作者：贾广林，谢朝军，杨少林，徐宏杰
（西北机器厂）
摘 要：对影响绕丝机车头主轴轴承寿命的原因进行系统分析，根据起产生故障的原因提出新的改进方案，并通过试验使之符合要求。
关键词：轴承寿命；故障分析；改进措施
1 引言
随着社会经济的不断发展，滚动轴承作为标准的精密零件已广泛的应用于工业、农业及国防科技事业等各个领域。如果轴承在使用过程中发生损坏等意外情况时，将会出现设备停转、功能受损等严重情况。本文以我厂生产的J62005-2/ZF型绕丝机为例，对影响其主轴轴承寿命的原因进行系统分析并提出合理的改进措施。
我先简单的介绍一下绕丝机车头主轴结构及工作条件，其结构如图1所示，三个轴承支撑着主轴，工作条件为轻负荷、高转速，转速为30000rpm。芯线由14#主轴中心孔穿过，作匀速直线运动，装在13#密封套的钨丝通过高速旋转抛出来，均匀的缠绕在芯线上，形成均匀的螺距。6#轴承7000C为2件，P4级，9#轴承B7001C，P4级，且严禁油从右端渗出。一般情况下，主轴轴承使用三个月左右就会失效，Z好的也不超过半年。轴承失效形式为，轴承转动起来不灵活，有死点，且工作起来噪音大，绕的灯丝螺距不均匀，解剖后轴承内环滚道及轴承外环与主轴筒配合处内环与轴外径配合处均有不同程度的轻微的咬伤痕迹。现根据其失效形式进行如下分析及改进。
2 影响因素及预防改进措施
2.1轴承本身内在因素的影响
一般情况下，由于此原因而造成轴承损坏的可能性极小，这主要取决于轴承制造时的本身质量精度。
预防改进：借助本厂检测部门，对此机构上每个轴承进行仔细检测，并按公差进行分类，每0.0015mm范围为一组分类，以备装配时选配，凡未达到轴承本身精度要求的一律不得使用。
2.2 外在因素的影响
2.2.1轴承内外圈公差配合设计精度对轴承寿命的影响
一般轴承的内径及外径尺寸公差是按国家标准公差制造的，其内圈与轴、外圈与座孔的配合松紧程度是根据国标选择配合的。此机构中，轴选用js6，座孔选用H6，但由于此设备中主轴的特殊工作情况，当主轴以30000rpm高速旋转时，会产生大量的热，由于热胀冷缩，使轴承内外圈膨胀，当外圈膨胀时，而座孔公差又小，故会损坏轴承，内圈膨胀时，会与主轴外径之间产生微小间隙，使轴承内径与轴之间有相对运动，从而损坏轴承内径或主轴外径。而当座孔公差选用太大时，即座孔与轴承外径有间隙，由于其工作方式为悬臂，故容易损坏座孔与轴承外径。所以根据图示，轴承外径与座孔的配合选用小间隙，轴承内径与轴的配合选用过渡配合中的小间隙，保证装配时有0.002mm的间隙。
改进：通过大量试验，轴选用js4，孔选用H4，并且装配时根据轴承公差选配安装。这虽然增加了加工难度，但确大大提高轴承寿命，延长设备的使用寿命。
2.2.2 零件加工精度的影响
这主要是人为因素及机床精度的影响，在以前生产的绕丝机设备中，当发现该设备生产的产品废品率较高或整机出现故障时，经反复检测，此结构中有近5%是由于零件不合格超差原因而造成的。
改进：加工此设备零件时，采用高精度机床专用工装，高级工专人加工，经检验员仔细检验，凡超差零件一律不得装入设备。
2.2.3 安装精度的影响
因为此设备为精密设备，而部分工人安装时常出现以下错误：
a.零件及轴承清洗不干净；
b.安装轴承时，不采用专用工具，而用榔头或金属物锤击；
c.安装#5、#7、#10轴承时（见图2），不注意安装方向，致使油路不通；
d.安装时，轴承间隙调整不当。
改进：
① 安装此部件时，工作场所必须清洁，严格防尘，在整个装配过程中应仔细清洗全部零件，然后用压缩空气吹干，装配前滴入少量6#机床主轴油，对高精度主轴及轴承应注意保护，轻取轻放；
②装#6、#9轴承时，应两只为一组，两只的内外径应挑选一致，允差0.002mm以内，装时用手紧推入即可，严禁用榔头或金属物锤击装入；
③装配时注意#5、#7、#10三个隔套的方向，必须保证油路畅通；
④装配后应检测主轴的轴向窜动在0.004mm以内，用0.5kgf推轴时，轴向间隙应在0.006~0.01范围内；
⑤压簧装配前应进行严格挑选，每5件为一组，5件的受力和形变应接近，装入后应保证主轴转动灵活；
⑥此部件装配完后应做动平衡实验，动平衡转速为3000rpm，动平衡偏心距允差0.318um；
⑦此部件装完后，采用工装，（如图3所示），应进行空载试车，先分别在5000rpm、10000rpm、15000rpm、20000rpm、25000rpm、30000rpm这几种速度由低至高逐步升速试车，每种转速试车2小时，每半小时润滑一次，且在整个过程中应检测轴承的温升，若温升超过18℃，应立即停车检修；
2.2.4润滑不良对轴承寿命的影响
本主轴采用滴油润滑，如果使用的润滑剂粘度较大，则不能正常渗入轴承，或者润滑油路不通，这些均会引起轴承寿命缩短
改进：
①应检测润滑油路是否畅通；
②采用运动粘度为6.2~7.5mm2/s的N7机床主轴油润滑。
3 结束语
对于轴承这种精度要求很高的特殊零件，在使用和安装时我们应该严格规范化，只要注意以上几个问题，就会避免不必要的损失。通过我厂多年来对电光源设备的研究及与用户的调研和沟通，在经过大量实践的基础上逐步改进后，我厂现生产的该型号绕丝机已日趋完善，并已形成大批量销售，给我厂带来可观的经济效益。为电光源行业的用户提供了可靠稳定的设备，受到用户的好评。
参考文献
[1]《中国机械工业标准汇编》,中国标准出版社.
[2]《机械设计手册》,成大先主编,化学工业出版社.
[3]《滚动轴承应用手册》,刘泽九主编,机械工业出版社.
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