功鏜削出了合格的油缸半成品，各項指標經質檢檢驗均符合技術要求，效果理想。當即正式投入生產，現使用兩年多以來，一直處于運轉狀態，運行良好，到目前為止僅僅更換了幾次潤滑油，無維修記錄。這臺數控鏜床主軸箱的改造費用包括：外購零配件1500元左右，工時費大約2000元，其它費用1000元左右，合計不足5000元，使用起來可以和三十多萬元購買的專用鏜床相當。同時，改造后的鏜床一年大約可以節約100小時的維修工時，在這期間至少可以多加工生產600多棵2.5m規格的油缸，這就是12萬余元的半成品。而鏜床故障率明顯下降，至今維修費用為零!改造后的數控鏜床維修率大大下降，這就節約了維修保養工時，降低了工人的勞動強度，而且間接地提高了生產效率以及產品合格率，提高了操作工人的勞動積極性，收到了良好的經濟效益和社會效益，值得在另外兩臺車改鏜的數控鏜床上推廣。
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