静压轴承以其高回转精度、刚性好、承载力高、无磨损、耐用度高而广泛用于M210、M131W、3160A磨床以及2A710、FYT10金刚镗头。随着数控技术发展,静压轴承也广泛用于加工心等数控机床主轴。一拖股份公司第一发动机厂,有许多静压磨床静压金刚镗头,维修进行了一些探索尝试,取得了几点经验。
1.小孔节流器
(1)将内部节流改为外部节流,并加装压力表即时显示上下腔压力。使维修保养方便,特别可以很容易地定期清洗,这内部节流器无法比拟。
(2)节流比。节流比β理论值1.2~1.5之间,而根据多年经验以1.25为佳。这样维修,需要对主轴几何精度、前后轴瓦几何精度、同轴度、圆度及锥度进行严格控制,以便保证β值。根据机床承载能力确定e值(主轴与轴瓦几何心偏心量),使β值最佳。
(3)各油腔不装主轴时,各个出油口油柱必须一致(观察法),若不一致,应采取改变节流器孔径方法,改变其流量。以4腔为例,一般下、左、右腔油柱20~25mm之间,小孔直径为0.25~0.4mm。
2.薄膜反馈节流器
薄膜反馈节流轴承刚度很大,但机床运行也常出现抱瓦、拉毛、掉压等现象。薄膜反馈最关键薄膜,实践认为,轴瓦抱死、拉毛主要原因:①薄膜塑性变形所致;②反馈慢。外载突变时,薄膜还没反应时,轴与瓦已经摩擦了;③薄膜疲劳。薄膜使用时间长,疲劳变形,相当于改变了反馈参数。
增加薄膜厚度改用一些耐疲劳材料,均可收到良好效果。一般采用刚性膜、预加载荷、预留缝隙方法。具体作法:将1.4mm厚膜改为4mm厚刚性膜,下腔垫0.05mm厚锡箔纸,使主轴调整到比理想位置高0.05mm位置。目当主轴受力(砂轮重量、切削力)后,恰好返回到理想心。
3.供油系统改进
静压轴承供油系统,除粗滤、精滤外,其余各元件对静压轴承具有保护作用。原系统基础上对供油系统进行改进。
(1)节流板后出油口接压力继电器压力表(原来蓄能器前面),这样可使操作人员看见腔压与进口压力大小。当其压差大于一定值时,以便立即停机,以免轴瓦抱死。如:进口压力2MPa,出口腔压1.2~1.6MPa,低于1.2MPa就要停机。
(2)增加数字检测装置
静压轴承主轴与轴瓦之间有0.04~0.05mm间隙,其间油液有一定电阻值,检测这一阻值变化,就可以得知期间隙大小。以主轴为一极,轴瓦为另一极,测量其阻值变化。将此信号处理后发至光电报警器控制系统放大器,控制主轴电机启停,以此来避免轴与瓦摩擦。