VB715A的主轴轴承失效分析和装配技术

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- 台杭州友佳VB715A立式加工中心在使用过程中床身有明显的震动，同时主轴温升出现异常，主轴箱有异常尖锐的声响，原因是整套主轴轴承严重损坏，通过更换主轴轴承解决了此故障。下面对此次精密轴承失效和安装方法进行剖析和介绍。

1 主轴轴承失效分析1.1 主轴部件结构VB715A加工中心配有机械式精密主轴，最高转2 FAG HS7n1 Rf.T.p4S.IIT。

速6 000 r/min，主轴部件壳体外围设计有螺旋槽和循环水冷却装置，尾部设计有平衡环，如图i所示，该主轴部件采用3点支承，除主轴前、后端支承外，主轴尾部还有 1个辅助支承。主轴前端支承选用4只通用配对高速精密角接触球轴承，串联和背对背配置(QBC)的组合方式；主轴后端支承选用2只通用配对高速精密角接触球轴承，背对背配置 (DB)的组合方式。

1.2 轴承失效分析根据设备使用情况和主轴部件结构分析，断故障原因由以下两因素综合导致：图1 主轴结构示意图受 潮”，高转速状态下轴承很快就会 烧”掉。

初步判 1.3 预防轴承失效的改进方法(1)主轴松刀检测到位延时参数设置不合 理，导致主轴实际松刀位置没有完全到位 (松刀检测开关位置发生变化)，机械手就进行拔刀动作，主轴轴承受到较大的轴向冲击力，在多次冲击受力情况下，造成轴承损坏。

(2)主轴前端轴承采用迷宫式密封结构，这种密封结构相对于精密轴系通常采用的迷宫与气密组合的密封结构来说，其可靠性较低，不能完全防止切削液进入轴承区域，轴承-旦进水，也就是俗称的轴承作者对主轴松刀检测到位延时参数进行了合理的设置 (主轴松刀检测到位以后，延时 1 s，机械手开始动作)，很好地解决了该问题。

2 轴承的装配技术2.1 精度指标主轴鼻端径跳允差0.005 ilm，离鼻端 300处径跳允差0.015 mm，轴向窜动允差0.005 mm。

收稿日期：2012-05-26作者简介：杨国明 (1960-)，男，中级技师，从事机床设备维修工作。E-mail：475549588###qq.com。

第 l4期 杨国明 等：VB715A的主轴轴承失效分析和装配技术 ·131·主要是对主轴进行低、中、高不同转速的起止间歇操作，期间检测主轴温升、振动、噪声值都符合要求，检测结果见表1。

表 1 检测结果2.3.6 轴系动不平衡量的控制由式 (1) 可以看出：不平衡力和转速的平方成正比。所以高速主轴系统必须做动平衡，通过优化，可以提高主轴的各项性能。

Fmeto (1)控制方法：(1)在整个主轴拆卸过程中，凡是具有旋转方向性的部件都进行了标记，保证在修复安装后整个轴系的精度跟原始精度基本-致；(2)动平衡测试从低速到高速进行，动平衡精度等级达不到要求时，对主轴尾部的平衡环去量。

2.3.7 功能调试功能调试包括主轴准停位置、松拉刀检测位置、换刀点位置、打刀缸轴头与打刀杆间隙、皮带张力的检查和调整。

3 维修效果主轴功能恢复，达到出厂精度要求 (见表 2)，修复后良好使用半年多。

表2 精度检测结果检测项目 检测值/mm主轴鼻端径向跳动离鼻端300 mm处径向跳动轴向跳动0.0030.0140.0024 结束语主轴是整个机床的核心部位，而其轴承装配的好坏直接关系主轴精度和寿命。通过此次主轴轴承的装配和失效分析，形成-套较为科学合理的维修工艺流程，并提出影响主轴性能的因素和改进方法，为以后的高精度主轴维修和设计提供了经验和工艺借鉴。