淺談機(jī)床潤(rùn)滑-TX6111T潤(rùn)滑改造

1、 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十九研究所 淺談機(jī)床潤(rùn)滑TX6111T絲杠潤(rùn)滑改造（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十九研究所：楊靜 柴和軍）摘要：潤(rùn)滑對(duì)于機(jī)床是非常重要的，如果潤(rùn)滑不好，機(jī)床的相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦，嚴(yán)重情況下還會(huì)引起部件損壞，因此在機(jī)床的使用和維護(hù)中，要非常重視這個(gè)問題，以保障機(jī)床的良好運(yùn)行。關(guān)鍵字：潤(rùn)滑、絲杠、干摩擦、潤(rùn)滑泵 前言 隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，機(jī)床在加工業(yè)的地位也日趨重要，機(jī)床能否正常運(yùn)行會(huì)直接影響到生產(chǎn)加工的進(jìn)度，而潤(rùn)滑技術(shù)對(duì)于機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有著十分重要的作用。潤(rùn)滑劑的作用：1減少摩擦、2降低摩損、3冷卻作用、4防腐作用、5絕緣性、6力的傳遞、7減振作用、9清洗

2、作用、9密封作用?！?】按潤(rùn)滑狀態(tài)的不同潤(rùn)滑分為：1流體潤(rùn)滑、2邊界潤(rùn)滑、3半流體潤(rùn)滑 【2】相對(duì)接觸運(yùn)動(dòng)的零部件表面如果沒有及時(shí)有效的潤(rùn)滑，會(huì)使零件接觸面直接接觸，從而產(chǎn)生摩擦。如果這種情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致接觸面的溫度升高，零件嚴(yán)重磨損而無法使用，這樣一來勢(shì)必造成機(jī)器設(shè)備停機(jī)而耽誤生產(chǎn)，還會(huì)造成設(shè)備維修所帶來的時(shí)間和金錢的損失。相對(duì)接觸運(yùn)動(dòng)的零部件之間的最佳潤(rùn)滑狀態(tài)就是流體潤(rùn)滑，因?yàn)樵谶@個(gè)狀態(tài)下兩個(gè)接觸面之間有一層潤(rùn)滑油膜，零部件之間沒有直接接觸，使得零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)阻力變得很小，即使長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行溫度也不會(huì)升高很多，接觸面之間幾乎不會(huì)有摩擦和磨損。這樣不但保障了機(jī)床的加工精度，而且延長(zhǎng)了機(jī)床

3、的使用壽命，降低了故障率，使得生產(chǎn)得以順利進(jìn)行。下面以Tx6111T落地鏜床絲杠螺母副的潤(rùn)滑改造為例，介紹了怎么通過選擇正確的潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑劑來解決該設(shè)備的潤(rùn)滑故障，以達(dá)到降低故障率、保障生產(chǎn)的目的。 、問題的提出 天通公司Tx6111T數(shù)顯鏜床曾多次出現(xiàn)工作臺(tái)不能沿Z方向移動(dòng)的故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)每次都是絲杠螺母副卡死，并且在拆下絲杠螺母副并強(qiáng)行將絲杠和絲杠螺母分開后撿查發(fā)現(xiàn)，絲杠和絲杠螺母的螺紋接觸面有很多毛刺和小坑，用車床把毛刺處理掉以后重新安裝，機(jī)床可以運(yùn)行，但是過不了多久問題就會(huì)再次出現(xiàn)。由于該絲杠尺寸較大，拆卸和修理比較費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，經(jīng)過向廠家咨詢得知購(gòu)買新的絲杠螺母副需要花費(fèi)萬多元，并

4、且等待一個(gè)多月的定做時(shí)間，如此來勢(shì)必對(duì)生產(chǎn)任務(wù)造成很大的影響。所以必須找到該故障的根本原因，并且要在短時(shí)間內(nèi)徹底解決該故障，以保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 二 TX6111T絲杠潤(rùn)滑改造1. 故障原因分析要找到故障的根本原因，我們首先要對(duì)發(fā)生故障的零部件進(jìn)行認(rèn)真的觀察和分析。經(jīng)過仔細(xì)的檢查我們發(fā)現(xiàn)以下問題：（1） 每次出現(xiàn)故障時(shí)絲杠的梯形螺紋表面都有銅屑粘貼和小的麻坑，光潔度變得很差。（2） 絲杠螺母內(nèi)擠滿了銅粉和銅屑，螺紋表面沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向有較深的絲紋。（3） 絲杠和螺母螺紋表面比較干澀，潤(rùn)滑比較差。（4） 每次拆卸絲杠和螺母的時(shí)候阻力非常大，旋轉(zhuǎn)絲杠時(shí)非常費(fèi)力。（5） 機(jī)床只是設(shè)計(jì)了一個(gè)滴油式潤(rùn)滑裝置

5、（如下圖）。在工作臺(tái)的右下側(cè)安裝一個(gè)小油盒，并在該油盒正對(duì)著絲杠上沿的地方開一個(gè)很小的口，潤(rùn)滑油會(huì)慢慢的滴在絲杠上，該潤(rùn)滑方式需要人為定時(shí)的添加潤(rùn)滑油。 通過以上情況我們分析得出以下結(jié)論：該機(jī)床使用的這種潤(rùn)滑方式只能把油滴在絲杠上，并且機(jī)油的粘度較低，大部分會(huì)在重力作用下流失，只有少部分進(jìn)入到絲杠和絲杠螺母接觸面上，這樣當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)接觸面會(huì)處于邊界摩擦（兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面間僅有一層極薄的潤(rùn)滑劑）或半液體摩擦（兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面間僅有一部分為液體摩擦，其他部分潤(rùn)滑劑被破壞，出現(xiàn)邊界摩擦和干摩擦）狀態(tài)，此種潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑效果極差，而且會(huì)產(chǎn)生較大的浪費(fèi)。由于長(zhǎng)期的使用，絲杠和絲杠螺母表面已經(jīng)粗

6、糙不平，他們的溝紋互相咬合，互相干涉，表面上凸出的部位就會(huì)被破壞，以致脫落，并產(chǎn)生一定得熱量，使接觸表面的溫度升高，隨著摩擦溫度的逐漸上升，再加上脫落下來的金屬粉末夾在兩個(gè)摩擦面間，就會(huì)加快摩擦面的破壞，由于絲杠螺母材料是銅，質(zhì)地較軟，所以在這樣的潤(rùn)滑情況下會(huì)使得絲杠和絲杠螺母發(fā)生咬焊情況，導(dǎo)致絲杠和絲杠螺母卡死。因此導(dǎo)致該故障的根本原因就是潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不合理，重新設(shè)計(jì)適合的潤(rùn)滑方式就可以徹底解決該故障。 2.解決方案經(jīng)過認(rèn)真的分析和研究，我們首先對(duì)絲杠螺母副進(jìn)行了精度修復(fù)，然后對(duì)原有潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行了改造。下面是我們從潤(rùn)滑劑、操作方式和線路三方面進(jìn)行選型，并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，從而確定適合該機(jī)床的

7、潤(rùn)滑系統(tǒng)，解決設(shè)備的故障。 (1)潤(rùn)滑劑的選擇 選擇正確的絲杠潤(rùn)滑劑對(duì)延長(zhǎng)使用壽命至關(guān)重要，必須根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷、速度、精度，環(huán)境等情況來選擇。目前主要的潤(rùn)滑劑分為潤(rùn)滑液和潤(rùn)滑油脂兩種。潤(rùn)滑液的流動(dòng)性好，可以起到清潔作用，但是承載能力較差，而且附著力較差，需要好的密封才能達(dá)到好的潤(rùn)滑效果。而潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑無需復(fù)雜的密封，承載、減震和降噪能力好，粘附性強(qiáng)，抗水、密封性和抗漏失性能突出，使用壽命長(zhǎng)，供油次數(shù)少，無需經(jīng)常添加，可以在密封不良甚至敞開的摩擦部件上使用，使用溫度范圍也比潤(rùn)滑油寬。要選擇正確的潤(rùn)滑劑，就需要知道絲杠和螺母間的作用力，下面筆者對(duì)絲杠和螺母接觸面的壓強(qiáng)進(jìn)行了計(jì)算：（P為接觸面壓強(qiáng)

8、，為絲杠螺母承受的的軸向負(fù)荷，F(xiàn)為動(dòng)態(tài)容許推力）=kFz+fW（Fz為z方向的切削力，W移動(dòng)部件的重量，k是和f為系數(shù)，可在下表查得）由于該機(jī)床工作臺(tái)可承受最大2500kg的工件，工作臺(tái)本身重量為500kg，因此W=3000kg。而機(jī)床主軸所能承受的最大軸向力為15000N，因此我們可以把該數(shù)據(jù)作為Z軸所能承受的最大切削力，因此Fz=15000/1.5=10000N（1.5為安全系數(shù)）。導(dǎo)軌形式Kf燕尾型1.40.2矩形1.10.15三角形、組合型1.10.15-0.18鉆鏜主軸圓導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌0.003-0.004 =kFz+fW=1.1*10000+0.15*3000=11450N 通過計(jì)算

9、我們可以看出該機(jī)床的絲杠和螺母之間的作用力比較大，承受的載荷比較大，并且該設(shè)備絲杠螺母副沒有好的密封條件，所以只能選擇潤(rùn)滑脂作為潤(rùn)滑劑。(2) 潤(rùn)滑方式的選擇A.潤(rùn)滑形式潤(rùn)滑形式分為手動(dòng)潤(rùn)滑和自動(dòng)潤(rùn)滑。由于絲杠螺母副在Z軸護(hù)板下方，不易拆卸，而且操作者可能會(huì)忘記去加油，所以還是采用自動(dòng)潤(rùn)滑比較好。某公司的自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)具有高效、可靠的優(yōu)點(diǎn)，自帶OPC控制器，可以人為設(shè)定間歇時(shí)間和持續(xù)供油時(shí)間，而且還具有低油位發(fā)訊器，當(dāng)油位不足時(shí)會(huì)提醒加油。采用這種潤(rùn)滑形式可以使得絲杠螺母副長(zhǎng)期處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。 B.潤(rùn)滑油路 為了讓潤(rùn)滑脂直接作用于接觸面，我們進(jìn)行了一系列計(jì)算，設(shè)計(jì)了一個(gè)潤(rùn)滑油路。35.5的尺

10、寸使得出油口正好在絲杠螺紋的齒頂處，從而使得潤(rùn)滑脂可以通過螺紋的空隙而充滿整個(gè)螺母內(nèi)部，讓所有接觸面之間都有油膜！ 下面是油路圖： 3.最終結(jié)果本次改造徹底解決了Z軸絲杠和絲杠螺母卡死的問題，在四年的使用中從來沒有出現(xiàn)過卡死的故障。而且省去了大量維修耗費(fèi)的經(jīng)歷和時(shí)間，并且大大延長(zhǎng)了絲杠的使用壽命，節(jié)約了購(gòu)買絲杠所花費(fèi)的一萬多經(jīng)費(fèi)和一個(gè)多月的時(shí)間，有力的保障了天通公司的生產(chǎn)。該方案具有很多優(yōu)點(diǎn)，可以有效徹底的解決絲杠和絲杠螺母的潤(rùn)滑問題。主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）采用油脂潤(rùn)滑。油脂附著力很強(qiáng)，不會(huì)像稀油潤(rùn)滑方式那樣出現(xiàn)流失現(xiàn)象。（2）該潤(rùn)滑泵可以實(shí)現(xiàn)自行調(diào)整潤(rùn)滑時(shí)間和間歇時(shí)間，這樣可以使得摩擦面一直都會(huì)有潤(rùn)滑層。 （3）加工好的油路可以使油脂直接到達(dá)摩擦面，不但可以使得摩擦面保持良好潤(rùn)滑，還可以減少浪費(fèi)。（4）費(fèi)用不高，該方案總成本不超過2000元。（5）油泵有缺油報(bào)警功能，不會(huì)發(fā)生油泵缺油的情況。 三 總結(jié)通過以上分析和這次改造實(shí)例，大家可以發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑對(duì)于機(jī)床的正常運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用，而且從筆者工作經(jīng)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)機(jī)床很多故障都是由于潤(rùn)滑不好導(dǎo)致。所以在日常保養(yǎng)和維護(hù)中，一定要特別注意機(jī)床的潤(rùn)滑情況，把潤(rùn)滑做好可以再很大程度上可以降低機(jī)床的故障率，并且延長(zhǎng)機(jī)床壽命，以保障生產(chǎn)效率。參考文獻(xiàn)1 張晨輝，林亮智，潤(rùn)滑油應(yīng)用及設(shè)備潤(rùn)滑p5頁(yè)；中國(guó)石化岀版社2002第1版。2廖明福，吳鴻恩潤(rùn)滑