TX611C/4数显卧式铣镗床镗轴发热分析

马秋红

（陕西秦岭航空电气有限责任公司 陕西兴平）

一、TX611C/4铣镗床故障情况

TX611C/4数显卧式铣镗床在使用中发现镗轴发热，并伴随有均匀、连续的摩擦声，且在停车过程中，只要按下停车按钮，主轴便迅速停止，没有正常的停车惯性。

二、镗轴发热分析

1.镗轴发热源来源

镗轴发热有两种情况，自身发热和热传导作用发热。TX611C/4数显卧式铣镗床的镗轴结构如图1所示。镗轴2安装于空心主轴1内的3个衬套内，镗轴外圆和衬套内孔经过精密加工而成并与衬套严格保持0.01～0.02 mm的配合间隙。通过导向键的作用，镗轴可在空心主轴和衬套孔内作轴向移动，并可与空心主轴衬套结构一起作旋转运动。热传导作用发热是指其他结构件发热，通过热传导方式导致镗轴发热。镗轴与空心主轴衬套虽有严格的配合间隙，但空心主轴与两套精密圆锥滚子轴承是H7/k6的过渡配合，并且圆锥滚子轴承是高速旋转部件，运行中又是极易发热的部件。镗轴与空心主轴衬套之间是带有导向作用的间隙配合，没有相对旋转运动，因此不会产生回转摩擦阻力，可排除镗轴因回转作用产生自身发热的可能。据此，初步推断镗轴发热是热传导作用所致，热源是支撑空心主轴旋转的两套圆锥滚子轴承。

图1 主轴结构图

2.镗轴回转声音和停车情况分析

检修中发现镗轴虽然转动正常，但伴随有相对均匀、连续的摩擦声，仔细辨听声音来源，锁定在空心主轴的后端。空心主轴后端的旋转件是圆锥滚子轴承，滚子轴承工作时会因滚子高速运转而产生滚动摩擦声。另外镗轴停车时，只要按下停车按钮，镗轴便迅速停止，没有正常的旋转惯性。表明带动镗轴旋转的圆锥滚子轴承可能有损伤，一旦失去动力输入，损伤的轴承会因阻力过大而立即失去旋转惯性。因此，推断问题出在空心主轴后端的圆锥滚子轴承上，轴承有损伤，旋转时就会发热、声音异常、旋转不正常，热量通过空心主轴衬套传递给镗轴。而引起轴承损伤有两种情况，轴承装配不合理与轴承润滑冷却不充分。

三、检修和改进措施

1.检修

检修时发现，给空心主轴后端轴承润滑的油管折弯处有因拉伸变形而产生的裂缝，润滑油从裂缝处泄漏后，沿主轴箱体壁的斜孔直接回流到油箱，轴承得不到充分润滑和冷却，基本上处于干摩擦状态，导致轴承发热。

分解空心主轴，主轴后端轴承的滚道、滚动体和保持架颜色已经改变，表面成镜面状，滚道、滚动体、保持架和内外圈环形面上有红褐色斑点，现象表明是轴承润滑不足。

更换空心主轴后端损伤的单列圆锥滚子轴承，型号2007132，规格（160×240×48）mm，精度等级为D级。轴承按定向法装配，先检查主轴箱3个孔的同轴度，如果有微量误差，也应按定向法予以补偿。装配轴承时，先将轴承放入80～100℃机油中浸15 min,然后取出装配。装好空心主轴后，衬套内孔与镗轴外圆应保持0.01～0.02 mm装配间隙。镗轴的装配最好是在主轴箱装到前立柱上之后进行，装配时悬吊卧放的镗轴前端，尾部伸入空心主轴孔内，找正所配合的键槽位置后顺势推入孔内。因镗轴的接触长度较长，配合间隙小，装配时应选用较稀的N15主轴润滑油。

2.改进和清洁轴承润滑油路

TX611C/4数显卧式铣镗床，镗轴合理的最大镗孔直径是240 mm,镗轴每转一周最大径向进给量16 mm，扭转力矩非常大，支撑空心主轴的两套精密圆锥滚子轴承都采用稀油润滑并设有专用给油装置。轴承的润滑油路由各形铜管组成，因油路装配空间狭小，所以铜管弯形半径相应变小，出现拉伸变形和开裂。因此，必须改进油路布局结构，杜绝油管裂缝。

尽量多采用贴箱壁的平直管路，减少油管弯形裂缝。减少外露油管数量，排除操作部件与外露油管间因磕碰产生的裂缝。精确各油管连接时的弯形尺寸，避免油管连接后存在弯形应力而引起开裂。保证主轴上的所有滚动轴承，采用优质润滑油不间断润滑。

改进后的油路布局，使轴承的润滑得到充分保障，既能减少摩擦，又能通过滑油带走热量。TX611C/4主轴箱需装入12 L的20号机械油，从主轴箱尾部上端带有滤网的方孔注入，应定期清洁油箱并更换润滑油。

四、检修结果

主轴箱通过以上检修、重新组装、调整主轴滚动轴承间隙后，在距主轴端面300 mm处，用百分表检查主轴外圆跳动＜0.025 mm，满足设备初始精度要求。镗轴在转速范围内正常回转时，异常发热现象消失，且转动声音正常，恢复了原有的停车惯性。