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主轴轴承拆装的吹水

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发表于 2018-11-14 22:43:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
前面吹了句不可再现性跳动,在此多吹几句。俺是在展会上看到重大突破专项的宣传板上有提到过该术语,缩写是NRRO,觉得比较神奇,所以关注了下。其本质是无可避免的误差的跌加而导致的综合误差。闭上眼想象一下,钢球在公转的同时又在自转,内,外滚道,钢球本身都有误差,按哲学家的话来说,人不可能两次踏入同一条河流,何况是球。于是,当跳动达到一定精度后,这个综合误差就不可无视了,这和测量仪器的精度没关系。有篇文章讲这个问题,叫“精密球轴承不可重复跳动影响主轴动特性的预测”,写得好不好,俺也不懂,看着挺唬人的,有数学表达式。重点关注下后面的参考文献。
说高速高精度轴系,比如说机床上用的主轴。其实这涉及的东西相当多且复杂。从设计计算,轴承选型,加工,装配,检测,调整到最后如何装在机器上,日常使用需要遵循的规程,确实很复杂,俺也吹不明白。但单拎出装配来说,俺毕竟是跑江湖的,没吃过猪肉也是见过猪跑的,就大着胆子吹几句,想来看在俺外行的份上诸位也不会让俺太尴尬。
其实啊,在所有环节中,装配是最简单的,简单到什么程度?就是随便从街上拉个人过来,啪地把作业指导书砸他怀里,领着把必须要使用的工具,检具都熟悉一遍就好了。大概1天时间,都还算上示范和实际操作。下面以俺的一次围观者的经历简单描述一下:
摆在桌上的是一支精度丧失的内孔磨主轴,工作转速在5万6上下。显然,轴承要更换。
首先把主轴仔细清洁干净。在装配过程中清洁度是非常重要的,要不小心把一根毛发装进了轴承里,那麻烦就大了。那装配环境的清洁度究竟要求多高呢?大道理俺说不来,但可以旁证,GMN的8万转的主轴是油气润滑系统,对压缩空气有明确要求:最大颗粒物不超过5微米(滤芯过滤精度就是5微米),颗粒物不能超过5毫克/立方米。然后还有温度。为什么要求温度?原因是做为作业指导书,要有可操作性,作业指导书里面提及的数据都是基于一个温度下的值。有些人说了,得恒温,这是扯蛋,在21.3度下按一组数据装出来和在31.2度下按另一组数据装出来,在实际使用中是没有半毛钱差别的。可以这么说,在机床上用的,要求静态跳动在2微米内的主轴,只要在一个人觉得舒适的干净的工作间里装配,完全是没有问题的。那些重点宣传无尘恒温的,没别的目的,就是为了从你兜里掏银子。不能硬掏,硬掏你不报警啊。
然后就是拆解了。把该卸的螺丝都卸了,很轻松就把轴带着轴承从主轴筒里拆下来了,后轴承很好拆,也是用手就能拆下来。但前轴承是整个主轴的颜值担当,直接拆不了。鬼子变戏法一样拿出个跟打气筒类似的工具来,在连接管里灌满油,通过螺纹连接在轴头的螺纹孔里,很得意地说,这是利用液压原理,通过主轴上的结构孔把轴承内圈涨开,这样就很轻松把轴承从轴上拆下来。说完,喀哧喀哧几下,信心满满地去拔轴承,恩~~~~~~~~~~,没动。看了下压力表,没问题啊,再拔,还是不动。卸压,拆掉工具,说,可能,也许,大概是结构孔堵住了。上拉马,暴力拆下来。果然,堵了。在此提醒一下搞设计的同学,一个优良的设计一定要考虑周全,比如使用者的懒惰,也要照顾到。在这个过程中出了点小意外,就是三点支撑的隔圈弄断了个腿,鬼子倒不着急,安排,送出去激光焊接,回来,研磨恢复。
接下来就是把新轴承装回去,重点还是前轴承,拆的时候就很费劲,那装也不轻松,鬼子又搬出一神器,感应式加热器,把轴承加热到一定温度,根据热胀冷缩这个妇孺皆知的道理,轴承内圈内径就大了,然后带上手套乘热把轴承往轴上怼,也许是因为激动,居然装歪了,卡在中途,这就尴尬了。赶紧弄下来,重新加热才怼进去了。然后强调说,按规程,拆下来的轴承就不能再用了,好在这次动作快且轻柔,问题应该不大。怼进去就好了?那能啊!关键的节点来了,成对的角轴承需要预紧才能正常使用,那预紧到什么程度算可以呢?西方人会用扭矩来描述,用扭矩扳手来操作。做为东方人,鬼子也喜欢依据手感,这就有点玄乎了。是这么做的,用标准扳手拧预紧螺母,说,正常力道,但究竟多少,没法说,只能自己去体会。拧到拧不动,并不加力,用一个套顶在螺母上方,用橡皮锤轻敲那个套,神奇的事情发生了,本来拧不动的螺母在慢慢转动,继续保持力道,直到转不动为止。这里的关键是保持那个力道。后面还有安装后轴承,补偿热伸缩的密珠直线轴承等一些相对简单的操作。后轴承的预紧是用弹簧,按鬼子的要求,用卡尺测量,把弹簧压到尺寸就可以了。装好以后,打表检查静态精度,再装回设备上,按流程跑合,检查噪音,检查温升,检查动态精度。符合要求就收工。
这就是整个过程,不知诸位有什么感想。俺是觉得真是无趣。也许会说,这么简单,我也会。那只能说明你太天真。这只是换轴承,各零件的动平衡是以前就做好的,轴承是NTN按厂家要求配好的,弹簧是厂家提供的,然后按鬼子兜里的那张A4的图纸上的要求整,当然没问题。问题来了,要是你自己去买FAG的轴承,自己去买弹簧,还能恢复精度吗?
前面说这么多,还是没回答八爷提的问题:如何配对。
复杂的问题简单说:配对就是在预设的预紧力下精确测量出单个轴承的内外圈的高度差,以此为依据去配对。
另外,轴承会标出最大跳动的位置,装配的时候要错开,以获得最佳的精度。讲究的会把轴,轴承,套筒的配合面的圆度测量并标记,然后再装配。最终达到每个球都均衡干活,有偷懒的球,就必然有出大力的球,一球亡全球亡。
人是最高精度,所以会有手感的说法,某知名厂家就有个大师傅,主轴装好后,要他来试下手感,他说行就行,说不行再调整。经他手的主轴没出过毛病。角轴承都是厂家配好的,不再配内外隔圈,只有一个部件的轴承需要配内外隔圈,神奇的是这个需要配隔圈的居然是深沟球轴承,意外吧。
杂七杂八扯了一通,仅仅是冰山一角。水下部分俺吹不了,比如,预紧力是怎么来的。这需要可以写数学表达式的大神来吹。大神,出来吹牛啦。
最后,强调一个问题,就是润滑。润滑方式是根据工况来定的,最重要的依据叫DN值。什么脂润滑,油雾润滑,油气润滑,挺复杂一事儿。也许绝大部分的连润滑脂都拎不清,比如俺。

点评

哈哈,我说不太可能谁再接下去侃了,再侃,红毛就肯定就收走了,  发表于 2018-11-14 23:54
俺只能到规程程度,就是建立稳定油膜的规程。再往下,有机缘就多了解点,做个知道份子。  发表于 2018-11-14 23:33
油滴均匀,密度好,油有极压性,还不成片,阻力合适,排出畅,哈哈,再深侃,我就不行了,到此!就看到了高速油雾的图片,红毛东西真多啊  发表于 2018-11-14 23:28
油气,高速不好调,不仅是混合比,非常复杂,说到底,是那个看不见的小油滴,怎么发生,什么速度,之间怎么撞击,什么密度,怎么被碾压,附着  发表于 2018-11-14 23:24
你把东西弄细,某一次,突然弄个细节,慢慢聊一下,看红毛什么态度,当然,要那种真懂的,一般销售红毛就算了,深入切磋一次,上一个大台阶  发表于 2018-11-14 23:21

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发表于 2018-11-16 10:58:29 | 显示全部楼层
没负载滚动轴承变滑动轴承了更容易烧
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发表于 2018-11-15 21:18:10 | 显示全部楼层
呵呵  轴承还有一个 最小载荷概念,很多人都不会关注的
曾经我也没有关注,所以导致我脑袋那么大的轴承试机过程中突然冒烟。
后来加了合适的预紧力就没再发生了。

备注: 该案例,由一两酒传道授业解惑最终成功。

点评

在涡轮机减速箱的跑合中,如果使用滚动轴承,必须带载,大约5%。如果空载,轴承会受损。润滑油膜厚度的问题。难道这就是传说中的十字磨损?  发表于 2018-11-15 22:34
约瑟翰·庞麦郎的经典:摩擦,磨擦,似魔鬼的步伐。能不冒烟嘛。  发表于 2018-11-15 22:15
这点破事还用恼烦酒侠,先罚三杯再说。  发表于 2018-11-15 22:09
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发表于 2018-11-15 12:20:29 | 显示全部楼层
成对使用的角接触球轴承不都是厂家弄好了的吗?傻瓜型。
背靠背安装的时候,只要把两个轴承的内圈压紧在一起就可以了。

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厂家,只有轻,中,重等几个等级,对应相应的预紧力矩,但是,针对你的个例,你要的并不一定是那三个值  发表于 2018-11-15 14:04
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发表于 2018-11-15 13:26:12 | 显示全部楼层
热装还只是在书上看到过,之前的单位主要是“大锤装”。。现在的作坊里用的是外购气浮主轴,轻微故障按规程拆卸,超声波清洗各个部件,擦干,装配,的确没有恒温、恒湿这些环境,装完打一下各项精度2μ以内,合格就运行,没有特别的噪音和震动就开工,产品质量没问题就收工。给大侠点赞
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发表于 2018-11-15 19:27:39 | 显示全部楼层
大侠,开个书场吧,说大书。
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发表于 2018-11-16 11:21:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 rusher 于 2018-11-16 11:27 编辑

现在你们主轴改用轴承了么?这种几年前还算复杂,现在都能玩了;不知道你们准备在哪块建立技术壁垒?津上的外圆磨我最近见的不少,你们和他们对比过没?

点评

杨老板好久不见,可好?有啥新东西分享分享。我们目前还没准备用轴承。津上都是动压,主轴可以,品控一般。  发表于 2018-11-16 21:43
文中的轴承不就是滚动轴承吗,你从哪句看出是滑动轴承的  发表于 2018-11-16 12:32
一般我们把滑动轴承叫套或者瓦,把滚动轴承才叫轴承  发表于 2018-11-16 11:28
改用轴承这句怎么理解,是说这玩意不必用轴承吗  发表于 2018-11-16 11:26
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发表于 2018-11-16 13:08:24 | 显示全部楼层
rusher 发表于 2018-11-16 11:21
现在你们主轴改用轴承了么?这种几年前还算复杂,现在都能玩了;不知道你们准备在哪块建立技术壁垒?津上的 ...

我去过他工厂,对他所在细分行业比较了解。
你这是哪出?语文没及格过?
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