第七章 典型机械设备的修理2021/6/162021/6/161 1 第七章 典型机械设备的修理机械设备种类繁多，不同机械设备的总体结构与综合性能大不相同，但就其局部结构和单性能而言，却有许多相同之处。从某种角度可以讲，所有机械设备是由有限的几种典型运动副组合而成的，机械零部件是构成机械设备的基本单元。机械设备产生机械放障的主要原因是组成设备的机械零部件出现了故障。因此，机械零部件的修理是机械设备修理的重要工作内容之一。机械零部件的修理包括轴类、轴承类、传动丝杠螺母类、壳体类、曲轴连杆类、分度蜗轮、齿轮类等零件的修理及螺纹联接件的修理，以及过盈配合零件的调整与装配。2021/6/162021/6/162 2 第七章 典型机械设备的修理第一节 轴与轴承的修理2021/6/162021/6/163 3 第七章 典型机械设备的修理轴与轴承是机械设备中实现回转运动的零件，它们的主要作用是支承其他零件，承受载荷和传递转矩。轴与轴承间的相对运动，轴上所承受载荷的变化和冲击，易于造成轴的弯曲变形和局部磨损，也造成轴承的损伤和失效。因此，修复轴的尺寸精度，更换和修复轴承，恢复其回转精度是轴和轴承修理的主要工作之一。2021/6/162021/6/164 4 一、主轴的修理 第七章 典型机械设备的修理在机械设备的结构中，有各种形式的轴，例如：主轴、传动轴、花键轴、曲轴等。其作用主要是支承零件，传递动力或运动。轴的形式不同，承受的载荷不同，失效的形式也就不同，修理和调整的方法就不一样。主轴是金属切削机床的关键部件之一，在主轴上安装有传递动力的传动装置和装夹工件的夹紧机构。主轴的作用是传递动力，带动刀具或支承工件实现切削运动。主轴精度的高低直接影响所加工零件的精度。因此，主轴一般选择优质碳素钢经机械加工和适当的热处理后制成。要求主轴具有较高的精度，适当的表面硬度和足够的刚性。主轴一般制造成中空结构，其目的在于提高主轴的刚性，减小主轴的惯性，同时便于安装和装夹工件。2021/6/162021/6/165 5 第七章 典型机械设备的修理(1)主轴的主要失效形式图7-1为CA6140型卧式车床的主轴，主轴上各零件的安装方式如图7-2所示将这两图对照从中可以看出，75.25mm(1：12)和105.25 (1：12)处为主轴前后轴承的支承轴颈，80mm和90mm为安装空套齿轮的轴颈。动力是由外径为89mm键宽为14mm的矩形花键上安装的滑移齿轮传入主轴。由此可见，主轴的主要失效形式为75.25mm(1：12)和105.25mm(1：12)的轴颈磨损以及莫氏锥孔的磨损及主轴因受外载而产生的弯曲变形。2021/6/162021/6/166 6 第七章 典型机械设备的修理2021/6/162021/6/167 7 第七章 典型机械设备的修理 (2)主轴精度测量方法在主轴修理前，首先应检验主轴的精度、表面质量和损伤形式。检验方法如图7-3所示，将主轴支承轴颈用等高V形架支承着，放置在倾斜的平板上。在主轴尾端安装与轴孔配台的堵头，在堵头中心作中心孔，用枷mm的钢球将主轴支承在挡铁上，将百分表的触头靠在主轴各安装轴颈上，然后旋转主轴，分别测得主轴各安装轴颈的形位精度误差。2021/6/162021/6/168 8主轴各重要安装面精度要求如下： 第七章 典型机械设备的修理 1)表面1、2的圆度公差为0.005mm。2)表面3、4轴线对表面1、2轴线的同轴度公差为0.005mm。 3)锥孔表面5对表面1、2轴线的径向圆跳动公差为0.005mm。2021/6/162021/6/169 9 第七章 典型机械设备的修理(3)主轴的修复若上述精度公差超差，可视其超差程度采取相应的修复方法。当主轴支承轴颈磨损时，可采用修复尺寸法或刷镀的方法修复。若是安装滚动轴承的轴颈，只能用精加工后刷镀的方法修复尺寸；若是安装滑动轴承轴颈磨损尺寸不大时，可精磨轴颈，配以新轴承，磨损尺寸较大时，只能用涂镀修复尺寸层后再精加工恢复尺寸精度。主轴莫氏锥孔易磨损，在修理时通常采用磨削方法修复表面精度。若经多次修磨后，尺寸超差较大时，一般用镶套的方法修复尺寸。2021/6/162021/6/161010 第七章 典型机械设备的修理 主轴变形时视其变形方式及主轴精度确定修复方法，对于弯曲变形的普通精度主轴，可用校直法修复；对于高精度主轴，一般校直后难以恢复精度，多采用更换新轴的方法。对于主轴的扭转变形若不影响使用，可不予修复。主轴出现隐裂时(探伤发现小裂纹)可采用修磨裂纹层的方法修复；若出现大裂纹，则应更换。主轴的键槽、花键等部位产生局部损伤时，可采用局部涂复或焊补后重新加工的方法修复。需要指出的是，主轴修复后因为尺寸的变化或应力的残存易使主轴的刚度及稳定性发生变化。在修复后应采取相应措施，避免这些缺陷对主轴使用性能造成不利的影响。2021/6/162021/6/161111 二、传动轴的修理 第七章 典型机械设备的修理在机械设备中，传动轴的作用是支承零件旋转，传递动力及运动。传动轴有细长轴、花键轴、转轴、齿轮轴等。在传动轴上，一般装有齿轮、带轮、离合器。在传动轴的轴颈上台阶面较多，往往存在键槽、沟槽、螺纹、销孔等结构。传动轴一般用滚动轴承支承在箱体或机架上。传动轴的失效形式轴颈的磨损，轴的弯曲，轴上局部定位面或传递转矩面损伤，轴在修理安装时因操作不当而引起的螺纹、轴端的局部变形等。2021/6/162021/6/161212 第七章 典型机械设备的修理传动轴的修复方法与主轴相仿，不过精度要求较主轴低。对于传动轴的变形。一般采用冷校直法，对于安装轴颈的磨损，可采用刷镀方法，也可用镶套法修复。对于传动轴的局部变形或损伤可采用换位加工或焊补法修复。螺纹的局部变形可用车削加工或手工修锉的方法修复，螺纹的整体变形或螺纹损伤，可采用堆焊后重新车制螺纹的方法修复。轴端的局部塑性变形，可用修磨法修复。上述各种修复方法根根据轴的使用场合、损伤形式及生产现场的工艺情况灵活选定，原则上任何一种失散都是可修复的。在实际情况下，从经济性、可靠性及修理工期角度考虑，有些备件充足且造价不高的轴，多采用更换新件的方法而不是采用修复法。2021/6/162021/6/161313 三、轴承的修理 第七章 典型机械设备的修理轴承是轴与机架(箱体)连接的运动支承零件在轴或机架(箱体)孔的精度恢复后，轴承的精度直接影响轴的同转精度。因此，轴承的精度状态是轴类零件回转精度的重要保证。轴承滚动轴承滑动轴承球轴承滚子轴承动压滑动轴承静压滑动轴承2021/6/162021/6/161414 第七章 典型机械设备的修理轴的承载状态与润滑方式决定了轴承的失效形式。在润滑充分的情况下，滚动轴承的主要失效形式为点蚀，而滑动轴承的主要失效形式为磨损；在润滑不良的情况下，滚动轴承和滑动轴承主要的失效形式均为磨损。2021/6/162021/6/1615151.液体动压滑动轴承的修理 第七章 典型机械设备的修理液体动压滑动轴承的结构形式单油楔式多油楔式整体式对开式二片瓦式五片瓦式液体动压滑动轴承具有运转平稳，承载能力大，吸振性强等优电但也有对润滑条件要求高、转速较低时承载能力差等缺点。2021/6/162021/6/161616 第七章 典型机械设备的修理 (1)液体动压滑动轴承的结构形式普通传动轴用的轴承，一般均可用整体式或对开式的标准轴承座，在轴承座内安装轴承，如图7-4所示2021/6/162021/6/161717 第七章 典型机械设备的修理 机床主轴所用的动压滑动轴承通常称之为主轴轴瓦图7-5a、b所示为内锥外圆式轴承，在调整轴承间隙时，可分别轴向移动轴或轴承；图7-c所示为内圆外锥式轴承，其上对称切削四条槽，其中一条槽切削通，以张开或收缩 切口来 调整间隙；图7-d所示为靠薄壁变形而形成的固定多油楔轴承；图75e所示为活动多油楔轴承；图7-5f所示为阿基米德螺线式轴承；图7-5g所示为固定多油楔轴承。这些轴承虽然结构不同，但工作原理却是相类似的。2021/6/162021/6/161818 第七章 典型机械设备的修理(2)油孔的位置及油槽的形式油孔的作用是给轴承与轴之问不断补充润滑油，因此油孔在轴承上的位置很重要。油糟的作用是保存润滑油，它与油孔相通。对一般卧式轴承，油槽应开在工作承压区的两侧，有些时候考虑到供油方便，也将油孔开在r作承压区的对面，此时油槽应开成螺旋形。由于工作压力方向恰好是油膜厚度最小处为使其承载能力不减小，油槽和油孔不应置于工作承压区。(3)轴瓦的刮研与调整一般传动轴用的滑动轴承座都是标准的，在修理时更换标准轴承(或轴套)即可。对于机床主轴用轴承，配合间隙要求严格，除专门 制作外，还要进行刮研和研磨等加工。2021/6/162021/6/161919 第七章 典型机械设备的修理主轴轴瓦刮研常用的刀具为曲面刮刀，常见的曲面刮刀有三角刮刀、圆头刮刀、柳叶刮刀等。刮研用的研具多为各种心棒、相配轴径或假轴等。当刮研大型轴瓦、精密轴瓦时，一般都制造假轴作研具，假轴的精度应与相配轴径一致。基本刮削合格后才能以相配轴径对研精刮。刮削余量多是以轴瓦孔的直径和长度来确定，一般为0.020.08mm，轴瓦孔径大，长度大时取最大值。在刮瓦操作时，刀具角度要随时变化，应保持刮刀的切削角度基本致，避免产生振纹和毛刺，保证刮削表l向的精度。 1)主轴轴瓦刮研的方法：2021/6/162021/6/162020 第七章 典型机械设备的修理2)对开式轴瓦的刮研：对开式轴瓦的结构如图7-6所示，这种轴瓦一般用在普通机械传动轴、曲轴和重型机床主轴上。在刮研对开式轴瓦前，将下轴瓦装于轴承座的圆弧内下轴瓦的台肩靠紧轴承座的两端面，并达到一定的配台要求，一般传动轴为H7/f7，机床主轴为H7/g7或H6/h6，使下瓦外圆与轴承座圆弧紧密配合用木锤敲击时应昕到实音。刮研前将油孔、油槽等加工好，并用棉纱将油孔口堵塞，防止切屑进入油孔。2021/6/162021/6/162121 第七章 典型机械设备的修理刮研对开式轴瓦时研具可用其相配轴，也可用心轴。只有在机床主轴精度要求很高时才做假轴。在研点时可先在下轴瓦滑动面涂显示剂，装好配刮轴或假轴，均匀紧固轴承盖的螺柱，同时轻轻转动轴，达到适当松紧度。轴在轴瓦内应能轻松转动、松紧适当，松了不易显点，紧了旋转困难且易引起变形，可通过调整垫片的厚度H调整轴与轴瓦的间隙。在刮研显点过程中，一般控制轴瓦结合面附近不得有研点，以防止轴瓦变形时造成“卡帮”，轴瓦口部点数较内部密，以便于存油。在刮研重型承载轴瓦时，有时刮研后还要在轴上按其工作状态适当施加载荷，进一步研点以使轴与轴瓦间的接触情况更适合工作状态。2021/6/162021/6/162222 第七章 典型机械设备的修理3)活动多油楔轴瓦的刮研：活动多油楔轴承结构如图7-7所示，主要分三片瓦活动多油楔轴承(见图7-7a)和五片瓦活动多油楔轴承(见图7-7b)等形式。每种又分为长轴瓦和短轴瓦，长、短轴瓦的轴承在结构和性能上都有一定区别。短轴瓦活动多油楔轴承的回转精度高且稳定，油膜刚度较好，支承螺钉的球形端面与相配轴瓦背面上的球形凹坑需经配研，使之具有良好的接触状态。2021/6/162021/6/162323 第七章 典型机械设备的修理短三片瓦活动多油楔轴承，是目前许多磨床砂轮主轴部件上应用最广泛的一种轴承，这种轴承的工作原理如图7-8所示。轴瓦被支承在压力中心b00.4B的位置上，进油口的缝隙h1大于出油口的缝隙h2。当载荷增加时，h2减小量较h1要大，油楔流出边侧的油压增大，使轴瓦绕支承点作逆时针方向摆动，但仍保持最佳间隙比(h1/h22.2)。由于油楔的楔缝减小，使各处的油压都随之增高，但仍以支点处为压力中心。可见，这种活动轴瓦轴承的承载能力可随载荷的增加而提高，同时油楔刚度也随之提高。短三片瓦活动多油楔轴承除了因严重“抱轴”发热而使轴承合金中的铝析出外，一般都可修复使用。2021/6/162021/6/162424修复活动多油楔轴承时要注意以下问题： 第七章 典型机械设备的修理拆卸轴承时，注意将每个轴瓦与其成对相配的球头螺钉用线扎在一起，以免装配时调错。将球头螺钉夹在车床上，以300r/min的速度和W14刚玉研磨剂对轴瓦球面接触部分进行研磨，要求接触率70，表面粗糙度Ra值不大于0.08m。刮削轴瓦时，需用圆头刮刀沿轴线45方向交叉刮削。对研时可以以标准研棒为研具，也可直接用修复后的主轴轴颈作研具，显点精度不少于1820点/25mm25mm，显点细密，分布均匀，刮削刀痕应小而深且无棱角，刮研后需再一次超精磨削主轴轴颈。轴瓦进油端应刮出深0.81mm，宽34mm的封闭进油槽，封闭进油槽应距离轴瓦两端56mm。2021/6/162021/6/162525 第七章 典型机械设备的修理刮研后需在研棒上涂以W14刚玉研磨剂，将刮好的轴瓦进行研磨以提高接触精度。研磨时注意轴的转动方向与实际方向一致。轴瓦刮研后的安装调整的精度将直接影响主轴的回转精度。短三片瓦活动多油楔轴承的安装调整方法及安装顺序十分重要，有严格的工艺要求(可查阅机修手册磨床修理工艺的有关部分)。2021/6/162021/6/162626 第七章 典型机械设备的修理4)内锥外圆式轴承刮研：内锥外圆式滑动轴承如图7-9a所示，刮研时可用三角刮刀刮削内孔。箱体竖起，使轴承锥孔中心线处于垂直状态，用轴(或假轴)研点，这种方法因自动定心研点较准确。因此这种刮研易满足精度要求，但刮削操作困难、易疲劳。箱体横放，使轴承锥孔中心线水平，刮削操作方便，但需在研点时附加很大轴向力，且易出现虚假着色斑点。2021/6/162021/6/162727 第七章 典型机械设备的修理5)内圆外锥式轴承刮研：5)内圆外锥式轴承刮研：内圆外锥式滑动轴承如图7-9b所示，其外锥面及所配合的锥孔需配刮才能达到精度要求，因此刮研顺序十分重要。刮研时首先要刮削与轴承外锥配合的外套孔 或箱体孔，以标准锥度心棒研点刮削，达到所需精度要求。然后以外套孔 或箱体孔 为基准，刮研轴瓦外锥面，研点时按工作位置转动45，转角不易过大。刮削时也应交叉刮削，不可按一个方向一刮到底，最后再刮研内孔至要求。由于这类轴承开有通槽易产生变形，因此刮削完内孔 后还应复核外锥接触情况，如发现问题，锥体和内孔 要重新刮研直至满足要求为止。2021/6/162021/6/1628282.滚动轴承的选配与调整 第七章 典型机械设备的修理滚动轴承是支承轴和轴上回转零件的重要部件。它与滑动轴承相比具有起动阻力小、回转精度高、温升小、寿命长、结构紧凑、调整迅速方便和具有互换性等特点。随着轴承工业的发展，出现了各种性能优良、精度高的滚动轴承。滚动轴承属于标准零件，出现故障后，一般均采用更换的方式，不进行修复。而更换后的轴承有时需进行间隙的调整和精度的选配，特别是机床主轴用高精度滚动轴承时还需定向装配以提高其回转精度。2021/6/162021/6/162929 第七章 典型机械设备的修理 (1)主轴部件滚动轴承的选用与配置主轴轴承是主轴部件的重要组成部分，主轴部件的回转精度、刚度、抗振性等工作性能在很大程度上由轴承性能决定，因此轴承必须满足主轴部件的使用要求。在选用与配置主轴部件的滚动轴承时应考虑以下几个问题：1)适应承载能力和刚度的要求：在径向承载能力和刚度方面，线接触的圆柱或圆锥滚子轴承比点接触的球轴承好。特别是双列推力圆柱滚子轴承，它的滚子数目多，两列滚子交错排列，所以承载能力大、刚度好，内孔有1：12锥度，可通过轴向位移精确地调整轴承间隙，回转精度高。在轴向承载能力和刚度方面以推力球轴承为最好，其次为圆锥滚子轴承和推力角接触球轴承。2021/6/162021/6/163030 第七章 典型机械设备的修理2)适应转速的要求：在允许极限转速内选用合适的转速可以减少轴承发热，保持工作精度。在各种滚动轴承中，允许转速较高的是深沟球轴承和角接触球轴承，其次是圆柱滚子轴承，而圆锥滚子轴承由于滚子端面和内环凸缘的摩擦容易发热，故允许极限转速较低。在同一类轴承中，直径越小精度等级越高，则允许的极限转速也越高。2021/6/162021/6/163131 第七章 典型机械设备的修理 3)适应精度的要求：滚动轴承的精度应适应主轴精度要求。一般机床主轴前端轴承精度较后端轴承精度高一个等级，这样有利于提高主轴部件的回转精度。 4)适应温升和热变形的需要：滚动轴承的温度和温升在金属切削机床通用技术条件中规定，机床经一定时间运转后，其温度上升幅度不超过每小时5，可认为达到了稳定温度，其稳定温度不超过700 ，温升不超过40。机床的一些专业标准还作了更详细的规定。轴承的温升引起热变形，使其回转中心轴线位置发生变化，直接影响加工精度，同时还会改变轴承间隙，破坏正常润滑条件以致加剧轴承磨损。2021/6/162021/6/163232 第七章 典型机械设备的修理(2)滚动轴承的调整和预加负荷把轴承调整到完全消除间隙并且产生一定过盈量的方法称轴承的预紧。轴承预紧后由于滚动体和内外圈滚道接触处发生了弹性变形，使它们的接触面积加大，各个滚动体受力均匀，增加了轴承的刚度，延长了轴承的寿命。滚动轴承的寿命、回转精度与刚度除与轴承本身精度有关外，主要靠调整来保证。一般机床主轴都设有轴承间隙调整装置。2021/6/162021/6/163333 第七章 典型机械设备的修理角接触球轴承间隙的调整的方法如图7-10所示。图7-10a表示将内圈相靠的两端面各磨去厚度a，然后用螺母将两个内圈夹紧；图7-10b所示为在两个轴承之间装两个套，内套比外套短2a上述两种方法的a值应根据所需要的预紧量而定。1)轴承间隙的调整方法：2021/6/162021/6/163434 第七章 典型机械设备的修理图7-10c所示为利用圆周上均布的儿根弹簧保持一个基本不变的预紧力，轴承磨损后能自动补偿并且不受热膨胀的影响。这种预紧方式常用在内圆磨具上。图7-10d所示的方式在装配或使用中都可调整，预紧力的大小可由操作者控制。2021/6/162021/6/163535 第七章 典型机械设备的修理圆锥孔调心圆柱滚子轴承的调整方法及结构如图7-11所示：图7-11a所示的调整方式结构简单，调整时拧紧螺母使轴承内圈往轴颈大端移动，轴承内圈胀大，轴承径向间隙减小，形成预加负荷，这种结构控制调整比较困难：图7-11b所示的轴承结构右侧设计有调整螺母，调整方便但主轴右端需加工螺纹，工艺复杂；图7-11c所示的轴承将垫圈1做成两半，调整时可取下修磨垫圈厚度以控制轴承间隙的调整量，套环2用以防止垫圈1松脱。2021/6/162021/6/163636 第七章 典型机械设备的修理2)滚动轴承的预加负荷量：在滚动轴承上预加适当负荷，对提高轴承刚性和回转精度，延长轴承寿命，提高轴承抗振性都有很大好处。轴承的预加负荷大小应适当，过大会降低轴承寿命和承载能力，并使轴承极限转速下降很快；过小会使轴承滚动体受力集中、使轴最刚度降低。在一般情况下，滚子轴承比球轴承允许的预加负荷要小。轴承精度越高达到同样刚度所需的预加负荷越小，转速越高；轴承精度越低，则正常工作所需的间隙越大。角接触球轴承预加负荷量可参考表7-1选取。2021/6/162021/6/163737 第七章 典型机械设备的修理3)轴承预加负荷量的测量方法：感觉法凭借修理实践中积累的经验来确定内外隔圈的厚度差。这种方法如图7-12所示将成对的轴承面对面排列，装好内外隔圈，先在隔圈的120方向上分别钻三个23mm。哪的通孔，在轴承上端施加相当于预加负荷量的载荷，用测棒顺次通过三个小孔触动内隔圈感觉内隔圈在两轴承端面间的阻力，要求感到隔圈阻力适当。当内外隔圈阻力相差较大时，可通过研磨隔圈厚度以调整两轴承端面间的阻力。2021/6/162021/6/163838 第七章 典型机械设备的修理测量法是用如图7-13所示的测量装置测量，把轴承外囤套筒放在轴承外圈上-在套筒上施加载荷，然后用杠杆千分表测量轴承内外圈轴向位移a值，a值的大小即反映了重物作用下的预加负荷量的大小。2021/6/162021/6/163939 第七章 典型机械设备的修理(3)滚动轴承的选配主轴轴颈和轴承内外圈都有一定的制造误差，在装配时适当选择误差偏向可降低误差的影响，进一步提高主轴部件的回转精度。图7-14所示为单轴承选配的情况，假定轴承滚动体回转中心与轴承内环滚道中心一致，则主轴的回转中心为滚动体内环滚道中心。图中O1为主轴轴颈的中心，O为主轴前端定心表面的中心，两者间的偏心距为1；2为轴承内环滚道的中心O2与其回转中心(与O1重合)的偏心量。当1和2方向相同时，则误差叠加如图7-14a所示，此时主轴定心表面径向圆跳动为2021/6/162021/6/164040 第七章 典型机械设备的修理当1和2方向相反时，则误差抵消一部分，如图714b所示，此时主轴定心表面径向圆跳动为22=(1-2)在后一种情况下若偏心O1与O2越接近，则主轴定心表面径向圆跳动也就越小。由此可见，为了提高主轴的回转精度可事先测量主轴配合轴颈和轴承内圈的径向圆跳动量。采用图7-14b所示的方式装配可获得较高的回转精度。在实际情况下主轴有两个或三个支承，如能正确选配前后轴承，电能抵消一部分误差，使主轴前端径向圆跳动量减小。2021/6/162021/6/164141 第七章 典型机械设备的修理(4)滚动轴承的定向装配当轴承轴线与主轴轴线在同一平面内时，调节相关零件制造偏差的位置使之部分抵消，可使主轴前端定心表面中心距理想中心偏差最小。 图7-15为双支承主轴轴承定向装配示意图。假设经过选配后主轴前后支承径向圆跳动分别为1、2，两支承跨度为L，主轴悬伸长为l，主轴前端与理想轴线的偏差为。 若两支承偏差按图7-15a所示的方式装配。2021/6/162021/6/164242由式(7-1)和(7-2)可得出结论如下： 第七章 典型机械设备的修理1)装配前后轴承时，在单个轴承选配后，使前后支承最大径向圆跳动点在同一轴向平面内，位于主轴轴线两侧，则前后轴承误差将叠加；若位于主轴轴线的同侧，则误差将抵消一部分；当1(1十lL)=2l/L时，误差相互抵消。2）因为(1+l/L)lL，当轴承径向圆跳动量一定对。将轴承用作前轴承比用于后支承对主轴端部的径向圆跳动影响大，因此前轴承比后轴承精度高一等级。2021/6/162021/6/164343在滚动轴承代用时一般应考虑以下问题： 第七章 典型机械设备的修理(5)滚动轴承的代用1)根据拆下的旧轴承或机床说明书，找到轴承代号，再从“各国轴承型号对照表”中查到相应国产轴承代号。然后再按“轴承精度等级对照表”查出国产轴承相应的精度等级，再依照轴承使用条件，查出相应的国产轴承(上述两种表格在轴承手册中可以查到)。2)根据轴承的结构、尺寸、类型查找国产同类轴承的尺寸和结构，并参考国内同类轴承精度等级确定代用轴承精度等级，安装后要密切注意代用轴承的工作状况。3)若原轴承精度达不到使用要求，可选用高一级精度的轴承代用，但在安装之前要对所安装部位的轴颈尺寸精度作相应的加工或提高，否则不能达到提高轴的回转精度的目的。4)代用轴承的合适与否可通过实践经验方法判断：代用轴承在使用中的温升是否正常；代用轴承在使用一段时间后精度保持性如何；代用轴承在高速运转时，轴的工作性能是否达到规定要求；代用轴承振动噪声是否在正常的范围以内；代用轴承使用寿命是否受到较大影响。2021/6/162021/6/164444 第七章 典型机械设备的修理第二节 丝杠螺母副和曲轴连杆机构的修理2021/6/162021/6/164545一、丝杠螺母副的修理 第七章 典型机械设备的修理 丝杠螺母副是将旋转运动变成直线运动的传动机构。丝杠螺母副在机床上主要用于实现直线进给运动。这种传动方式具有传动平稳性好，具有自锁能力(滚珠丝杠副除外)等优点，也存在摩擦阻力大、润滑不良等缺点。在普通机床上常用的丝杠螺母副大部分是梯形螺纹或矩形螺纹。普通丝杠螺母副的主要失效形式是螺纹表面的磨损和划伤，丝杠弯曲及丝杠支承轴颈的磨损，有时也会出现螺纹工作表面研伤。若丝杠发生了弯曲，在丝杠传动过程中会产生附加摩擦力，使传动运动阻力增加，运动部件易产生爬行；若丝杠磨损，则丝杠与螺母问的间隙加大，影响运动部件移动的平稳性；若螺母和丝杠螺纹出现划伤，使传动接触面积减小，传动表面接触力增加，摩擦力增加，同样会使运动部件产生爬行，还会使螺母温升加大。这些都会影响机床的运动性能，必须采取措施，进行修复。2021/6/162021/6/1646461丝杠螺母副的精度检验 第七章 典型机械设备的修理丝杠精度检验项目丝杠 直线 度误差丝杠 螺纹 磨损 程度丝杠螺距误差螺距累积误差支承轴颈的尺寸误差螺纹表面粗糙度丝杠直线度检验可用顶尖或等高v形架将丝杠两端支承起来，用平头千分表靠在丝杠外圆表面上转动丝杠，观测表针摆动情况。检测时应将千分表置于丝杠不同轴向位置检测，以最大读数为丝杠直线度误差。用这种方法检验丝杠直线度时要注意支承顶尖孔和轴颈的表面质量，如有损伤要先进行修研，否则检验误差会增大。丝杠螺纹磨损程度可用检测螺纹厚度方法检验，也可用检测螺母丝杠间隙变化程度检验。当测量螺纹厚度时可用公法线长度千分尺或齿轮固定弦齿厚游标卡尺测量螺纹中径齿厚变化量；检测丝杠螺母的间隙可测量螺母在丝杠不同位置(主要是常用工作位置和不常使用位置)的轴向间隙。丝杠螺距误差和螺距累积误差可用工具显微镜测量，也可用量块和百分表测量。2021/6/162021/6/164747 2.丝杠螺母副的修复 第七章 典型机械设备的修理失效丝杠螺母副的修复方法由丝杠的失效形式、失效程度及生产现场的技术条件确定。一般要求修复后的丝杠除满足使用要求外，还应有足够的强度。(1)丝杠的校直直线度超差的丝杠一般都要进行校直校直的方法主要采取冷校直法，丝杠冷校直方法主要有压力校直法和锤击校直法两种。 压力校直法是用通用的压力机或自制的简易校直工装完成。校直方法如图7-16所示，将丝杠用等高v形架支承在校直工作台上，用平头百分表靠在丝杠径向表而，然后转动丝杠，分别测出丝杠弯曲的最高点和最低点并作标记，然后用V形架支承在相邻最低点，用压力机下压高点，下压时用力要恰当并适当超过平衡位置。如此反复，直到丝杠直线度恢复到允许范围。2021/6/162021/6/164848 第七章 典型机械设备的修理锤击校直法如图7-17所示，是用上述方法测出丝杠弯曲点后将丝杠弯曲部分用硬质木块垫实，用专用钢冲顶在丝杠弯曲低点的螺纹内径表面上，用手锤打击钢冲，使丝杠的局部表面产生塑性变形，以形成局部的压应力。如此反复，直至丝杠校直。专用钢冲可以自己磨制，磨制时应使其圆弧部分曲率稍大于丝杠内径，其厚度稍小于丝杠内径宽度。这种方法虽简便易行，但只适用于中小直径丝杠的校直。2021/6/162021/6/164949 第七章 典型机械设备的修理(2)磨损丝杠的修复丝杠的磨损主要是丝杠齿形的磨损。一般磨损后的丝杠大部分都有不同程度的弯曲，因此在修复这种丝杠时往往首先要对丝杠进行校直。 磨损丝杠的修复方法一般采用修复丝杠螺纹、更换新螺母的方法。在精车修复螺纹时一般要经过以下几道工序：1）校直丝杠，使其直线度在规定的范围内。2)精修丝杠外径，因丝杠外径是丝杠螺纹加工的基准。因此在车削修理螺纹前必须精车(或精磨)丝杠外径。使其在全长上直径一致。 3)精车螺纹，在精车前要校核丝杠的强度，根据丝杠允许的最小直径，确定丝杠最大允许加工余量，丝杠修复后，直径减少过多则会影响丝杠强度。2021/6/162021/6/165050 第七章 典型机械设备的修理(3)磨损螺母的修换因丝杠一般采用调质后的碳素结构钢，硬度和耐磨性较高。而螺母多采用黄铜、青铜或铸铁制造，硬度较低，工作部分长度较短，因此一般螺母首先磨损。在通常情况下，凡修复后的丝杠都要更换螺母。更换螺母时需注意螺母的轴线位置，在修理过程中，由于尺寸链的变化往往使丝杠与螺母间的轴线发生偏移，在加工新螺母时需重新设置螺母轴线位置以补偿轴线的偏移。另外螺母的尺寸及牙形也应按新加工的丝杠配制，这样才能满足使用要求。2021/6/162021/6/165151 二、曲轴连杆机构的修理 第七章 典型机械设备的修理曲轴连杆机构一般由曲轴、飞轮、连杆、活塞等零件组成，它是动力机械、制冷机械等往复运动机械的重要组成部分。曲轴连杆机构担负着将往复直线运动转化成旋转运动或者将旋转运动转化成往复直线运动的任务。该机构受力复杂、工作条件恶劣，易于产生损伤和失效。曲轴连杆机构的主要失效形式是曲轴的弯曲、裂纹与轴颈的磨损，连杆轴瓦的磨损与杆体变形，活塞的裙部磨损及环槽的崩溃与断裂等。2021/6/162021/6/165252 1.曲轴的修理 第七章 典型机械设备的修理曲轴是一种重要的动力传递零件。曲轴的结构复杂，各断面尺寸变化大，曲拐处有较大的应力集中。在工作时，曲轴的轴颈与连杆轴瓦接触处承受较大的接触应力，并产生滑动摩擦，由于散热条件不好，摩擦力大，曲轴各轴颈的磨损较大。由于曲轴承受较大的径向冲击力，早冲击力的周期陛较强，而曲轴刚度不大，因此曲轴在工作状态下产生复杂的弯扭变形，在应力集中处易产生疲劳裂纹，在轴颈处易产生磨损。由此可见，曲轴的技术条件要求较高，对曲轴的材质、热处理、加工精度及运转平稳性要求较高。2021/6/162021/6/165353 第七章 典型机械设备的修理(1)曲轴轴颈磨损的修复曲轴轴颈磨损的修复方法，可根据其磨损程度确定其修复方法。在修复前，一般要检查曲轴的弯曲程度，当弯曲大于0.5mm时应先校直后才可修复轴颈。当曲轴轴颈磨损较小时，可用磨削的方法直接修磨轴颈，配以缩小孔径的轴瓦。轴颈磨削尺寸以轴瓦的最接近一组尺寸为限。当曲轴轴颈磨损较大时，可采用热喷涂方法修复，修复完后再用曲轴磨床磨削至标准尺寸，这种修复方法对曲轴的刚度、强度削弱不大，涂层厚度一般不大于1mm。当轴颈磨损较大时，可用自动埋弧堆焊方法修复，焊层控制在2mm以下，施焊到一定厚度(约1mm)后应进行校直。施焊时曲轴应预热到300，施焊后需经低温退火处理以消除因焊接受热不均匀而产生的内应力。2021/6/162021/6/165454 第七章 典型机械设备的修理 (2)曲轴裂纹的修复曲轴受力复杂，承受交变应力大，在曲拐与曲拐臂的交接处易产生横向裂纹，在油孔处易产生纵向裂纹，横向裂纹危害较大。曲轴裂纹可用磁力探伤或渗透探伤方法检测。对于浅表的裂纹可用磨削的方法将裂纹磨去。在磨削时对曲拐臂与曲拐连接处的圆角要严格控制，表面粗糙度要小，有时还要进行滚压加工；对于较深的裂纹可用焊补的方法修复。焊修时，在裂纹处开坡门采用热焊工艺，并严格控制焊接工艺参数，焊后对曲轴进行整体退火以消除应力。2021/6/162021/6/165555 第七章 典型机械设备的修理 (3)曲轴变形的修复曲轴使用一段时间后，大部分会产生一定的变形。这种变形除弯曲外有时还会产生扭曲变形。曲轴变形后将影响活塞的止点工作位置，使余隙变大，影响发动机的工作效率。曲轴弯曲变形可用压力冷校直法进行，对于直径较大的曲轴，也可以采用热校直法修复，校直后需注意曲轴的尺寸精度变化情况。2021/6/162021/6/165656 2.活塞连杆组的修理 第七章 典型机械设备的修理活塞连杆组由活塞组件和连杆组件两部分组成，由于发动机燃油的爆燃使活塞连杆组件在高温高压和冲击力的作用下工作，活塞连杆组件易产生失效和损伤。因此，活塞连杆组件的检修是发动机修理的重要工作内容之一。2021/6/162021/6/165757 第七章 典型机械设备的修理(1)活塞组件的修理活塞组件包括活塞、活塞环、活塞销等零件。在长期使用后，这些零件均产生不同形式的失效，需逐项检查修整。由于活塞一般由铝合金制造，其强度和耐磨性能较差，易产生损伤，活塞的损伤形式主要有活塞顶部产生裂纹或穿洞，活塞环槽边缘变形或断裂，活塞销孔磨损或变形，活塞裙部磨损或变形。对于这些失效形式，除活塞环槽与销孔有少量磨损可修复外，其他失效均无修复价值，需要更换。更换活塞时，应选用同一厂牌的成组活塞，直径差和重量差均应在规定的范围内，否则发动机工作效率将变低，振动和噪声将增加。2021/6/162021/6/165858 第七章 典型机械设备的修理活塞销孔的磨损主要发生在其受力较大的上下方向，形成椭圆。修理时可按加大尺寸的活塞销尺寸修复，用可调长刃铰刀同时铰两个销孔达到所需配合尺寸，然后更换活塞销。活塞环槽的磨损部位发生在轴向与活塞环端面接触的部位，使其截面变成阶梯形或外大内小的梯形，环槽变宽，第一道环槽磨损最大。环槽磨损后，活塞环密封性变差，从而造成漏气、窜油、烧机油等现象，大大降低了发动机的效率。活塞环槽的磨损可用专用夹具在车床上按照加大尺寸的活塞环槽尺寸车削环槽端面，使其恢复平整，恢复活塞环的密封性能。缸体修磨或活塞修配后，活塞环必须更换。更换活塞环时，需与气缸及活塞的尺寸相适应。活塞环要与缸壁做漏光检查和端隙检查，与活塞做背隙和边隙检查。漏光圆弧不大于20mm，端隙在规定的数值内(可查资料)，背隙在0.10.35mm之间，边隙应保证活塞环在槽内有适当的轴向移动量。安装时活塞环槽口要周向错开，均匀分布以防止漏气和窜油。2021/6/162021/6/165959 第七章 典型机械设备的修理(2)连杆组件的修理连杆是将活塞得到的动力传递到曲轴的构件。连杆组件由连杆体、大头轴瓦和小头衬套、连杆螺柱组成。连杆组件的失效形式主要有：衬套和轴瓦的磨损、杆体的变形及裂纹、螺柱的裂纹及拉长等。连杆变形后会使连杆大小头孔的轴线的平行度超差，影响连杆的运动性能。因此，连杆变形可用心棒装入连杆大小头孔，用等高V形架支承其大头孔心棒，用百分表检验小头棒孔心对大头孔心 棒的平行度如图7-18所示。2021/6/162021/6/166060 第七章 典型机械设备的修理 连杆的变形超差时可用压力冷校直法校正其弯曲变形，用相对转动两心轴校正其扭曲变形。校正后需将连杆加热到400500保温1h后再一次校验连杆变形，以保证校正的稳定性。连杆大头轴瓦和小头衬套磨损时应按修后的曲轴和选配后的活塞销尺寸更换和修配。小头衬套更换时可用压力机将衬套压入连杆孔，注意两者的配合尺寸和油孔的位置。大头轴瓦更换时要注意与曲轴轴颈的配合及接触精度，对于巴氏合金轴瓦按配合尺寸装配后即可使用，对于铜轴瓦一般应与曲轴进行刮研，刮研时应注意参考对开轴瓦刮研时的技术要求。连杆螺柱失效后，一般无修复价值，直接更换新螺柱。在安装螺柱时，要注意螺柱的拧紧力矩大小和锁紧机构的可靠性，一般应使用扭力扳手。2021/6/162021/6/166161 第七章 典型机械设备的修理第三节分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整2021/6/162021/6/166262一、分度蜗杆副的失效形式 第七章 典型机械设备的修理 机床上的分度蜗杆副一类用来传递连续的精确分度运动，如齿轮机床的分度蜗杆副传动。另一类用作静态的间断分度，如坐标镗床的回转工作台和分度头的分度回转。分度蜗杆副精度要求较高，制造周期长，成本高。因此，分度蜗杆副一旦精度超差，采用修复的方法比较经济。2021/6/162021/6/166363 第七章 典型机械设备的修理分度蜗杆副的传动属于摩擦传动，这种传动方式摩擦阻力大，润滑条件不良，在工作过程中易产生磨损类的失效形式。当蜗轮外观检查无上述磨损情况，但精度超差时，则可能是蜗杆副定位精度下降，或制造质量不高造成的精度下降。当蜗杆副高速运转且润滑不良时，易造成滑动面在高速高压作用下发生油膜损坏而形成金属直接接触，此时温度不断升高将齿面烧伤，严重时产生表面局部咬焊后又撕开，形成金属转移而发生粘接磨损；当蜗杆副低速运转且润滑不充分时，齿面无法建立稳定的油膜，造成金属间相对摩擦力加大，产生类似研磨的机械磨损现象；当润滑油酸值过高，或因长期使用而氧化时，油中腐蚀性介质将齿面腐蚀出许多点状小坑，随时间延长，小坑变深从而形成化学点蚀腐蚀；2021/6/162021/6/166464二、分度蜗杆副的精度检查 第七章 典型机械设备的修理分度蜗杆副的精度检测方法蜗杆副单个要素检测蜗杆副综合要素检测检测蜗杆副中每一零件的各项几何精度检查蜗杆副啮合过程中分度精度的状况静态综合测量法动态综合测量法2021/6/162021/6/166565 1.静态综合测量法 第七章 典型机械设备的修理 这种方法是将蜗杆副装入机器内，调整各部分间隙和跳动等技术指标使之符合技术要求，然后用仪器测出蜗杆准确回转一周(或1/Z1转)，蜗轮所转过的实际角度(或弦长)对理论正确值的偏差。蜗杆输入转角的测量可用刻度盘与读数显微镜定位法，光学准直仪与多面体定位法及水平仪定位法等多种检测方法。图7-19所示是刻度盘与读数显微镜定位法。这种方法是将刻度盘固定在分度蜗轮轴3上，用读数显微镜8对准刻度盘4找正，分度蜗轮轴转动的准确圈数即可从显微镜中读出。微动蜗杆l可带动刻度盘4实现微调。2021/6/162021/6/166666 第七章 典型机械设备的修理蜗轮转角计量法可用经纬仪计量法和比较仪测量法。图7-20所示为经纬仪检测滚齿机工作台分度精度示意图。在图中，用夹具把经纬仪5固定在蜗轮的回转中心线上(经纬仪回转中心线与蜗轮的回转中心重合，同轴度误差不超过0.0050.015mm，回转平面与蜗轮回转平面平行，平行度公差为每米长度内不超过0.02mm)，用平行光管7作为定位基准，调整平行光管的位置和经纬仪的焦距，使平行光管的十字线在经纬仪5望远镜划板上成像并对中，这时再将经纬仪水平刻度线对准零位。测量时，蜗杆转过1/Z1转，蜗轮便转过一个齿角，经纬仪随之偏离基准标志。松开经纬仪垂直轴的锁紧手柄，转动经纬仪，直至成像近似重合时锁紧，转动微调手轮直到成像图完全成像后转动经纬仪光学千分尺手轮，使正像与倒像刻度线完全重合。这时在读数显微镜l中便町读出该位置的实际角度值：如此重复操作，直至全部齿测量完毕，并记录全部实测角度值。这种测量方法属于绝对测量法，经纬仪上测出的角度值与理论角度值之差就是分度误差。2021/6/162021/6/1667672.动态综合测量法 第七章 典型机械设备的修理静态综合测量法的缺点是间歇测量，不能连续反映运动误差，在有条件的情况下，应尽量采取动态练台测量。静态综合测量法的缺点是间歇测量，不能连续反映运动误差，在有条件的情况下，应尽量采取动态练台测量。图7-21所示为动态测量蜗轮运动误差的磁分度检查仪原理图。在蜗杆轴上输入连续旋转运动后磁分度盘便连续分度，它可以在机床运转过程中测量蜗杆副的运动误差。由图中可以看出，在蜗杆3上和蜗轮2上分别装有磁分度盘1、5，其电磁渡数的比值等于其传动比。由于磁头4、8拾取信号的相位是不变的，运动中每一个不均匀的运动都将使磁分度盘1、5的比值发生变化，从而使磁头记录的相位差发生变化。这种变化经比相仪6后，由记录器7记录下来，即可得到一个周期的误差曲线。2021/6/162021/6/166868 第七章 典型机械设备的修理由上述两种综合测量法可知，综合测量所得的偏差是蜗杆副在啮合状态下的传动精度和工作台回转精度在某瞬间的综合值，除包括蜗轮蜗杆本身制造误差外，还包括工作台的精度、蜗轮蜗杆的安装精度、回转精度。因此其测量结果接近于蜗杆副的实际工作状态，对蜗杆副修理前、修理中和修理后的检验十分有用。2021/6/162021/6/166969 三、分度蜗杆副的修复方法1.机械加工修复方法 第七章 典型机械设备的修理分度蜗杆副的修复方法主要有精滚、剃齿、珩磨、刮削等切削方法。各种修复方法的选择主要是由蜗轮蜗杆传动的结构形式、蜗杆副的精度等级、磨损程度和精度下降程度、修理部门的工艺技术装备情况确定。2021/6/162021/6/167070 第七章 典型机械设备的修理对于同定中心距蜗杆副的修复，无论采用精滚、剃齿、珩磨或刮削中的哪一种方法修复，都需配制新的蜗杆保证啮合间隙。在精滚或剃齿时，除了必须严格控制加工时的中心距外，还必须严格控制刀具齿厚和轴向窜刀量，并按照滚刀或剃齿刀的齿厚配制蜗杆，严格控制齿厚。通常所用的滚刀和剃齿刀是特制的，并在加工滚刀和剃齿刀时，将工作蜗杆一并制造出以保证两者的相应齿面压力角完全一致。当采用珩磨修复蜗轮时，也可采用上述方法制造专用珩磨蜗杆加工蜗轮。对于可调中心距的蜗杆副分度机构的修复，因为可以调整中心距，通常采用径向变位修正蜗轮，精磨修复蜗杆的方法。精磨蜗杆时，蜗杆的齿面压力角也要和所修复蜗轮齿面滚刀的压力角一致，但齿厚可不必像固定中心距蜗杆副那样严格控制。当采用精滚或剃齿法修复蜗轮时，应在精密滚齿机上加工，齿厚减薄量参考值为：滚齿0.260.5mm剃齿0.10.2mm。蜗杆应在精密螺纹磨床或蝠杆磨床上加工，修理齿厚减薄量参考值为：0.150.3mm。2021/6/162021/6/167171 2.手工修复方法 第七章 典型机械设备的修理分度蜗杆副的机械加工修复方法具有劳动强度低，修复效率高等优点，但需配制专用刀具，修复成本较高。若采用手工修复方法(即刮削修复方法)，可省去配制专用刀具，其修复精度不受加工设备的影响，虽效率不高，但对于单件生产的修理工作来说更具有实用价值。刮削修复法的操作过程是：1)将需刮削的蜗轮安装在分度机构上，调整好各项安装精度及间隙，装人蜗杆并调整到啮合位置。2)在分度蜗轮的每个齿上写上序号，并用静态综合测量法测出蜗杆每转一转(或1/z)时蜗轮的分度误差T。2021/6/162021/6/167272 第七章 典型机械设备的修理3)计算出每个齿面的刮削量，刮削量的计算方法及步骤如下： 根据测量所得的分度误差T，换算成齿距误差t(m)。即式中df2分度蜗轮节圆直径。绘制齿距累积误差(t)曲线图，计算累积误差值。在同一侧齿面中，选取一个基准齿面作为刮削其余齿面的基准。一般将齿距最小的齿面(在曲线上的最低点)作为基准，基准确定以后，便可以计算出其余各齿的刮削量。根据刮削量的大小，将全部刮削量分成若干组，分批分组地依次刮削。刮削时用力要均匀，并测量出每刮一次齿面误差的修正量。刮点以着色法研点为准，并应交叉刮削，刮痕要浅，无尖锐的凸凹痕迹，花纹要相互细密排列，刮研点数控制在20点/(25mm25mm)以内。2021/6/162021/6/167373 第七章 典型机械设备的修理例如，某厂有一机床分度蜗轮采用刮削修复法进行修复。其参数为m=4mm，z=33，单头蜗杆。首先将蜗轮轮齿编号并用静态综合测量法，测出蜗轮每个齿的分度误差T，并将测量结果填在表7-2内并绘制成齿距累积误差曲线图，如图7-22所示。根据误差的大小，将全部余量分三次刮削：第一次刮削EF直线以包含的各齿；第二次刮削EF和CD直线间所包含的各齿；第三次刮削CD和AB直线间所包含的各齿。由图7-22可知，第三次刮削时，除第29齿不需刮削外，其余各齿均需要刮削，这样刮削量就加大了。为了减少刮削量，如果第二次刮削后，精度已满足要求，可不进行第三次刮削。2021/6/162021/6/167474四、齿轮传动的失效与修复 第七章 典型机械设备的修理齿轮传动具有传递运动准确，传动精度高，传动效率高等优点，但齿轮传动具有加工制造困难，装配精度要求高等缺点。齿轮传动是靠轮齿间的啮合实现动力传动的机构，由于传递力矩和工作条件的影响，在传动过程中易产生不同形式的磨损。在开式齿轮传动中，由于粉尘等杂质的侵入，易使齿面产生磨料磨损；在闭式齿轮传动中，在交变接触力的作用下，齿面易产生疲劳点蚀；传力较大的齿轮在交变力和冲击力的作用下轮齿齿根易产生裂纹甚至断裂；润滑不良的齿轮传递力矩较大时易产生齿面烧伤和胶合。2021/6/162021/6/167575 第七章 典型机械设备的修理齿轮的失效形式是多种多样的，其修复方法主要根据齿轮的失效形式，生产技术条件和使用要求确定。对于中小模数齿轮，备件充足时，一般不进行修复，直接更换新齿轮。但在更换齿轮时，一般成对更换，以保证啮合性能。当备件无法满足要求时，可用精整方法修复大齿轮，更换小齿轮。对于单侧齿面点蚀的齿轮，当齿轮结构允许时，可将齿轮反装让没有磨损的齿面参与工作。对于大模数齿轮的磨损，可用喷涂方法修复尺寸，然后再精整齿面。对于断齿和有裂纹的大模数齿轮，用镶齿或焊补法修复。2021/6/162021/6/167676五、齿轮传动的装配与调整 第七章 典型机械设备的修理齿轮修复并加工精度合格后，其传动性能的优劣主要取决于装配质量的高低。(1)装配前的准备工作为了保证装配质量，齿轮传动机构在装配前首先要对相关零件进行检查与试装，检查项目主要有：1)齿轮在装配前，首先要检查箱体孔的各项精度，主要有：孔的尺寸精度、形状精度、位置精度，孔之间的中心距及孔的表面粗糙度等。这些精度将影响齿轮的啮合性能，因此使这些精度满足技术要求十分重要。2)检测齿轮和轴的装配尺寸精度，必要时试装齿轮，检测轴上键的配合性能，修整安装表面的毛刺及倒角。2021/6/162021/6/167777 第七章 典型机械设备的修理(2)装配中的调整方法齿轮装配后必须经调整才能达到精度要求。齿轮调整时应达到下列要求： 1)轴向定位要准确，齿轮副安装时要逐一检查与调整，相啮合的齿轮应以轴向中心平面为基准对中。当轮缘宽度小于20mm时，轴向错位不得大于1mm；当轮缘宽度大于20mm时，轴向错位不得大于轮缘宽度的5，但最多不得大于5mm。2021/6/162021/6/167878 第七章 典型机械设备的修理 2)啮合间隙要正确，齿轮啮合间隙可用塞尺、百分表或压铅丝的方法检查，其间隙应符合标准规定。用千分表检查啮合间隙的方法可用图723所示的方法，即将表座1放在箱体上，把检验杆2装在齿轮A的轴上，千分表触头顶住检验杆，使齿轮B不动，转动齿轮A记下千分表指针读数。即式中0千分表读数(rnm)；r转动齿轮A的节圆半径(mm)：L检验杆中心到千分表触头间距离(mm)。2021/6/162021/6/167979 第七章 典型机械设备的修理3)啮合位置要正确，齿轮啮合位置的检验可用着色法通过检查接触斑点判断。齿轮正确的啮合位置应当在节圆附近和齿宽中段，如图7-24a所示。图7-24b、图7-24e所示为齿轮中心距不合适，图7-24d所示为轮齿歪斜，这些均需查找原因予以修正。4)配合要适当，用花键或滑键联接的齿轮应能在轴上灵活的轴向滑移，但周向间隙小。5)装配后的齿轮要求转动平稳，无异常的声响。对于精密传动的齿轮，要采取定向装配，检测装配精度。2021/6/162021/6/168080六、齿轮传动的精度补偿调整法 第七章 典型机械设备的修理在齿轮传动副装配时，如果用普通装配法难以达到精度要求，可采用精度补偿调整法提高齿轮的传动精度。补偿调整法又称相位补偿法，它是通过调整齿轮齿距最大误差的方向补偿装配后综合性误差的一种装配方法。目前通常采用以下方法：(1)轴、轴承及轴孔的相位补偿对于压人箱体的轴套应使轴套外径的尺寸公差与箱体孔的公差相适应，对于安装滚动轴承的轴应使安装后轴颈的径向跳动误差与轴承的径向跳动误差相补偿；对于固定不转的轴，可调整轴的周向位置，使之适当补偿轴的中心距误差。(2)齿轮在轴系上的相位补偿就是将齿轮与轴的误差相位调至180，抵消相位误差，即使齿轮的最大径向跳动处与轴的最小径向跳动处相补偿。2021/6/162021/6/168181 第七章 典型机械设备的修理第四节 固定联接和壳体类零件的修理2021/6/162021/6/168282 第七章 典型机械设备的修理在机械设备中，固定联接主要指机件间的螺纹、键及过盈配合等可拆卸的联接方式，这些联接经过长时间的使用、修理和拆装，因而都会发生不同程度的损伤或变形。在设各的修理过程中，经常会遇到这些联接的修理与调整问题。壳体类零件主要包括箱体、箱盖、机体、缸体、缸盖等零件。这些零件一般作为基础零件且多为铸铁件，对壳体类零件要求具有一定的刚性和强度、良好的密封性和抗振性。在使用过程中，由于使用不当或设计制造缺陷的存在，壳体类零件易产生局部磨损、局部泄漏或锈蚀，有时甚至产生开裂等缺陷。这 情况均会影响壳体类零件的性能，使之无法正常使用。2021/6/162021/6/168383一、螺纹联接的修理与调整1.螺纹联接的失效与修复 第七章 典型机械设备的修理螺纹联接是靠螺纹的齿形的接触实现机械零部件的结合，靠螺纹斜面的摩擦实现自锁。经多次拆装和锁紧力的作用，螺纹部位易产生磨损、损坏、断裂等失效形式，有时安装不当还会出现螺纹错乱现象，这些失效都会使螺纹失去正常的联接功能。螺纹联接的修复方法是由其失效形式和螺纹种类而定的。对于标准件和较简单的螺纹联件的失效，一般无修复的必要，经常采取更换新件的方法。对于非标准件螺纹或较大的形状复杂零件上的螺纹部位可采取修复方法，以降低修理成本，缩短修理周期。对于箱体零件或壳体零件上螺柱孔的失效，可采用扩大钻孔后加工螺纹的方法，也可用堵塞原孔重新加工螺纹孔的方法修复。对于轴类零件的螺纹可采用堆焊填充螺纹后重新加工螺纹的方法也可用车削螺纹后新配制螺母的方法修复。无论采用哪种修复方法，都要防止机械零部件的变形和机械零部件强度和刚度的削弱。2021/6/162021/6/1684842.螺纹联接的调整 第七章 典型机械设备的修理螺纹联接的装配，可根据其紧固部件的结构形式选用相应的扳手和旋具。要注意旋向和锁紧方式，对于不通孔螺纹还要注意螺孔深度和螺柱长度，锁紧力矩根据螺柱直径和锁紧力要求确定。(1)螺纹的防松螺纹联接具有自锁作用，在正常情况下，螺纹不会自行松脱，但在冲击、振动、交变载荷条件下或在工作温度变化很大的情况下工作的螺纹联接机构，必须采取防松措施以保证联接可靠。目前常用的螺纹防松方法主要有摩擦防松、机械防松、铆冲防松和粘合防松。2021/6/162021/6/168585 第七章 典型机械设备的修理 (2)双头螺柱调整螺纹中径的配合性质主要有普通配合、过渡配合和问隙配合三种双头螺柱多为过渡配合，或带轴肩的问隙配合。装入机体时可用图7-25所示的拧紧方法，装人后应检查螺柱的垂直度，若垂直度超差，应修正螺纹孔。2021/6/162021/6/168686 第七章 典型机械设备的修理(3)螺纹联接的预紧对于一些特殊的螺纹联接，预紧力都有相应的规定，可查找有关资料进行计算。对于一般要求的螺纹联接，预紧力矩可查找有关的经验数据确定。预紧力矩的控制方法可用指针式扭力扳手等。2021/6/162021/6/168787 二、键联接的修理与调整 1.键的失效与修整 第七章 典型机械设备的修理键在传递转矩过程中，长期受到挤压和剪切力的作用，容易产生键侧磨损变形、键糟挤压变形等，使键传递转矩大大减小，以至尤法正常使用。键的修整主要由键的结构形式确定，由于松键和紧键大多数为标准件且造价不高。因此，键体盼揖伤一般没有修复的价值，多采用配制新键的方法；键糟的损伤可采取扩大尺寸加工法，也可采用换位加工法，加工后要配制新键。对于花键的磨损可采用焊补修复尺寸后再用机械加工的方法修复，也可用局部更换花键套的方法修复花键，当采用焊补修复法时要防止花键轴变形。2021/6/162021/6/1688882.键联接调整 第七章 典型机械设备的修理松键的装配要在装前检查键侧直线度、键槽对称度，键体与键槽试装后，清理键和键槽毛刺，用铜棒垫着打人或用压力机压入。装配后要检查被装件的位置精度及键的配合情况在非配合面键顶要留有间隙。对于紧键装配要注意上下工作表面分别与轴槽、轮毂槽底部贴紧，在两侧留有间隙。甩着色法检查表面接触情况，钩头和轴轴件端面应留有一定间隙。对于花键，装配前应按图样检查相配件的尺寸精度，对于固定联接花键。若带有过盈时，可用铜棒打人，过盈较大时应将套件加热到80120后热装，滑动联接花键装配后直滑动自如无阻滞，用手转动轴套时应没有晃动间隙的感觉。2021/6/162021/6/168989三、过盈联接件的修理与调整1.过盈联接件的失效与修复方法 第七章 典型机械设备的修理过盈联接件属于不常拆卸联接，这种联接方式在振动和力的作用下有时会出现松动或断裂等失效形式。对于过盈松动可用镀涂的方法修复；对于尺寸变化且受力不大处，也可采用塑性变形法修复尺寸；对于开裂的零件一般应更换，受力不大处也可采用焊补修复尺寸的方法。2.过盈联接的调整过盈配合件的装配方法要根据机械零部件的使用要求和过盈量大小选用合适的装配方法，常用的装配方法有压装法、热(冷)装法和液压套合法等。2021/6/162021/6/169090 第七章 典型机械设备的修理图726a所示为加垫块敲击装入零件的方法，此法适用于精度要求低，配合长度短的过盈配合，多用于单件生产。图7-26b、c、d所示为利用压力机压装零件的方法，这种方法导向性好，在机修中经常使用。图7-26e所示为气动杠杆压力机，多用于批量生产。(1)压装法2021/6/162021/6/169191 第七章 典型机械设备的修理(2)热(冷)装法这种方法多用于过盈量较大的配合。采用热(冷)装法时，将被装零件的孔加热膨胀以后把轴(未经加热)装入，冷却后即呈过盈配合联接状态。冷装法是用液氮或干冰将轴冷却缩小后装入孔(未经冷却)内，待温度均衡后达到过盈联接状态。热(冷)装法的加热(冷却)温度可根据室温下过盈量和装配时所需要的最小间隙用下式计算，即式中t加热后温度与室温之差()；K装配热损失系数(热天K=1.11.15，冷天K=1.151.2)；室温下实际过盈量(min)；min装配最小保证间隙(见表7-3)；材料线胀系数(K-1)d配合名义直径(mm)。2021/6/162021/6/169292 第七章 典型机械设备的修理2021/6/162021/6/169393 第七章 典型机械设备的修理(3)液压套合法对于有特殊要求的薄壁零件(如主轴的滚动轴承内、外圈)可在轴上加工出液压套合装配油路用专用液压装置进行装配。图7-27示为主轴轴承液压套台装配装置图，用手动液压泵产生高压油，经管路进入轴颈的环形油槽内，由于轴承内环与轴颈贴合在一起，使环形槽有一封油空间使高压油进入后将轴承内环孔胀大与此同时在轴承端面施加轴向力将轴承压人。2021/6/162021/6/169494四、壳体类零件的修理 第七章 典型机械设备的修理由于壳体类零件形状比较复杂，制造周期较长，备件不足，因此除损坏十分严重外，一般均修复后继续使用。随着技术的发展，对壳体类零件修复的方法也呈多样性，对不同壳体类零件的不同部位损伤应用不同方法修复。1)对于基础件导轨的磨损可采用磨削或刮削的方法修复，有时修整后要在表面镶条以补偿其修磨的尺寸层。对于导轨上的划伤、气孔等局部缺陷可采用焊补或用环氧树脂与金属粉末相混合后粘补的方法修复。2)对于安装孔磨损的壳体类零件可采用刷镀修复孔径尺寸，也可选用热喷修复技术，对于孔径较大而孔间距尺寸足够的孔可采用镶套的方法修复。2021/6/162021/6/169595 第七章 典型机械设备的修理 3)对于受力较大而产生裂纹的机体零件可采用焊补的方法修复，也可采用金属扣合的方法修复。4)对于一般的箱体零件产生的裂纹，可采用焊补或粘接后安装加强板的方法修复。5)对于密封性要求较高的壳体类零件如发动机缸体等，可采用焊补或粘接的方法修复。6)对于箱体与箱盖、缸体与缸盖的结合面，由于变形等原因使配合不严密失去密封性时，可采用磨削或刮研方法修复。2021/6/162021/6/169696 第七章 典型机械设备的修理7)对于气缸孔的磨损可采用镗缸的方法修复。若修理尺寸加大较多时，如汽油机的气缸孔加大尺寸超过标准尺寸1.5mm，或柴油机的气缸孔超过2mm时，应考虑更换新缸套。不超过上述尺寸范围时，应按规定级别确定各次修理尺寸，选取0.25mm为一级，通常采用0.5mm、0.75mm、1.00mm、1.50mm四级。在镗缸以后，更换加大直径的活塞。需要说明的是：在修复壳体类零件选择各种修复方法时，除要考虑强度、刚度条件外还要考虑修复方法对零件精度的影响。如同是壳体类零件的裂纹，精度要求不高时可用焊补修复，而精度要求较高时则只能采用粘接或金属扣合方法修复。2021/6/162021/6/169797 第七章 典型机械设备的修理第五节 卧式车床的修理2021/6/162021/6/169898 一、卧式车床修理前存在的主要问题 第七章 典型机械设备的修理卧式车床经过一个大修理周期的使用后，由于主要零件的磨损和变形，使机床的精度和主要力学性能大大降低，需要进行大修理。通常，机床在修理前，要对其主要零部件的工作状况和故障程度进行认真的检查，针对存在的问题做好技术准备。2021/6/162021/6/169999 第七章 典型机械设备的修理1.车床加工精度的超差卧式车床加工精度的超差是由多种因素造成的，其表现形式也具有多样性。以其所加工零件精度超差的形式分类，主要有以下几种：(1)加工零件的圆柱度超差卧式车床所加工零件圆柱度的超差，主要是床身和床鞍间接触导轨面的磨损引起的。由于横向切削刀的作用和运动频繁程度的差异，使床身导轨靠近主轴部分磨损严重，从而引起所加工零件表面的圆柱度超差。当车削圆柱外表面时会形成鼓形，当车削内孔时会形成锥孔。如图7-28所示2021/6/162021/6/16100100 第七章 典型机械设备的修理卧式车床床身导轨(与床鞍接触部分)呈“山一平型”结构，切削加工时，各导轨面受力情况不同，导轨导向面的磨损程度也不一样，导轨的磨损对所加工零件的综合影响如图7-29所示。若平导轨磨损量为1，山形导轨磨损量分别为2和3导轨磨损后，刀具由1位置变化为2位置，所加工工件的直径由d0化为d，即产生误差o理论分析表明，上述几何量之间的关系为由上式可以看出，山形导轨靠近主轴斜面的磨损量2对所加工的零件几何精度影响最大。2021/6/162021/6/16101101 第七章 典型机械设备的修理(2)加工零件的平面度超差在车削零件端面时，刀具在中滑板的带动下，沿床鞍导轨作横向直线运动。当床鞍横向导轨磨损后，刀具运动的轨迹产生了倾斜，从而引起了加工零件端面的平面度超差。由于横向导轨靠主轴一侧的导轨面磨损严重，机床所加工出零件的端面将出现中凸现象。(3)加工零件表面粗糙度超差机床主轴轴承磨损后，主轴零件的回转平稳性受到影响。机床床身导轨磨损后，溜板箱下沉。使丝杠和光杆产生弯曲也引起驱动床鞍移动的齿轮与齿条啮合间隙变大，从而造成鞍移动速度的均匀性受到影响。这些因素都会造成加工零件的表面粗糙度超差。(4)其他因素引起的加工精度超差除了上述因素会引起加工零件的精度超差，主轴箱产生不正常温升，导轨面间接触刚度降低，主轴支承的刚度降低，以及各运动的磨损引起机床振动的加剧，都会使车床的加工精度降低。因此，若要恢复卧式车床的加工精度，应从多方面人手，恢复车床各部件的几何精度和配合精度。2021/6/162021/6/161021022.主轴部件刚度降低 第七章 典型机械设备的修理主轴部件的剐度是指在外力作用下，主轴抵抗变形的能力。车床主轴部件的刚度是由许多因素决定的，它不但取决于主轴的结构和尺寸、主轴轴承的类型和配置形式、轴承间隙的调整等。还与主轴上传动件的布局形式和各零件的制造精度与装配精度有关。主轴部件刚度降低的主要原因，是由于主轴长期运转及切削力的作用，造成主轴部件中零件的磨损。其中影响最大的是主轴支承轴承的磨损，特别是前轴承的磨损。当采用滑动轴承时，由于磨损使主轴轴颈变细，同时主轴与轴承间的接触面积减小，降低了主轴的刚度；当采用滚动轴承时，滚动体及滚道的磨损，会使轴承的预紧力减小，轴承内外圄及相应的轴孔的损，使轴承产生松动，这些都将造成主轴的刚度降低。卧式车床主轴刚度将直接影响车床加工精度。2021/6/162021/6/161031033.车床振动、噪声及温升的增加 第七章 典型机械设备的修理卧式车床传动方式多为齿轮传动，当齿轮磨损后，齿轮的啮合间隙及轮齿间的接触部位发生变化，传动轴上轴承间隙增加，传动轴上零件产生松动，这些都使车床在运转时振动增加，同时引起噪声增加。振动的加剧还会影响加工零件的表面质量，噪声的增加会污染环境，引起操作者的疲劳。另外，由于磨损使运动副间润滑状况变差，会引起主轴箱温度异常升高。主轴箱和主轴部件的温升使机床产生热变形会引起主轴回转精度降低。以上分析表明，卧式车床在使用一段时间后，特别是在主要零件磨损后，会表现出备种各样的故障现象。车床在修理前，应认真调查其工作状况，了解其运转状态，以期在修理过程中做到有的放矢，集中力量解决主要问题。2021/6/162021/6/16104104二、卧式车床主要修理尺寸链的分析 第七章 典型机械设备的修理卧式车床在使用过程中，各种运动部件之间产生的磨损和变形，使车床的尺寸链发生了变化。车床修理的主要工作之一，就是修理和恢复这些尺寸链各环间的精度关系，以保证装配尺寸精度。在分析卧式车床修理尺寸链时，首先要研究车床的装配图，分析它的装配特点，根据车床各零件表而间存在的装配关系或相互尺寸关系，查明主要尺寸链，为正确制订修理工艺提供依据。2021/6/162021/6/16105105 1.修理尺寸链的分析 第七章 典型机械设备的修理分析机床尺寸链时应从最基本的尺寸链开始，根据各部件的装配技术要求，查明其他相关尺寸链。通常，基本的尺寸链是保证机床加工精度的相关尺寸链。在分析尺寸链时，我们可利用机床精度检验标准和装配精度要求，确定修理尺寸链的封闭环及其公差，再以各每部件的位置和装配关系确定尺寸链的其他环。为了查找和分析方便。应当将所确定的各主要尺寸链的相互关系分别标明在机床总体布局图上。图7-30所示为卧式车床的主要修理尺寸。2021/6/162021/6/16106106 第七章 典型机械设备的修理2021/6/162021/6/16107107 第七章 典型机械设备的修理 (1)保证前后顶尖等高的尺寸链前后顶尖的等高性是保证加工零件圆柱度的主要尺寸，也是检验床鞍沿床身导轨纵向移动直线度的基准之一。这项尺寸链由下列各环组成：床身导轨基准到主轴轴线高度A1。尾座垫板厚度A2，尾座轴线到其安装底面距离A3，以及尾座轴线与主轴轴线高度差A组成。其中A为封闭环A1为减环，A2、A3为增环。各组成环关系为车床经过长时期的使用，由于尾座的来回拖动，尾座垫板与车床导轨接触的底面受到磨损，使尺寸链中组成环A2减小，而扩大了封闭环A的误差。大修时，A尺寸的补偿是必须完成的工作之一。2021/6/162021/6/16108108 第七章 典型机械设备的修理(2)控制主轴轴线对床身导轨平行度的尺寸链车床主轴轴线与床身导轨的平行度是由垂直面内和水平面内两部分尺寸链控制的。如图7-30a所示，主轴轴线在垂直面内与床身导轨间的平行度是由主轴理想轴线到主轴箱安装面(与床身导轨面等高)间距离D2，床身导轨面与主轴实际轴线间距离D1及主轴理想轴线与主轴实际轴线间距离D组成。D位封闭环D的大小为主轴实际轴线与床身导轨在垂直面内的平行度。上述尺寸链中各组成环间的关系为2021/6/162021/6/16109109 第七章 典型机械设备的修理同理由图7-30b可以看出，控制主轴轴线在水平面内与床身导轨(指床身山形导轨中线)平行度的尺寸链是由主轴理想轴线到床身导轨面间距离 和床身导轨面与主轴实际轴线间距离 主轴理想轴线与主轴实际轴线间距离 组成 封闭环，各环之问的关系为在车床的修理过程中，由于床身导轨的修刮整形使尺寸链中D2和 叫发生了变化，从而使主轴轴线与床身导轨的平行度产生了变化，即尺寸链中封闭环D和 尺寸超差。为此，可以通过修刮主轴箱底面和调整主轴箱底面螺柱来调整主轴轴线在垂直面内和水平面内与床身导轨的平行度。2021/6/162021/6/16110110 第七章 典型机械设备的修理 (3)控制尾座套筒轴线对床身导轨平行度的尺寸链尾座套筒轴线对床身导轨的平行度，会影响尾座套筒伸出不同长度时的尾座顶尖位置精度，同时也影响加工零件的圆柱度。尾座套筒轴线对床身导轨的平行度，由垂直面内尺寸链E1、E2、E3、E和水平面内的尺寸链 、 、 组成。它们之间的关系是为了保证尾座套筒轴线与床身导轨的平行度，要求E0.051000， 0.011000。在使用过程中，尾座在床身上的拖动造成了尾座垫板底面与床身导轨的磨损，使E和 超差。这时可通过镶补和修整尾座垫板底面与床身接触的导轨面，来保证和恢复尾座轴线的位置精度。2021/6/162021/6/16111111 第七章 典型机械设备的修理(4)控制丝杠(光杆)轴线与床身导轨平行度的尺寸链当车床床鞍在床身上纵向移动时，穿过溜板箱上开合螺母孔(安全超越离合器孔)的丝杠(光杆)必须与床身导轨保持平行，丝杠(光杆)与床身导轨的平行度，由水平面内的尺寸链和垂直面内的尺寸链控制。图7-30a、图7-30b所示尺寸链各组成环间的关系为车床床身导轨和床鞍导轨的磨损都会使上述两组尺寸链中B和C尺寸发生变化，导致丝杠(光杆)轴线与床身导轨的平行度超差。在垂直面内B的修复可以从两方面着手：镶垫溜板导轨面，使导轨磨损量得到补偿；修刮进给箱安装面，使B2尺寸减小和调整支架定位销孔位置使尺寸B2增加。在水平面内C的修复也可以从两方面人手：调整溜板箱在床鞍上的位置；修整进给箱定位面，调整组成环C3的尺寸。2021/6/162021/6/16112112 第七章 典型机械设备的修理(5)控制丝杠轴线与开合螺母轴线同轴度的尺寸链丝杠轴线与开合螺母轴线的同轴度也是由垂直面内的尺寸链和水平面内的尺寸链控制的。在垂直面内组成环为：床身导轨到溜板箱安装面内距离B1，开合螺母轴线到溜板箱安装面间距离B2，支架上丝杠孔轴线到支架定位销之间的距离B3支架定位销到床身导轨面间距离B4及丝杠轴线与溜板箱开合螺母轴线间距离B 。在水平面内组成环为：溜板箱定位销到床身V形导轨基准线间距离C1，开合螺母导轨面到溜板箱定位销的间距C2，开合螺母导轨面与开合螺母轴线间距C3，支架安装面到丝杠安装孔轴线间距离C4，支架安装面到床身V形导轨基准线间距离C5，C 为丝杠轴线与支架丝杠孔、开合螺母孔间轴线连线间的距离。上述各组成环之间的关系为2021/6/162021/6/161131132.修理尺寸链中修理基准的确定 第七章 典型机械设备的修理分析车床修理尺寸链的目的是选择合适的基准，了解各零部件的修理尺寸关系，确定合理的修理顺序。在确定基准时，尽可能使基准统一，即使所有待修面都以此为基准，这样可以减少误差。另外，在选择修理基准时还应考虑设计、磨损、变形、加工等因素。具体应遵循以下原则：1)选择尺寸链中磨损较少或变形较小的面作为修理基准。这样使修理基准与机床原制造基准尽可能重合，以减少修理工作量，也使各零件的修整量减少，对机床刚度的削弱减轻。2)选择尺寸链中刚性好的零件作为修理基准。这样可较好的保持设备的修理精度，减少因基准变形而造成的误差。3)选择尺寸链中的公共环作为修理基准。在混联尺寸链中公共环是连接各相关尺寸链的纽带，选择此环为基准往往可大大减少修理工作量，起到事半功倍的效果。4)在一组尺寸链中应选择便于修复又易于测量的环作为基准修复环。这样可使修理工作简化，缩短修理周期。2021/6/162021/6/16114114 3.根据修理尺寸链确定机床的修理顺序 第七章 典型机械设备的修理在确定车床的修理顺序时，要考虑车床尺寸链各个组成环之间的相互关系。当尺寸链中各环的排列顺序和装配顺序一致时，零件修复面的修理顺序应该按其装配顺序依次进行。当尺寸链并联时，可先从公共环开始修理，然后逐项修复其他各环。当尺寸链串联时，可先从公共基准面开始修理，再依次修理各相关环。对于混联尺寸链，应具体分析各环间的关系。先从重要的相关性强的组成环人手，分别修复各组成环。2021/6/162021/6/16115115 三、卧式车床的修理工艺 第七章 典型机械设备的修理如图7-31所示，卧式车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、床鞍及刀架、尾座等部件组成。在制订卧式车床的修理工艺时，首先要对待修的车床进行综合分析，然后确定修理方案，做好技术准备。2021/6/162021/6/161161161.床身导轨的修理 第七章 典型机械设备的修理床身导轨是卧式车床的基础部件，也是车床上各部件的移动和测量的基准。床身导轨精度状况直接影响车床的加工精度，导轨的精度保持性对车床的使用寿命的影响很大。在使用过程中，由于床身导轨暴露在外面，直接与灰尘和切屑接触，导轨的润滑状况难以得到保证，导轨的磨损是不可避免的。床身导轨的修复是车床大修理中必须完成的工作之一。2021/6/162021/6/16117117 第七章 典型机械设备的修理(1)修复方案的确定床身导轨的修复方案是由导轨的损伤程度、生产现场的技术条件及导轨表面材质的情况确定的。导轨表面的大面积磨损，可用刮削、磨削、精刨等方法修复；导轨表面的局部损伤可用焊补、粘补、涂镀等方法修复。在机床的大修理中经常遇到的是床身导轨磨损的情况。1)确定导轨的修复加工方法。当床身导轨磨损后，可选用的修复方法有几种，选用时应考虑各种方法的可行性和经济性。对于长导轨或经过表面淬火的导轨，多采用磨削加工方法修复；对于特长或磨损较重的导轨可用精刨的方法修复；对于短导轨或磨损较轻的导轨或需拼装的导轨多用刮削的方法修复；当导轨较长但位置精度要求项目较多且磨损量不大时，往往也采用刮削的方法修复。对于CA6140型车床的床身，一般采用磨削的方法修复。2021/6/162021/6/16118118 第七章 典型机械设备的修理2)确定导轨修复基准。经过一个大修理周期的使用，床身导轨面受到不同程度的磨损，使其原加工基准失去精度，因此需重新选择基准。在选择床身导轨的修复基准时，通常选择磨损较轻，或在加工中一次装夹加工出而又没有磨损的非重要安装表面作为导轨测量基准。在车床床身导轨的修理中，可以选择齿条安装面或原导轨上磨损较轻的面作为导轨修复时的测量基准。在生产实际中，刮削时多采用齿条安装面作为测量基准，磨削时多采用原导轨上磨损较轻的面作为测量基准。3)确定尺寸链中补偿环位置的方法导轨表面加工后，必然使在导轨表面安装的各部件间的尺寸链发生了变化，这种变化会影响车床运动关系和加工精度，因此必须采取措施予以恢复。恢复尺寸链通常采用增设补偿环法，补偿环的位置可选择在固定导轨面上，也司选择在移动导轨面上，为了减少工作量，通常将补偿环选择在较短的相对移动的导轨面上。2021/6/162021/6/16119119 第七章 典型机械设备的修理(2)床身导轨的修理工艺1)床身导轨的磨削。车床床身导轨的磨削可在导轨磨床或龙门刨床上(加磨削头)进行。磨削时将床身从床腿上拆下后，置于工作台上垫稳，并调好水平后找正。床身导轨找正时，可以齿条安装面为直线度基准(也可以作为进给箱安装平面与导轨等高性能的基准)。方法为：将千分表座固定在磨头主轴上，触头靠在床身基准面上移动砂轮架(或工作台)，使表针摆动不大于0.01mm；再用直角尺紧靠进给箱安装平面，表触头触在直角尺另一边上，转动磨头，使表针摆动近于零。找正后将床身夹紧，夹紧时要防止床身变形，如图7-32所示。2021/6/162021/6/16120120 第七章 典型机械设备的修理在磨削过程中应首先磨削导轨面1、4，然后磨削压板导向面，再调整砂轮角度，磨削导轨2、3、5、6面。磨削时应采用小进给量多次进给法，防止导轨表面温升过高，以手感导轨面不发热为好。若导轨表面温升过高，会引起导轨产生热变形，降低床身的精度。床身导轨修磨后，需使导轨面呈中凸状，导轨面的中凸可用三种方法磨出：一种为反变形法，即安装时使床身导轨适当变形产生中凹，磨削完成后床身自动恢复变形形成中凸；另一种是控制进给量法，即在磨削过程中使砂轮在床身导轨两端多进给几次，然后精磨一刀形成中凸；第三种是靠加工设备本身形成中凸，即将导轨磨床本身的导轨调成中凸状，使砂轮相对工作台走出凸形轨迹，这样在调整后的机床上磨削床身导轨时即呈中凸状。2021/6/162021/6/16121121 第七章 典型机械设备的修理2)床身导轨的刮削。车床床身导轨较长，刮研工作量较大，一般无特殊情况，不采用这种修复方法。床身的安装，将床身置于调整垫铁上(按机床说明书的规定调整垫铁的位置和数量)在自然状态下，测量床身导轨在垂直平面内的直线度误差和两条导轨的平行度，并将误差调整至最小数值，记录运动曲线，如图7-33所示。2021/6/162021/6/16122122 第七章 典型机械设备的修理床身导轨测量，刮削前首先测量导轨表面2、3对齿条安装面的平行度，如图7-34所示。分析该项误差与床身导轨运动曲线之间的相互关系，确定修理方案。在刮削的过程中要随时测量导轨的各项精度，以确定刮削量和刮削部位。在测量车床床身导轨时，除了用百分表及水平仪等各种通用量仪外，还要用到专用桥板和检验心棒等辅助量具和检具。2021/6/162021/6/16123123 第七章 典型机械设备的修理床身床鞍导轨的粗刮，床身导轨刮削时，首先要利用床身导轨面磨损较轻的部分配刮床鞍导轨和尾座垫板导轨，为床身导轨的精刮做好准备。然后以平行平尺为研具分别粗刮导轨面1、2、3(见图7-32)。在刮削时应随时测量导轨面2、3相对齿条安装面的平行度，并用先与导轨形状配刮好的角度底座拖研，保持导轨角度(见图7-34)。粗刮时应保证导轨全长上的直线度误差不大于0.1mm，但需呈中凸状；并保证与对研平尺的平面接触均匀。2021/6/162021/6/16124124 第七章 典型机械设备的修理床身床鞍导轨的精刮，将修刮好的床鞍与粗刮后的床身相互调研，精刮导轨面。精刮时需用检验桥板、等高垫块、检验心轴、千分表、水平仪等，随时测量导轨在水平面内的直线度，如图7-35所示，以及测量导轨在垂直面内的直线度(见图7-33)。床身床鞍导轨精刮后，导轨运动曲线仍需达到中凸形状，但为使导轨具有更好的精度保持性，应使导轨1的中凸低于v形导轨的高度。2021/6/162021/6/16125125 第七章 典型机械设备的修理3)床身尾座导轨的刮削。床身尾座导轨面的刮削方法及操作步骤与床鞍导轨面刮削方法相同。需要说明的是，当刮削尾座导轨时，应测量它与床身床鞍导轨面间的平行度，如图7-36和图7-37所示。2021/6/162021/6/16126126 第七章 典型机械设备的修理(3)床身导轨修理后的精度要求车床床身导轨经修理后，要满足如下精度要求：1)床身导轨面1、2、3(见图7-32)在垂直面内直线度误差每1000mm测量长度上不大于0.02mm，全长不大于0.04mm，只允许向上凸起，凸起部位最高点应在靠近主轴端的1/3处；在水平面内直线度误差每1000mm测量长度上不大于0.015mm，全长不大于0.03mm。2)床身导轨面1相对于v形导轨面2、3倾斜度误差，每1000mm测量长度上不大于0.02mm，全长不大于0.03mm。3)尾座导轨对床鞍导轨平行度误差，在垂直方向每1000mm测量长度上不大于0.02mm，全长不大于0.05mm；在水平方向每1000mm测量长度上不大于0.03mm，全长不大于0.05mm。 4)床鞍导轨面对齿条安装面的平行度误差不大于0.05mm。5)床鞍与床身导轨面间接触精度不少于1214点25mm25mm。2021/6/162021/6/161271272.溜板部件的修理 第七章 典型机械设备的修理溜板部件是由床鞍、中滑板和横向进给丝杠副组成，它的作用是带动刀架部件上的刀具实现纵向、横向进给运动，溜板部件的精度状况直接影响所加工零件的加工精度。溜板部件的修理工作主要包括修复床鞍及中滑板导轨的精度，补偿因床鞍及床身导轨磨损而改变的尺寸链。2021/6/162021/6/16128128 第七章 典型机械设备的修理(1)修复溜板部件相关的尺寸链由于床身导轨面(包括床鞍下导轨面)的磨损及修整，必然引起溜板箱和床鞍的下沉，至使以床身导轨为基准的所有相关尺寸链发生变化，如图7-38所示。因而造成与进给箱相关的尺寸链产生了误差B，与托架相关的尺寸链产生了误差C，与齿轮齿条啮合相关的尺寸链产生了误差D。2021/6/162021/6/16129129由于溜板部件修复时涉及这些尺寸链，所以在修由于溜板部件修复时涉及这些尺寸链，所以在修理之前，首先要确定方案，分析如何修复尺寸链。理之前，首先要确定方案，分析如何修复尺寸链。修复这些尺寸链时通常可采用如下三种方法：修复这些尺寸链时通常可采用如下三种方法： 第七章 典型机械设备的修理 1)在共有基准面的一侧增加补偿环。由于床身导轨面是几组尺寸链的共有基准面，此面经过磨损和修整下沉了值，引起上述三组尺寸链出现了误差B、C、D，可在床鞍导轨上增加一补偿环来修复这些误差。在增加补偿环时，通常采取在床鞍导轨下面粘接一层铸铁板或聚四氟乙烯胶带的方法，这种方法简便易行，并可多次使用。需注意的是：粘接层的厚度除保证补偿床鞍下沉量值外，还要考虑修刮余量。2021/6/162021/6/16130130=HA 第七章 典型机械设备的修理床鞍下沉量值的测量，可以采用图7-39所示的方法进行，即将进给箱和丝杆托架按工作位置安装好，将床鞍置于修复后的床身导轨上，测量丝杆托架上光杆支承孔轴线到床鞍结合面的尺寸A，然后再测量溜板箱的光杆安装孔到床鞍结合面的尺寸H，则床鞍下沉量为2021/6/162021/6/16131131 第七章 典型机械设备的修理根据修复后的床身导轨面及溜板箱安装后的实际位置，分别调整B和C，然后重新修配定位销孔或修整定位面，还需更换溜板箱上与床身上齿条啮合的纵向进给齿轮，或重新定位安装齿条，以补偿由于溜板箱的下沉而造成的两者啮合间隙的变化。这种方法虽可修复三组尺寸链，但不能多次使用，一般只作为个别尺寸调整之用。2）移动进给箱、丝杆托架、齿条的安装位置。2021/6/162021/6/16132132 第七章 典型机械设备的修理3）修整床鞍上的溜板箱结合面。即用机械加工的方法将床鞍上安装溜板箱的结合面切去一定尺寸的金属，使溜板箱的安装位置向上移，以此补偿由于床身导轨磨损和修整造成的尺寸链误差。这种方法虽然也是通过调整一个补偿环恢复了各有关的尺寸链关系，但是床鞍厚度的减薄，势必影响床鞍的刚性。另外，溜板箱的向上移动，横向进给丝杆上安装的齿轮与溜板箱内安装的相啮合的齿轮之间的中心距发生了变化，必须使用变位齿轮才能正常啮合传动。这些因素限制了此方法的应用。2021/6/162021/6/16133133 第七章 典型机械设备的修理（2）溜板部件的刮削工艺溜板部件的刮削主要是指床鞍中滑板导轨的刮削，如图7-40所示。这项工作是在床身导轨修复后和溜板部件尺寸链补偿后进行的。如前所述，在车床大修时溜板部件尺寸链的补偿通常采用在床鞍导轨8、9面粘贴补偿尺寸层的方法。这时在溜板部件刮削时，主要完成下列工作：2021/6/162021/6/16134134 第七章 典型机械设备的修理1)刮削床鞍纵向导轨8、9面。将床鞍与修刮好的床身导轨对研，刮削床鞍导轨8、9，直到达到接触精度要求。刮削时要测量床鞍上溜板箱结合面对床身导轨的平行度，如图7-41所示。同时，要测量床鞍上溜板箱结合面对床身进给箱安装面的垂直度，如图7-42所示，使之在规定的范围之内。2021/6/162021/6/16135135 第七章 典型机械设备的修理2)刮削中滑板导轨面。以平板为研具，分别刮削中滑板上的转盘安装面1和导轨面2(见图7-40)，要求1、2面问的平行度误差不大于0.02mm，两者的平面度以与平板的接触点均匀为准，用0.03mm的塞尺检查不得塞人。3)刮削床鞍横向导轨面5 （见图7-40）用刮好的中滑板对研床鞍导轨面5，刮研时需测量和控制床鞍导轨对横向进给丝杠安装孔A的平行度，如图7-43中的点a。并注意中滑板拖研时受力应均匀，移动距离不可过长。2021/6/162021/6/16136136 第七章 典型机械设备的修理4)刮削床鞍横向导轨面6、7(见图7-40)。用55角度平尺拖研床鞍横向导轨面6，刮研时需测量和控制床鞍导轨对横向进给丝杠安装孔A的平行度如图7-43中的点b。用 55 角度平尺拖研床鞍横向导轨面7，刮研时需测量和控制床鞍两横向导轨间的平行度，如图7-44所示。 5)刮削中滑板导轨面3(见图7-40)以刮好的床鞍导轨面6与中滑板导轨面3对研，使之达到精度要求。2021/6/162021/6/16137137 第七章 典型机械设备的修理6)刮削床鞍上下导轨之间的垂直度将修刮好的中滑板在床鞍横向导轨上安装好，分别移动中滑板与床鞍，用千分表和角度尺测量床鞍上下导轨之间的垂直度，如图7-45所示。若垂直度超差，应在床身上拖研，修刮床鞍下导轨修正。2021/6/162021/6/16138138要求溜板部件上各零件的导轨修刮后应达到下列精度要求： 第七章 典型机械设备的修理(3)对溜板部件的修理1)溜板箱结合面对床身导轨平行度误差全长不大于0.06mm，对进给箱、托架安装面垂直度误差不大于0.03mm。2)床鞍燕尾导轨面5、6对丝杠安装孔A的平行度误差在300mm长度上不大于0.05mm。3)床鞍导轨7对6的平行度误差不大于0.02mm，导轨面6、7的直线度误差不大于0.02mm。4)中滑板1、2面的平行度误差不大于0.02mm。5)中滑板与床鞍导轨面接触精度及床鞍与床身导轨接触精度均不少于1012点/25 mm25mm2021/6/162021/6/16139139 第七章 典型机械设备的修理(4)床鞍的拼装床鞍的拼装主要包括床鞍与床身的拼装和中滑板与床鞍的拼装。1)床鞍与床身的拼装，主要是指床鞍压板与床身导轨背面的配刮。刮削时要求床身导背面与导轨面间的平行度误差每1000mm测量长度上不大于0.02mm，全长不大于0.04mm，床鞍压板与导轨背面l可的接触精度不少于6-8/25mm25mm，刮削后将压板用紧固螺柱在床鞍上压紧后用250300N的推力使床鞍在床身全长上移动，要求移动过程中无阻滞现象再用0.03一塞尺检查接触精度，端部插人深度应小于20mm。2021/6/162021/6/16140140 第七章 典型机械设备的修理2)中滑板与床鞍的拼装，主要包括刀架中滑板塞铁的安装和横向进给丝杠的安装。中滑板塞铁的安装。塞铁是调整刀架中滑板与床鞍燕尾导轨间隙的调整环节，在使用中塞铁磨损严重，需重新配置。塞铁的配置方案有几种：可用原有旧塞铁在大头上焊接加长一段，再将塞铁小头截去一段使塞铁工作段的厚度增加；也可在原有旧塞铁上粘一层聚四氟乙烯胶带，使塞铁的磨损层得到补偿；还可更换新塞铁，更换新塞铁时应使新塞铁的斜度与旧 塞铁的斜度保持一致。无论是修复旧塞铁还是更换新塞铁，都要使之留有一定余量，即让塞铁的大端长出一段，通过配刮，使塞铁与燕尾导轨面接触精度达到要求后，最后截取塞铁。塞铁的刮削方法，是将加工后涂有红丹粉的塞铁插入床鞍导轨面与中滑板导轨面之间楔紧，然后刮削塞铁上与床鞍导轨接触面间的擦痕，如此反复多次直到塞铁与床鞍导孰达到接触精度后为止。要求两者间的接触精度不少于1020点25mm25mm 。2021/6/162021/6/16141141 第七章 典型机械设备的修理横向进给丝杠的安装。在大修时经常会遇到横向进给丝杠磨损比较严重的问题。丝杠的磨损会引起刀具在承受横向切削力时刀架窜动、刀具定位不准确、操纵手柄空行程变大等缺陷，影响零件的加工精度和表面粗糙度，在大修时应予以修复或更换。丝杠的修复方法可参考前面有关章节的内容。丝杠的安装应参照图7-46b进行：首先垫好螺母垫片(可估计垫片厚度值并分成多层)，再用螺柱将左右半螺母及楔形块挂住(不拧紧)，然后转动丝杠，使之依次穿过丝杠右半螺母、楔形块、丝杠左半螺母。再将小齿轮(包括键)、法兰盘(包括套)、刻度盘及双锁紧螺母，按顺序安装在丝杠上。旋转墼扛，同时将法兰盘压入床鞍安装孔内，然后紧固锁紧螺母，如图7-46a所示。最后紧固丝枉左右半螺母的连接螺柱，在紧固左右半螺母的螺柱时，要连续旋转丝杠，使之带动中滑板在床鞍上往复移动，同时感觉丝杠的松紧程度若感觉松紧程度不均匀或中滑板移动受阻时。则需调整垫片厚度值，直到运行自如，松紧程度适宜为止。调整后应达到转动手柄灵活。转动力不大于80N，正反向转动手柄窀行程不超过回转圆周的1/3转。2021/6/162021/6/16142142 第七章 典型机械设备的修理2021/6/162021/6/161431433.刀架部件的修理 第七章 典型机械设备的修理刀架部件主要包括转盘、小滑板、方刀架等零件，其结构如图7-47所示。刀架部件 的作用是爽持刀具，实现刀具的转位、换刀刀具的短距离调整及短距离斜向手动进给等运动。刀架部件的主要损伤形式为小滑板及转盘导轨的磨损，方刀架定位支承面及刀具夹持部分的损伤等，转盘回转面的磨损并不多见。2021/6/162021/6/16144144 第七章 典型机械设备的修理2021/6/162021/6/16145145 第七章 典型机械设备的修理(1)刀架部件修理的主要内容 刀架部件修理的主要内容是恢复方刀架移动的几何精度，恢复方刀架转位时的重复定位精度和刀具装夹时的可靠性和准确性。为达到这些要求，必须对转盘、小滑板、方刀架等零件的主要工作面进行修复，如图7-48所示。2021/6/162021/6/16146146 第七章 典型机械设备的修理小滑板修理内容为：修复刀架座定位48mm(见图7-47)的配合面，可通过镶套或涂镀的方法恢复它与方刀架定位中心孔的配合精度。刮削小滑板燕尾导轨面2、6，如图7-48a所示，保证导轨面的直线度与丝杠孔的平行度。更换小滑板上的刀架转位定位销锥套(见图7-47)，保证它与小滑板安装孔22mm之间的配合精度。转盘修理的内容为：刮削燕尾导轨面3、4、5，如图7-48b所示，保证各导轨面的直线度和导轨相互之间的平行度。小滑板与转盘间燕尾导轨的刮研方法及顺序，与中滑板和床鞍之间的燕尾导轨的刮研方法相同。方刀架修理的内容为：配刮方刀架与小滑板间的接触面8、1(见图7-48a、c)，用方刀架上的定位销与小滑板上镶嵌的定位销锥套孔配研，达到接触精度，修复刀架夹紧螺纹孔。2021/6/162021/6/16147147 第七章 典型机械设备的修理(2)刀架部件修理的要求刀架部件修理时应达到以下要求：1)小滑板48mm定位销轴与刀架座孔配合公差带为H7/h6(见图7-47)。2)小滑板上四个转位定位销锥套与孔的配合公差带为22H7k6(见图7-47)。3)转动方刀架，用锥销定位时定位误差不大于0.010.02mm。4)转盘导轨面3的平面度误差不大于0.02mm，导轨面4的直线度误差不大于0.01mm，导轨面3对转盘表面7的平行度误差不大于0.03mm。5)小滑板与转盘导轨面接触精度不少于1012点25mm25mm。6)方刀架与小滑板接触精度不少于810点25mm25mm。2021/6/162021/6/16148148 第七章 典型机械设备的修理(3)刀架部件的拼装刀架部件拼装，主要包括小滑板与转盘的组装和方刀架与小滑板的组装。方刀架与小滑板的拼装，是在修复好各相关零件及恢复了零件接触面问的配合关系后，按图7-47的装配关系逐一安装。装配后需检验方刀架的转位精度。小滑板与转盘的拼装，需在配刮好两者间的燕尾导轨接触面之后，配刮塞铁、安装丝杠螺母机构。塞铁的配刮方法及要求与中滑板和床鞍的塞铁配刮方法相同。当小滑板及转盘问的燕尾导轨经过刮削修整后，两者间的尺寸链关系发生了变化。在小滑板上安装的丝杠的轴线相对于在转盘上安装的螺母的轴线产生了偏移，因此两者无法正常安装。在小滑板与转盘拼装时，需设法消除丝杠与螺母轴线之间的偏移量。2021/6/162021/6/16149149 第七章 典型机械设备的修理修整丝杠螺母偏移量通常采用的方法有以下两种：1)设置偏心螺母法。在车床花盘上安装专用三角铁，如图7-49所示。将小滑板和转盘用配刮好的塞铁楔紧一同安装在专用三角铁上；加工一未开孔的螺母坯，使之与转盘。上螺母安装孔过盈配合，并压人转盘孔内；在车床花盘上调整专用三角铁，以小滑板丝杠安装孔找正，并使小滑板导轨与车床主轴轴线平行，加工出螺母坯的螺纹底孔；然后再卸下螺母坯，在车床四爪卡盘上以螺母底孔找正切出螺母螺纹，最后再精切螺母外径。2021/6/162021/6/16150150 第七章 典型机械设备的修理2)设置丝杠偏心套法。将修复后的丝杠螺母副安装在转盘上；将小滑板在转盘上安装调整好；测量丝杠与小滑板上丝杠安装孔间的偏心量；然后加工出丝杠新轴套，使其内外径的偏心量稍大于上述测出的偏心量；最终将加工后的丝杠轴套安装在小滑板上，旋转偏心套，装入丝杠并转动，当丝杠达到灵活转动时，再将丝杠轴套在小滑板上定位固紧。小滑板与转盘拼装后，需检验小刀架移动对主轴轴线的平行度，要求其数值小于0.04mm。检验方法如图7-50所示。2021/6/162021/6/161511514.主轴箱部件的修理 第七章 典型机械设备的修理主轴箱部件是支承主轴实现主轴的回转、变速、变向运动的工作部件。对此部件的要求是有足够的支承刚性、可靠的传动性能、灵活的变速操纵机构、较小的热变形、低振动噪声、高回转精度等。CA6140型卧式车床主轴箱展开图，如图7-51所示。由图可知，主轴箱是由主轴部件、箱体零件、变速机构及离合器机构、操纵机构等部分组成。主轴箱部件的修理就是对这些部分的修理。2021/6/162021/6/16152152 第七章 典型机械设备的修理2021/6/162021/6/16153153 第七章 典型机械设备的修理(1)主轴部件的修理CA6140型卧式车床的主轴部件的修理，是该机床大修的重要工作之一。它主要包括主轴的检验、主轴的修复、轴承的选配与预紧、轴套的配磨等。2021/6/162021/6/16154154 第七章 典型机械设备的修理(2)主轴开停和变速操纵机构的修理车床主轴开停操纵机构如图7-52所示，主要包括双向多片摩擦离合器、制动装置和变速操纵机构三个组成部分。它的主要功能是实现车床主轴的开停和正反向转动。车床的频繁开停和制动，使部分零件磨损严重。在修理时，必须逐项检验各零件的磨损程度，并予以更换或修复。2021/6/162021/6/16155155 第七章 典型机械设备的修理1)双向多片摩擦离合器的修理。双向多片摩擦离合器机构如图7-53所示，在使用过程中，由于机床的频繁开停，使离合器的零件产生磨损，如摩擦片、长销、压套、元宝形摆块、拉杆、滑套等。大修时需逐件检查，视其具体情况确定更换或修复。2021/6/162021/6/16156156 第七章 典型机械设备的修理摩擦片属于易磨损件，其表面经喷砂处理并具有许多径向条纹，要求摩擦片的平面度误差不大于0.2mm。检查时若发现摩擦片两侧表面有明显的磨痕、特别是出现亮点或平面度超差时，需更换摩擦片。元宝形摆块虽经表面淬火处理，但其内侧与滑套接触部位仍易产生磨损，磨损后可用焊补修复后经淬火处理。滑套的磨损易发生在两端面与元宝形摆块接触处，一般不采用修复方法，多更换新件。摩擦离合器安装后，摩擦片的间隙需调整合适，如摩擦片间的间隙过大，压紧力不足，不能传递足够的摩擦力矩，还会使摩擦片相对打滑，造成摩擦片磨损加剧，使主轴箱内温升过高；若摩擦片间隙过小，不能完全脱开，也会引起摩擦片相对打滑，主轴箱发热，并会引起主轴制动失灵。2021/6/162021/6/16157157 第七章 典型机械设备的修理2)制动机构的修理。卧式车床的制动机构如图7-54所示，是由制动钢带、制动轮、杠杆、齿条轴和调节螺钉等零件组成。主轴制动机构的功用是当离合器脱开时，使主轴迅速制动。由于车床的频繁开停使制动机构中制动钢带和制动轮磨损严重，所以制动钢带的更换、制动轮的修整、齿条轴凸起(图7-54中的b部位)的焊补是制动机构修理的主要任务。2021/6/162021/6/16158158 第七章 典型机械设备的修理3)主轴箱变速操纵机构的修理。CA6140型卧式车床主轴箱的变速操纵机构，如图7-55所示。此机构是靠转动变速手柄9，通过链条8、盘形凸轮6、杠杆11和拨叉3、12实现主轴的变速。因车床主轴在变速时，各齿轮均处于非工作状态，因此变速机构受力不大。但变速机构各传动副均为滑动摩擦，且润滑状态难以保证，难免引起滑块、拨又及盘形凸轮的磨损。在大修时，需逐个检查各相对运动件间的接触面，特别是盘形凸轮6的凸轮曲线，若严重磨损则需进行更换或修复。2021/6/162021/6/16159159 第七章 典型机械设备的修理(3)主轴箱体的检修图7-56所示为CA6140型卧式车床的主轴箱体，要求158H7主轴轴承前孔及150J6轴承后孔圆柱度误差不超过0.015mm，圆度误差不超过0.01mm，两孔的同轴度误差不超过0.015mm。车床在使用过程中，轴承外圈的游动，造成了主轴箱轴承安装孔的磨损，影响主轴回转精度和主轴的刚性。不规范的维修有时会造成箱体的局部开裂，铸造的缺陷造成箱体的漏油。在大修时需逐项检查并修复。2021/6/162021/6/16160160 第七章 典型机械设备的修理主轴箱检验可用内径千分表首先测量前后轴承孔的圆度和尺寸，观察孔的表面质量，是否有明显的磨痕、研伤等缺陷。然后在镗床上用镗杆和杠杆千分表测量前后轴承孔的同轴度，彻底清理主轴箱内部，用煤油检验箱体的渗 情况仔细检在箱体的薄弱处，针对具体情况采取修复措施。若轴承孔圆度、圆柱度确已超差，但超差不大，可采用磨削法消除形状误差后刷镀修复；若主轴孔超差较大，则宜采用镶套法修复；若主轴箱出现裂纹，可用焊补或粘补法修复；若主轴箱渗漏，可用粘补法修复。2021/6/162021/6/16161161 第七章 典型机械设备的修理(4)润滑装置的修理CA6140型卧式车床采用转子液压泵集中供油、强制循环的润滑方式。如图7-57所示。这种润滑方式有润滑充分，润滑油温升小等优点。在大修时需清洗或更换过滤器，检修液压泵供油状态，检查各润滑油管供油情况，更换润滑油。2021/6/162021/6/16162162 第七章 典型机械设备的修理(5)主轴箱部件的装配主轴箱内零件的裴配同其他箱体的装配一样，根据装配图所示的装配关系，采取先下后上、先内后外、先主后次的顺序，逐轴及逐对齿轮的装配调整。边装配边测量精度，最终达到主轴箱工作性能及精度要求。主轴箱部件装配后，除达到齿轮传动平稳、操纵机构灵活、开停机构可靠、箱体温升正常等一般要求外，主轴的几何精度还需达到下列要求：1)主轴定心轴颈的径向圆跳动误差小于0.01mm。2)主轴轴肩的端面圆跳动误差小于0.015mm。3)主轴轴向间隙小于0.010.02mm。2021/6/162021/6/16163163 第七章 典型机械设备的修理(6)主轴箱与床身的拼装主轴箱内各零件装配并调整好后，将主轴箱与床身拼装。在主轴锥孔插入检验心轴，测量床鞍移动对主轴轴线的平行度，配研修刮床身导轨的接触面，使主轴轴线达到下列要求：1)床鞍移动对主轴轴线的平行度误差在垂直面内不大于0.03mm，在水平面内不大于0.015mm。2)主轴轴线的偏斜方向只允许心轴伸进端向上和向前偏斜，检测方法如图7-58所示。2021/6/162021/6/161641645.进给箱部件的修理 第七章 典型机械设备的修理进给箱部件的功用是将机床主轴箱传递的运动经变速后传递给溜板箱。图7-59所示为CA6140型卧式车床的进给箱，由轴将主轴的动力经交换齿轮组输入，经箱内基本组和增倍组变速机构变速后，由轴联轴器和轴联轴器分别将运动传递给丝杠和光杆。进给箱部件的修理，主要是将磨损或失效的齿轮、轴承、轴等零件进行修理或更换，修理丝杠轴承支承法兰及进给箱变速操纵机构。这些零件经修换与调整后必须严格按图样规定的要求装配，特别是基本组齿轮的装配，要注意顺序与位置，否则将无法实现车床标牌上所指示的螺距及进给量。2021/6/162021/6/16165165 第七章 典型机械设备的修理2021/6/162021/6/16166166 第七章 典型机械设备的修理进给箱部件的修理安装精度要求，除保证各齿轮的啮合间隙、接触位置、轴承的回转精度外，还应保证丝杠联接轴的轴向窜动量不超差。丝杠联接轴轴向窜动的测量方法如图7-60a所示，要求窜动量不大于0.010.015mm。若窜动超差，可通过选配推力球轴承和刮研轴承支承法兰表面修复。丝杠轴承支承法兰修复法如图7-60b所示，特制一个刮研心轴(要求心轴轴线与端面垂直，外圆与法兰内孔呈H7/h6配合)，分别刮研法兰两端面1、2，要求修复后的法兰端面对其轴孔轴线的垂直度误差小于0.006mm。若支承法兰修复后，丝杠联接轴窜动仍超差，则应研磨推力球轴承两端表面以达到相应的要求。2021/6/162021/6/16167167 6.溜板箱部件的修理 第七章 典型机械设备的修理溜板箱部件的主要功用是：将进给箱传递来的运动转换成床鞍的纵向进给运动和中滑板的横向进给运动，实现纵横向快速运动及过载保护功能。溜板箱部件修理的工作主要有丝杠传动机构的修理，光杆传动机构的修理，安全离合器的修理及操纵机构的修理。(1)丝杠传动机构的修理丝杠传动机构主要由传动丝杠、开合螺母、开合螺母体及溜板箱安装控制部分组成。当丝杠及操作机构磨损后，使丝杠的螺距、牙形、表面粗糙度都发生了变化；操纵机构的磨损，主要是指开合螺母及螺母体导轨磨损，当上述情况发生后。开合螺母在溜板箱上产生晃动，至使螺母在合笼时，螺母与丝杠的啮合不能保持在确定的位置上。这样当加工螺纹时，刀具相对被加工螺纹侧面产生微量变动，难以控制稳定的切削厚度。这些原因都使所加工出的螺纹表面粗糙度数值变大，尺寸精度降低。2021/6/162021/6/16168168对于丝杠的修复可采取精车和校直的方法，对丝杠对于丝杠的修复可采取精车和校直的方法，对丝杠操纵机构的修复可参考下列方法进行。操纵机构的修复可参考下列方法进行。 第七章 典型机械设备的修理1)开合螺母体及溜板箱导轨的修理。在车削螺纹时，开合螺母频繁的开合，使螺母体的燕尾导轨产生磨损，经调整垫片，虽然能保证导轨间的间隙，但螺母的轴线位置发生了变化(向溜板箱方向移动)，使丝杠旋转时受到侧弯力矩作用。在修理时，要补偿开合螺母体燕尾导轨的磨损，加工或更换新螺母。2021/6/162021/6/16169169 第七章 典型机械设备的修理开合螺母体燕尾导轨修复的补偿环，一般选在开合螺母体燕尾导轨的平导轨面上，用粘接铸铁板或聚四氟乙稀胶带的方法修复。补偿环尺寸的测量方法如图7-61所示。测量时将开合螺母体安装在溜板箱导轨内并调整好，在溜板箱光杆孔内插入专用心轴1。用开合螺母体夹持另一专用心轴2，然后用千斤顶将溜板箱在测量平台上垫起，调整溜板箱的高度，使溜板箱结合面与直角弯尺直角边贴合(见图7-61b)，心轴1、2母线与测量平台平行(见图7-61a)，测量光杆心轴与开合螺母心轴高度差值。丝杠、光杆间的大小即是开合螺母体燕尾导轨修复的补偿环尺寸(实际补偿尺寸还应加上导轨的刮研余量)。2021/6/162021/6/16170170 第七章 典型机械设备的修理2)开合螺母体及溜板箱燕尾导轨的刮研。在螺母体燕尾导轨补偿环设置好后，刮研螺母体与溜板箱间的导轨面。刮研工艺如图7-62所示。刮研溜板箱体导轨，用小平板配刮导轨平面1(见图7-62)，用专用角度底座配刮导轨面2，刮研时要用直角弯尺测量导轨表面1、2对溜板箱结合面垂直度，要求为：导轨表面1、2对溜板箱结合面垂直度误差在200mm测量长度上不大于0.080.1mm；导轨面与研具间的接触点达到均匀即可。刮研开合螺母体，刮研时首先车制一实心的螺母坯，其外径与螺母体配合，并用螺钉与开合螺母体装配好，然后将开合螺母体与溜板箱导轨面配刮，要求两者间的接触精度不低于8-10点/25mm x25mm，用心轴检验螺母体轴线与溜板箱结合面的平行度，误差控制在200mm测量长度上不大于0.080.10mm，然后配刮调整垫片。2021/6/162021/6/16171171 第七章 典型机械设备的修理3)重新加工开合螺母。开合螺母的加工是在溜板箱体与螺母体间燕尾导轨修复后进行的。用实心螺母坯和刮好的螺母体安装在一起并装配在溜板箱上，将溜板箱安装在卧式镗床的工作台上；用图7-61所示的方法找正溜板箱结合面；以光杆孔中心为基准，按孔间距的设计尺寸平移工作台，找出丝杠孔中心的位置；在镗床主轴孔内安装钻头，在螺母坯上钻出螺纹底孔；然后以此孔为基准找正，在车床上加工出螺母螺纹。用这种方法，可以消除螺母孔与丝杠体的误差，也可以补偿因刮研造成的螺母体轴线的偏移。2021/6/162021/6/16172172 第七章 典型机械设备的修理(2)纵、横向机动进给操纵机构的修理图7-63所示为CA6140型卧式车床纵向、横向机动进给操纵机构，其功用是实现床鞍的纵向快慢速运动和中滑板的横向快慢速运动的操纵和转换。由于使用频繁，操纵机构中的凸轮槽和操纵圆销易产生磨损，至使拨动离合器不到位，控制失灵。另外离合器M8、M9齿形端面易产生磨损，造成传动打滑。这些磨损件的修理一般采用更换方法，从经济性和可靠性角度分析不易采用修复法2021/6/162021/6/16173173 第七章 典型机械设备的修理(3)安全离合器的修理安全离合器如图7-64所示，由超越离合器M6和安全离合器M7组成。它的作用是防止刀架的快速运动与工作进给运动的相互干扰，或当刀具工作进给超载时起安全保护作用。安全离台器的主要失效形式是安全离合器和超越离合器的表面磨损，当安全离合器失效时车床在大进给量切削时雕现打滑，无法正常工作；当超越离合器磨损后，车床也无法实现满负荷运转。此机构修复的主要方法是更换磨损的离合器零件，调整弹簧压力使之能正常的传动。2021/6/162021/6/16174174 第七章 典型机械设备的修理(4)光杆传动机构的修复光杆传动机构由光杆、传动滑键和传动齿轮组成：光杆传动机构的失效形式主要有光杆的弯曲、光杆健槽及键侧的磨损、齿轮的磨损等。这垂零件的损伤会引起光杆传动不平稳，溜板纵向工作进给时产生爬行。光杆传动机构修理的主要工作是：光杆矫直、修整键槽、更换滑键、更换磨损严重的齿轮等。2021/6/162021/6/161751757.尾座部件的修理 第七章 典型机械设备的修理尾座部件装配图如图7-65所示，主要由尾座体、尾座垫板、顶尖套筒、尾座丝杠、丝杠螺母等组成。尾座部件的作用是支承零件完成加工或爽持刀具加工零件。要求尾座顶尖套筒移动灵便，在承受切削载荷时定位可靠。尾座部件的主要失效形式是尾座体孔筒的磨损、尾座底板导轨面磨损、尾座丝杠及螺母磨损等。这些零件的失效使车床车削零件产生圆柱度误差，在大修时应当视各零件磨损的程度，采取不同的修理方案。2021/6/162021/6/16176176 第七章 典型机械设备的修理(1)尾座体孔的修理由于顶尖套筒承受径向载荷并经常处于夹紧状态下工作，容易引起尾座体孔的磨损与变形，使尾座体孔口呈椭圆形及喇叭形。在修复时，一般都是先修复尾座体孔的精度，然后根据该孔修复后的实际尺寸配制顶尖套简。如尾座体孔磨损较轻时，可用研磨的方法进行修正；若尾座体孔磨损严重时，应在修镗后再进行研磨修正，修磨余量要严格控制在最小范围，避免影响尾座的刚度。在研磨尾座体孔时可用图7-66所示的专用可研磨棒，并将尾座体孔口向上竖立放置进行研磨，以防止研棒的重力影响研磨精度。2021/6/162021/6/16177177 第七章 典型机械设备的修理(2)尾座顶尖套筒的修理尾座体孔修磨后，必须配制相应的顶尖套筒才能保证两者间的配合精度。顶尖套筒的配制可根据尾座体孔修复情况而定，当尾座体孔磨损较轻采用研磨法修复时，顶尖套筒可采用原件经修磨外径及锥孔后整体镀铬，然后再精磨外圆。修磨锥孔时，要求锥孔轴线对顶尖套筒外径的径向圆跳动误差在端部小于0.01mm，在300mm处小于0.02mm；锥孔修复后安装标准顶尖检验，顶尖的轴向位移不超过5mm。顶尖套筒的外圆柱面的圆度及圆柱度误差不大于0.01mm，其轴线的直线度误差不大于0.02mm。当尾座体孔磨损严重，经镗削修复后，按修复的孔重新配制新的顶尖套筒，所配制的顶尖套筒的精度要求与上述要求相同。2021/6/162021/6/16178178 第七章 典型机械设备的修理(3)尾座垫板导轨的修复尾座垫板导轨的磨损，直接影响尾座顶尖套筒轴线与主轴轴线高度方向的尺寸链，使车床加工轴类零件时圆柱度超差。床身导轨的修磨也使这项误差变大。修复车床主轴轴线与尾座顶尖套筒轴线高度方向尺寸链的方法有两种：一种是修刮主轴箱底面，将主轴轴线高度尺寸作为修配环，因主轴箱重量大难以翻转，修刮十分困难，较少采用。另一种是增加尾座垫板高度，即把尾座垫板厚度尺寸作为修配环。后者简单易行，并可多次使用。在生产实际中，一般在尾座垫板底面粘贴一层铸铁板或聚四氟乙烯胶带，然后与床身导轨配刮。2021/6/162021/6/16179179 第七章 典型机械设备的修理(4)尾座部件与床身导轨的拼装在刮研尾座底板导轨时，除了补偿高度尺寸外，还要检验尾座安装后，顶尖套筒轴线对床身导轨的平行度测量方法如图7-67所示；顶尖套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度测量方法如图7-68所示。尾座与床身导轨拼装后应达到下列要求：2021/6/162021/6/16180180 第七章 典型机械设备的修理1)主轴锥孔轴线和尾座顶尖套筒锥孔轴线对床身导轨的等高度误差不大于0.06mm，允许尾座端高，测量方法如图7-69所示。2)溜板移动对尾座顶尖套筒伸出方向的平行度误差，在100mm测量长度上，上母线不大于0.03mm，侧母线不大于0.01mm。3)溜板移动对尾座顶尖套筒锥孔轴线的平行度误差，在100mm测量长度上，上母线和侧母线都不大于0.03mm。2021/6/162021/6/16181181 8.车床的总装配 第七章 典型机械设备的修理另一种是分别修理各部件，调整各自的精度达到要求后，统一拼装部件，这时只注意调整部件间的精度关系和传动关系。后者常用于大型设备的大修理，前者常用于中小型设备的修理。车床的总装有两种装配方式一种是将床身安装调整好水平后，逐步修复和拼装各部件，边修复边调整各部件的安装精度和部件间位置精度，直到所有部件修理安装完毕。2021/6/162021/6/16182182 第七章 典型机械设备的修理(1)溜板箱和齿条的安装安装溜板箱时，主要调整床鞍与溜板箱之间横向传动齿轮副的中心距，如图7-70所示，使齿轮副正确啮合。可通过纵向(图7-70右方向)调整溜板箱位置来调整齿轮的啮合间隙。调整好后，重新铰制定位销孔并配制定位销。安装齿条时注意调整齿条的安装位置，使之与溜板箱纵向进给齿轮啮合间隙适当，检查在床鞍和在床身上移动行程的全长上两者间的啮合间隙。调整完成后，重新铰制齿条定位锥销孔安装齿条。2021/6/162021/6/16183183 第七章 典型机械设备的修理(2)丝杠和光杆的安装在丝杠安装时，要先调整进给箱、溜板箱和托架三支承件的同轴度。在床鞍的刮研中已经保证了溜板箱结合面与进给箱及托架安装面的垂直度(托架安装面与进给箱安装面平行)，所以在检测三支承两孔同轴度时，只要保证了丝杠安装孔的同轴度，光杆及开停操纵杆的同轴度也就得到了保证。2021/6/162021/6/16184184 第七章 典型机械设备的修理丝杠孔三支承同轴度的测量可以采用图7-71所示的方法，用检验心轴测量。也可用丝杠本身代替检验心轴(此时要防止丝杠弯曲)。无论哪种方法检测，都需在开合螺母合拢的条件下检测。要求心轴(丝杠)轴线对床身导轨的平行度误差在上母线和侧母线都不大于0.02mm。若上述精度超差，可调整进给箱和托架的位置，然后重新铰制进给箱与托架的定位销孔。丝杠安装后，还要测量丝杠的轴向窜动，如图7-72所示，使之小于0.015mm；晃动丝杠，测量丝杠轴向间隙使之小于0.02mm。若上述两项精度超差，可通过修磨丝杠安装轴法兰端面和调整推力轴承的间隙予以消除。2021/6/162021/6/16185185 四、车床的试车与验收 第七章 典型机械设备的修理(1)车床空运转试验车床的空运转试验主要是检验机床各运动件是否运转灵活，紧固件是否紧固牢靠，结合面是否符合要求，各手柄是否操作轻便灵活等。需要达到以下要求：1)固定结合面应紧密贴合，用0.03mm塞尺检验时应插不进去，滑动导轨的表面用涂色法检验。除达到接触斑点要求外，还要用0.03mm塞尺检验，在端部插入深度20mm。转动手轮所需的最大操纵力不超过80N。2021/6/162021/6/16186186 第七章 典型机械设备的修理2)从低速开始依次运转主轴的所有转速，进行主轴空运转试验，在高速时运转时间不得少于半小时。运转时，要求滚动轴承的主轴温升不得超过40 ；滑动轴承的主轴温升不得超过30；其他轴承的主轴温升不得超过20：主轴箱的振动和噪声不得超过规定值。3)在主轴空运转试验时，主轴箱中润滑油面不得低于油标线，液压泵供油润滑时，供油量要充分。变速手柄调节要灵活，定位要准确可靠。调整摩擦离合器，使其在工作位置时能传递额定功率不发生过热现象；处于非工作状态时，主轴能迅速停止运转。制动闸带调整松紧合适，达到主轴在处于300rmin转速运转时，制动后主轴转动不大于23r；非制动状态闸带能完全松开。4)尾座部件的顶尖套筒由套筒孔最内端伸出至最大长度时，无不正常的间隙和滞塞现象。手轮转动轻便，顶尖套筒夹紧装置操作灵活可靠。2021/6/162021/6/16187187 第七章 典型机械设备的修理5)床鞍与刀架部件在空运转试验时，要达到床鞍在床身导轨上移动平稳，中、小滑板在其燕尾导轨上移动平稳，塞铁、压板调整松紧适当。各丝杠旋转灵活准确，带有刻度的手轮(手柄)反向时宅程不超过1/20转。6)进给箱输出的各种进给量应与转换手柄标牌指示的数值相符。在进给箱内各齿轮定位可靠，变速换位准确，各级速度运转平稳。7)溜板箱各控制手柄转换灵活准确，无卡阻现象，纵横向快速进给运动平稳。丝杠开合螺母控制灵活。安全离合器弹簧调节松紧适当，传力可靠，脱开迅速。8)带传动装置调节适当，四根V带松紧一致。9)电气设备控制准确可靠，电动机转向正确。润滑、冷却系统运行可靠。机床外观完整、齐全。2021/6/162021/6/16188188 第七章 典型机械设备的修理(2)车床几何精度试验车床几何精度检验主要按GB/T40201997要求的主要检验项目检验，其检验项目的方法及要求的精度指标可参考上述标准。(3)车床工作精度试验车床工作精度试验是检验车床动态工作性能的主要方法。其试验项目有：精车外圆、精车端面、精车螺纹及切断试验。以这几个试验项目，分别检验车床的径向和轴向刚度性能及传动工作性能。其具体方法为：1)精车外圆试验。用高速钢车刀车削3050mm250mm的45碳素钢棒试件，检验所加工零件的圆度误差不大于0.01mm，圆柱度误差不大于0.01mm，表面粗糙度Ra值不大于1.6m。2021/6/162021/6/16189189 第七章 典型机械设备的修理2)精车端面试验。用45的标准右偏刀加工250mm的铸铁试件的端面，加工后其平面度误差不大于0.02mm，只允许中间凹。 3)精车螺纹试验。精车螺纹主要是检验机床传动精度。用60高速钢标准螺纹车力加工40mm500mm的45碳素钢棒试件。加工后要达到螺纹表面无波纹及表面粗糙度舶值不大于1.6m，螺距累计误差在100mm测量长度上不大于0.06mm，在300mm测量长度上不大于0.075mm。 4)切断试验。用宽5mm标准切断刀切断80mm150mm的45碳素钢棒试件，要求切断后试件切断底面不应有振痕。2021/6/162021/6/16190190五、车床常见故障及排除方法 第七章 典型机械设备的修理车床经大修以后，在工作时往往会出现故障，车床常见故障及排除方法见表7-5。2021/6/162021/6/16191191 第七章 典型机械设备的修理2021/6/162021/6/16192192第二章 机械设备的拆卸与装配THE END2021/6/162021/6/16193193 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！