镗床主轴箱的改造

镗床主轴箱的改造

　　镗床主轴箱的改造，是小编为大家精心整理的关机主轴箱的改造的论文，欢迎各位机电一体化的同学阅读!

　　摘 要：镗床是加工液压缸内孔的设备，是生产单体液压支柱必不可少的设备之一，利用废旧CA6163普通车床刀架换成镗头镗杆，加装数控系统改造成数控镗床，但在使用了一段时间后，主轴箱内部故障频发，维修次数大增，维修费用增加，影响生产效率，本文主要针对此问题进行研究，阐述主轴箱内部故障频发的原因及针对其的结构改造。

　　关键词：主轴箱;齿轮;转速

　　现状概况

　　兖矿集团唐村实业有限公司现有三台由CA6163普通车床改制成数控镗床，用于单体液压支柱油缸的镗削加工。使用一段时间后，主轴箱噪声大，故障频繁，机床的维修率增大，生产效率降低，产品合格率下降。维修更换新齿轮后，不几天又出现同样的现象。不但劳动生产率不能提高，而且维修费用的提高增加生产成本，这与公司节能减排、节支降耗的大目标严重不符，也与制修厂高质高效高合格率完成订单的质量目标相冲突，亟待改善。

　　原因分析

　　1、受力大小的改变导致主轴箱故障频繁。数控镗床是在原来CA6163普通车床的基础上改造而成的，但对于主轴箱内部并未做改动，该设备作为车床使用时，为通用机床，主轴需要多种速度转变，而且进刀量较小，扭矩较小，主轴箱内的各齿轮部件受到的应以也相对较小，车床在切削运动时并不用承受很大的载荷，齿轮设计的都较小较薄;而作为镗床，特别是只镗φ100mm缸径的油缸，可以说是专用机床使用时，并不需要变换速度，始终使用主轴箱中的其中一副变速机构，更有作为镗床使用时，现有的加工工艺是采用粗镗、精镗、滚压一体的镗滚头一次性通过就加工完成，主轴承受的扭矩比作为车床使用时要大得多，致使变换加工所需速度的那对齿轮副超负荷运转，屈服应力增大，超出车床设计极限，造成使用寿命降低，镗削运动对于各齿轮的抗载荷性能有了更高的要求，显然原来针对车床的齿轮设计已无法适应镗床的各项技术要求。

　　2、主轴箱内润滑效果不佳，加速齿轮疲劳破坏。原车床主轴箱的润方式滑是油泵打油供油润滑，作为车床使用时润滑效果尚可，现在作为镗床使用，扭矩大，齿轮发热量大，依然采用此润滑方式已不能满足润滑需求，油泵打油润滑的流量较小，不能及时起到润滑液应该起到的润滑、冷却作用，导致啮 合齿轮副温度较高，齿轮长期在高温环境下运转容易加速疲劳破坏，进一步加速了主轴箱故障的发生。

　　3、主轴箱空间布局不合理，造成维修困难。由于主轴箱空间有限，变速机构复杂，且易损坏的那对齿轮副又位于主轴箱的下部，维修更换时需要将主轴箱全部拆开，平时变速用不到的齿轮副也要重复安装，费时费力，维修时间的延长意味着生产时间的减少，影响镗床的使用率，即影响生产效率。

　　改造思路

　　鉴于以上原因，为从根本上解决此问题，对主轴箱进行实验性改造势在必行，简化主轴箱，合理布局，简化变速机构，减少中间环节，用最少的齿轮带动主轴的转动，能够达到生产加工时所需的速度即可。齿轮的齿数、齿宽等在达到速度要求的条件下要尽可能的提高其耐磨性能和抗冲击性能，改变润滑方式，充分润滑冷却，延长使用寿命，以便更好的适应镗削加工。

　　方案实施

　　首先确定采用原车床4极11kw电机(转速为1460r/min)为机床提供动力，原电机皮带轮直径φ200mm，传动轴皮带轮直径φ230mm，可以直接利用，这一级变速机构将转速变换到1269.6r/min。原主轴箱中有两个相互啮合的齿轮，分别是15齿和64齿(是原车床主轴箱中变最慢速度的齿轮副)，齿轮厚度(齿宽)分别为40mm和45mm，使用这一对齿轮副恰好可以将转速从1296.6r/min变到300r/min(镗削工艺所需转速)，经过应力校合计算得出此对齿轮副完全能够达改造要求，可以加以改造利用。这样只需要为皮带轮和小齿轮的连接专门配制一根传动轴，就可以舍去主轴箱中多余的传动轴和多余齿轮，只保留这一根传动轴和镗床主轴即可。传动轴改造材料选用27SiMn材质的φ70mm圆钢，并做了调质处理，根据主轴箱内部结构尺寸和小齿轮、皮带轮的安装需要以及考虑到此传动轴轴较长(1115mm)，直径又小(最大直径φ55mm，最小直径处只有φ40mm)，传动过程中容易发颤，齿轮传动不稳定等诸多因素专门设计了传动轴，并对其进行了应力校合计算，按照主轴箱中轴承和齿轮的装配位置，现场测绘，绘制图纸，加工了此轴。在箱体中能够稳定该轴的有轴承基座的位置，对应轴上的可以放置轴承的位置全部安装了轴承，并将传动轴和齿轮装配在主轴箱中，与主轴配合，实现了稳定的传动和变速。

　　考虑到改造后的主轴箱内只有两根轴和一对齿轮副啮合传动，变速机构简单，空间布局开放，故采用简单易实施的飞溅打油润滑方式。两根轴两端的轴承端盖上设计使用了骨架密封，主轴箱壁上其他孔眼封堵完好，在主轴箱内加注润滑油，将主轴、传动轴、轴承及齿轮浸泡在润滑油中，实现充分润滑，充分冷却。

　　结束语

　　改造工作于2010年5月20日全部完成，通过调试，试车，主轴箱改造后的镗床成功镗削出了合格的油缸半成品，各项指标经质检检验均符合技术要求，效果理想。当即正式投入生产，现使用两年多以来，一直处于运转状态，运行良好，到目前为止仅仅更换了几次润滑油，无维修记录。这台数控镗床主轴箱的改造费用包括：外购零配件1500元左右，工时费大约2000元，其它费用1000元左右，合计不足5000元，使用起来可以和三十多万元购买的专用镗床相当。同时，改造后的镗床一年大约可以节约100小时的维修工时，在这期间至少可以多加工生产600多棵2.5m规格的油缸，这就是12万余元的半成品。而镗床故障率明显下降，至今维修费用为零!改造后的数控镗床维修率大大下降，这就节约了维修保养工时，降低了工人的劳动强度，而且间接地提高了生产效率以及产品合格率，提高了操作工人的劳动积极性，收到了良好的经济效益和社会效益，值得在另外两台车改镗的数控镗床上推广。

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