卷取机主轴故障分析及维修工艺

1卷取机主轴故障分析

对出现故障的卷取机主轴进行结构性分析:

(1）卷取机主轴前端6400P6mm轴段上的圆柱滚子轴承,从其表面焦黑的颜色可以断定,该轴承由于供油不足导致发热咬死后破裂。

(2）扇形伸缩板后面的主轴挡圈由于轴承咬死破裂而同时损坏,且直接影响到主轴表层质量。

2确定维修内容

(1）两只轴承固定螺母可继续使用,但螺母防松垫需重新制作。

(2）装在6320mm轴段上的两只圆锥滚子轴承没损坏,因价格较高,需采用不破坏部件的方式拆卸。

(3）大齿轮与圆锥滚子轴承之间的隔套仍可继续使用。

(4）大齿轮仍需使用。

(5）装在6400P6mm轴段上的圆柱滚子轴承需更换。

(6）轴上法兰、轴套等零件可继续使用。

3维修部署

(1）按照总装图(图1）和部件使用功能,拟定轴体抢修方案。(2）按损坏零件的图样要求,准备零件毛坯,组织生产加工。(3）组织钳工对轴体进行拆卸和重新组装。

4轴上零件的拆卸工艺

卷取机主轴体的拆卸主要由钳工完成,根据装配、拆卸工艺及热胀冷缩原理拆装主轴体上的零件。

4.16320P6mm轴段上轴承的拆卸

6320P6mm轴段与圆锥滚子轴承的配合为基孔制过盈配合,其最大过盈量为0.098mm和最小过盈量0.005mm的过盈配合,轴承为背对背安装,如采用铜棒敲击,由于受力点在外圈,势必要损坏圆锥滚子体,即使卸下,价值5万多元的两只轴承必将报废,但又不能直接通过拉马把轴承从轴段上拆卸,根据图样分析,齿轮与轴承中间有一隔套起轴向定位作用,隔套左端面直接顶在轴承内圈上,于是决定从隔套上下手。隔套材料为30#中碳钢,具有良好的焊接性能,在隔套圆柱面上焊几个拉力点,虽然会使隔套产生变形,即使损坏,隔套生产价格也比轴承小得多,且隔套径向表面有点缺陷并不影响轴向定位功能,只需把焊接拉力点切割掉,用砂轮机抛光即可,最后在磨床上把两端面略作平整仍可使用。方案成立后,由铆焊技师带领两名工人落料焊接,同时钳工开始对常用机械油进行加热,一边采用拉马拉一边把加热好的油用勺子直接浇到轴承上,顺利卸下主轴体右端的一对圆锥滚子轴承。

4.2齿轮的拆卸

齿轮的拆卸相对于轴承的拆卸难度系数有较大提高,该齿轮为大型直齿圆柱齿轮,齿轮直径12000mm,厚度280mm,重约2t,齿轮内孔和轴段的配合为基孔制过盈配合,最大、最小过盈量分别为0.244mm、0.15mm,根据此配合状况,常态下该齿轮拆卸的轴向力800kN左右,没有现成液压机,采用热胀冷缩原理进行拆卸。根据最大过盈量情况,采用3只30t千斤顶拆卸。千斤顶的一头顶在齿轮左端面,另一头通过工装作用顶在已破损的圆柱滚子轴承内圈上,在3只千斤顶增加轴向顶紧力的同时,用几把火焰枪在靠近齿轮轴齿轮端面加热,保持受热均匀,加热处的齿轮轴段左右用石棉绳缠绕,使轴段受热减少。由于齿轮与齿轮轴为过盈配合,对齿轮加热的同时,热将通过齿轮传递到齿轮轴上,等于同时加热齿轮轴,所以光靠加热仍不能解决配合过盈量减少的问题,还必须对齿轮轴加以冷却,当把齿轮加热到近200℃时,开始向主轴孔中加一定量干冰,从主轴内部向轴表面冷却。但刚加干冰就用千斤顶加力是徒劳的,因为干冰冷却到齿轮轴表面需要一定时间,最理想状况是齿轮加热与齿轮轴冷却临界面正好在孔轴配合面上,但这很难控制也很难判别,可采用以下方法来判别是否接近临界面:(1）判断齿轮轴表面是否出现小水点,出现小水点表明轴已受冷,空气中的水蒸气凝成小水点,必须注意小水点应离齿轮稍远的齿轮轴上。因为齿轮附近的齿轮轴不可能出现小水点,齿轮附近即将凝固的小水点被火焰加热后成蒸汽蒸发掉。(2）经常对千斤顶预加轴向力,当齿轮加热与齿轮轴冷却达到临界点时,千斤顶便很容易开始运动,将齿轮顶出。齿轮卸下后,拆卸工作基本完成,剩下的轴承内圈不需再利用,可采用破坏性拆卸,利用氧乙炔火焰直接对内圈快速加热,再用铜棒敲击卸下即可。

5卷取机主轴部件的装配工艺

(1）对轴套法兰、轴套零件进行清洗,准备好装折工具,制定好装配工艺。

(2）轴套安装。轴套安装由钳工完成,原主轴左侧大台肩已破裂,修理中车去原有轴肩。安装一轴套补损主轴台肩结构,与之配合的轴套与车去轴段间留有0.5mm过盈量,并在轴套右侧位置的轴段上开一轴槽,在轴槽内配上轴环承受轴向力。轴套因留有0.5mm过盈量,所以需采用电磁感应加热器对轴套加热到一定温度,使孔径尺寸大于轴尺寸,安装到准确位置,然后依次安装轴环、定距套、法兰等零件。

(3）6400P6mm轴段上圆柱滚子轴承的安装。将圆柱滚子轴承清洗干净放在电磁感应加热器上加热保温一段时间,用内卡钳测量轴承内孔大于轴段最大极限尺寸时,把轴承热套在轴段上,装上止动垫旋上锁紧螺母,使轴承正确定位在轴向位置上。

(4）齿轮安装。齿轮安装在整个安装过程中是最难装配的一部分。首先用电磁感应加热器对齿轮加热保温2h,加热温度达到180℃左右。其次,用天车吊起,保证两个方向的可调量,使齿轮轴心线与轴的轴心线平行,还需在直径方向保证可微量旋转,保证齿轮的键槽与轴上的键位置重合。可采用手葫芦调节,在所有要求调整到位后,在齿轮轴上涂一层机油,保证齿轮推进时有良好的润滑。为便于齿轮进入,操作钳工戴上石棉手套挟稳齿轮,用行车吊起逐步向里安装。安装时应不断晃动钢丝绳以便更好进入,推入时速度一定要快,防止中途冷却后而无法进入,避免重新拆卸,装入后,可用纸或塞尺检查是否到位,待其自然冷却。

(5）装隔套。

(6）装圆锥滚子轴承。

(7）装锁紧螺母。

(8）装锁紧螺母防松保险片。

6结语

通过对卷取机主轴的抢修,现场技术人员对卷取机主轴维修过程有了较深刻的认识,并总结出了以上维修方法,为今后的维修积累了经验,维修后的卷取机满足企业使用要求,短期内恢复了生产。