|
5#

樓主 |
發(fā)表于 2009-9-12 14:10:49
|
只看該作者
機床一些做相對滑動的零、部件,,如滑板與導(dǎo)軌,、軸與滑動軸承、蝸桿與蝸輪等在運轉(zhuǎn)一段時間后,,其表面上常常會出現(xiàn)劃痕或溝槽,,我們稱這種現(xiàn)象為研傷。研傷破壞了機床的精度,,影響了機床的使用壽命,,若修理不及時,研傷產(chǎn)生的顆粒,,還會加劇研傷,,而研傷產(chǎn)生溝槽容易藏污納垢,也會加劇研傷,,嚴重時能使相互的滑動件中止滑動,,產(chǎn)生咬死現(xiàn)象。研傷實質(zhì)上就是非正常情況下的磨損,,機床上常見的研傷,,按產(chǎn)生的原因主要可分為兩種類型:一種是粘著磨損型研傷,另一種是磨粒磨損型研傷�,,F(xiàn)就這兩種類型研傷產(chǎn)生的原因,、預(yù)防措施及修復(fù)方法,做些簡單介紹,。) T0 S' ]; u5 D: C$ g3 e
一,、粘著磨損型研傷
, l) q9 t6 B! q 這種研傷是指磨擦副在相對運動時,,由于互相磨擦,接觸表面的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面,,致使磨擦表面產(chǎn)生了劃痕與溝槽,。 [" S3 {, Q- v- |0 B
1.粘著磨損型研傷的產(chǎn)生機理
8 x' u8 {) {( X/ i( e 研究表明:固體表面狀況,從微觀的角度看是存在著凸凹不平的缺陷的,,即使是經(jīng)過拋光加工也不能完全消除凸峰和凹谷,。當(dāng)兩個磨擦表面接觸時,實際上是兩個磨擦表面的凸峰相互接觸,。由于接觸應(yīng)力很大,以致產(chǎn)生彈,、塑性變形,,使接觸面積增大,直到能夠承受全部載荷時為止,。在這種情況下,,金屬接觸表面上將出現(xiàn)牢固的粘著點,這種現(xiàn)象就是通常講的冷焊粘著,。這些粘著點是在沒有表面膜的情況下產(chǎn)生的,,當(dāng)磨擦副表面上有表面膜時,只受法向力作用,,其冷焊粘著也是不會產(chǎn)生的,。若同時有切向力的作用,且法向力和切向力都很大,,并在做相對滑動時,,磨擦表面的溫度就會升高,在高溫高壓下,,致使油膜破壞,,接觸的金屬表面就會軟化或熔化,接觸點就產(chǎn)生粘著—撕脫—粘著—撕脫的循環(huán)過程,,使接觸表面的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一表面上,,從而使其中一個表面(或兩個表面)上形成劃痕和溝槽,也就是形成粘著磨損型的研傷,。2 `9 G7 r: c( E; d, m
2.粘著磨損型的研傷的分類
$ H2 q& T1 J2 x, u2 W: u 根據(jù)磨擦副表面研傷的破壞程度,,我們可將機床上常見的粘著磨損型研傷劃分為四類:- j. T$ K$ j, C
(1)涂抹研傷僅發(fā)生在軟金屬淺層表面,被研傷的軟金屬薄層以涂抹的方式,,轉(zhuǎn)移到硬金屬表面上,,例如:蝸桿副運行一段時間后,蝸桿表面上的銅涂抹在蝸桿表面上,。: I4 O0 x }6 N- t: q
(2)擦傷研傷發(fā)生在軟金屬表面表層以下較淺的部分,,破壞方式是沿運動方向產(chǎn)生細小劃痕,,有時硬金屬表面上也有可能劃傷。最常見的是在機床運行初期,、軸和滑動軸承處于摩合期的磨損,。
) _- d' w; d0 t- N (3)膠合(或稱撕脫)研傷發(fā)生在相互磨擦的兩個零件的一方或兩方的基體較深處,由于表面局部溫度高,,壓力大,,使粘著結(jié)合強度任一基體金屬剪切強度,當(dāng)磨擦副做相對滑動時其表面做一日和尚撞一天鐘產(chǎn)生撕脫性破壞,,出現(xiàn)膠合性研傷,。如凸輪副、蝸桿副,、齒輪副,,較為常見;機床的滑板與導(dǎo)軌在缺乏潤滑油而導(dǎo)致干磨擦?xí)r,,也常會產(chǎn)生此類研傷,。; y9 l! S+ W2 i3 d
(4)咬死當(dāng)磨擦副表面瞬時閃發(fā)的溫度相當(dāng)高、粘著區(qū)較大,、粘著點的強度也相當(dāng)高,,粘結(jié)不能從基體上剪切掉,以致造成相對運動中止的現(xiàn)象,。咬死是研傷中最嚴重的一種,。例如軸與滑動軸承當(dāng)潤滑不良而出現(xiàn)的“抱軸”,大都會產(chǎn)生這種研傷,;大型機床的導(dǎo)軌缺油引起的大面積研傷也會產(chǎn)生咬死,。
. g& Q; Z/ T2 h4 o' V3 n3.粘著磨損型的研傷的影響因素及預(yù)防措施
, `, W/ h4 j. V. \, ?& L$ E6 ` s- X* H. J1 _ 影響此類研傷的因素很多,我們可以針對這些因素采取相應(yīng)措施,,來預(yù)防其產(chǎn)生和發(fā)展,。 G) G- F# Q% Y
(1)潤滑油脂的因素潤滑狀態(tài)對粘著磨損型研傷影響極大,只要磨擦表面始終保持足夠強度潤滑膜,,避免磨擦表面之間金屬的直接接觸表面而形成干磨擦或半干摩擦,,就可以有效防止和控制粘著磨損型研傷的產(chǎn)生和發(fā)展。在影響此類研傷的各種因素中,,確保摩擦表面的良好潤滑是最重要的因素,。潤滑油中加入油性或粘度添加劑,能提高潤滑油膜吸附能力及油膜強度,,可成倍提高抗研傷的能力,。
; K# c8 m, {; N0 W6 u (2)壓力因素粘著磨損型研傷,一般是隨著壓力的增大而增加,。當(dāng)壓力負荷超過摩擦副材料硬度的一定值時,,摩擦副表面氧化膜被壓潰,,兩表面之間新生面的凸出點互相嵌入,相對移動時,,會使此類研傷急劇增加,,嚴重時會導(dǎo)致摩擦副表面膠合,甚至咬死,。所以使用機床時,,工作臺、滑動導(dǎo)軌要避免超負荷運行,,如龍門刨床,、銑床、鏜床等在工作臺上裝夾工件,,既要分布合理,,又不要超重。機床在大修理時,,其導(dǎo)軌進行淬火處理,對預(yù)防此類研傷也有很大效果,。$ T4 X, u+ f( E* `
(3)溫度的因素溫度對產(chǎn)生粘著磨損型研傷影響也很大,。在摩擦過程中所產(chǎn)生的熱量,使摩擦表面的溫度升高到一定程度后,,輕者,,破壞潤滑膜,使金屬表面直接接觸而形成干摩擦或半干摩擦,;重者,,能使材料處于回火狀態(tài)而降低材料硬度;更重者,,局部區(qū)域能使摩擦表面的材料處于熔化狀態(tài),。這些都將促使此類研傷的產(chǎn)生。選用熱穩(wěn)定性高的材料或加強冷卻等措施,,是防止因溫度而導(dǎo)致粘著磨損型研傷的有效方法,。
8 M4 R# v0 }% a, t# C (4)滑動速度的因素在壓力一定的情況下,滑動速度小,,形成潤滑油膜的作用就減小,,油膜厚度較小,油膜常因承受不了運動件的壓力而部分破壞,,造成兩金屬直接接觸,,容易導(dǎo)致研傷。但滑動速度大到一定程度時,,使摩擦副的溫度升高,,易破壞潤滑油膜,,也容易導(dǎo)致研傷,所以選擇合適的滑動速度可以降低產(chǎn)生粘著磨損型研傷的傾向,。
2 b* B3 q; `* m. W. g: U6 v* I (5)表面粗糙度的因素一般說來,,摩擦副表面粗糙度越小,抗粘著磨損型研傷的能力就越大,,適當(dāng)降低表面粗糙度可防止此類研傷,,對于新機床,常常采用逐漸加載跑合運行,,目的就是降低表面粗糙度,,以減少早期產(chǎn)生粘著磨損型研傷。但摩擦副表面粗糙度降得過低,,潤滑劑不能儲存于摩擦面之間,,又易導(dǎo)致研傷,所以當(dāng)機床導(dǎo)軌上的花紋被磨損后,,在保養(yǎng)機床時,,常常重新在上刮上花紋,目的是便于儲油,,預(yù)防研傷,。6 j2 T5 T; I1 Q3 Q: n4 d6 u- a) h' D
(6)材料的因素脆性材料比塑性材料的抗粘著磨損能力強;互溶性大的材料所組成的摩擦副比互溶性小的材料所組成的摩擦副,,更容易產(chǎn)生磨損型研傷,;金屬與非金屬組成的摩擦副比兩種金屬所組成的摩擦副產(chǎn)生此類研傷的傾向小。檢修機床時,,可采用非金屬涂層修復(fù)滑板導(dǎo)軌,、軸和套采用不同材料,或?qū)S進行表面處理工藝等,,減小產(chǎn)生粘著磨損型研傷,。" \' e! u" G2 h
二、磨粒磨損型研傷4 _4 m' ]+ y2 B
這種研傷是指污染進入兩摩擦表面間的硬顆粒,,在表面運動時所起的顯著切削作用,,致使磨擦表面產(chǎn)生劃痕和溝槽。: j2 M" v$ X+ c
1.磨粒磨損型研傷的產(chǎn)生機理
5 b0 A0 H0 v4 r' z. w6 h/ f 硬顆粒進入兩摩擦表面之間后受到兩個力的作用,,垂直于表面與平行與表面的力,。硬顆粒在前者作用下刺入表面,而在后者作用下產(chǎn)生切向運動,,這就導(dǎo)致表面被犁皺或切削,,留下劃痕和溝槽,即研傷,。
: K& m3 Z: P0 `4 D, R2.磨粒磨損型研傷的分類& `' s" D0 j: T. @6 v
(1)磕碰引起的比如機床的導(dǎo)軌,,受到工件或工具等物品高應(yīng)力的磕碰后,,導(dǎo)軌的表面將出現(xiàn)凹坑,而凹坑的周圍同時會出現(xiàn)凸起或毛刺,。如不及時修理,,當(dāng)滑板在導(dǎo)軌上滑動是時,導(dǎo)軌上的凸起或毛刺,,勢必將滑板研傷,。
- K. h0 _1 R; j8 }& p5 S H (2)硬顆粒兩摩擦面之間引起的比如切屑或型砂進入機床的導(dǎo)軌與滑板之間,將形成典型的磨粒磨損型研傷:切屑或型砂在垂直的壓力下,,壓潰導(dǎo)軌或滑板表面,,移動時便將導(dǎo)軌或滑板研傷。
, h8 }% A5 b/ z8 o$ I (3)污物進入摩擦面之間引起的比如污垢通過潤滑油進入摩擦面之間,,雖然不會壓摩擦表面,,但能改變摩擦表面的接觸狀況,由于污垢的支承,,與污垢接觸位置承受的壓應(yīng)力增大,,長時間運行后,勢必使摩擦表面產(chǎn)生擦傷或微小的劃痕,。2 Q( ^1 Y! C ^0 b$ E( i
3.磨粒磨損型研傷的預(yù)防0 o# `$ {4 N' ]* ^- M7 B% B
(1)首先要防止摩擦副表面磕傷碰傷比如不在機床導(dǎo)軌上堆放工具,、量具、工件等雜物,,其次是摩擦副表面發(fā)生磕碰傷后要及時修理,,比如對產(chǎn)生的凸起和毛刺,,要用油石或刮刀及時修平,,防止研傷摩擦表面;對出現(xiàn)的凹坑要盡可能修補,,防止凹坑內(nèi)藏污納垢,,給研傷留下隱患。
& n6 D: q& @% V6 w (2)設(shè)防和配置護罩,,防止如切屑,、型砂等硬顆粒進入摩擦表面間,一旦發(fā)現(xiàn)硬顆�,;螂s物進入摩擦面之間,,應(yīng)立即排除,防止研傷產(chǎn)生或擴展,。6 w( ^1 F& R2 E d1 X
(3)按時保養(yǎng)機床,,及時清除導(dǎo)軌、滑板,、油孔其及死角的污物油垢,,防止污物進入摩擦表面之間,,形成磨粒磨損型研傷。8 K) Q& d7 g: ~! t, v3 j/ S
三,、研傷的修復(fù)
( k7 R C" Y, ^ 機床的摩擦副一旦發(fā)生了研傷,,就必須立即停止運行,找出原因,,研傷的程度,,采取不同措施。一般來說,,對涂抹一類的研傷,,可以不做修復(fù),但要加強潤滑,,防止擴展,;對擦傷(包括污物引起的擦傷),要清除污物,,并用油石或刮刀將擦傷部位修平后,,可繼續(xù)運行:而對膠合、咬死及硬顆粒引起的研傷,,則必須進行修復(fù)�,,F(xiàn)在就常見幾種摩擦副的研傷修復(fù)便有些簡單介紹:
3 |) J {3 j2 \ U8 }1 c% V ^ 1.滑動軸承與軸的修復(fù)
, ^- u; X5 S; C (1)滑動軸承表面被研傷后,首選的修復(fù)方案應(yīng)是刮石匠方法修復(fù),。一般來說,,滑動軸承都留有可供調(diào)整和修理的余量,可以滿足機床的一個修理周期,。如果研傷十分嚴重,,修理余量不能滿足,就需要考慮更換了,。兩半瓦式滑動軸承研傷后,,可以減薄墊片重新組裝后,刮研軸瓦內(nèi)孔要求精度,,修復(fù)后繼續(xù)使用,。5 [, q- q9 I) l2 I5 i, C; ^
(2)當(dāng)軸頸有研傷后,可采用磨小軸頸,、更換滑動軸承的方法,。但軸頸修磨不宜太大,比如機床主軸,,修磨量不宜超過軸頸表面淬火,,或者滲碳、氮化、氰化的厚度,、修磨后軸頸表面硬度不得低于原設(shè)計硬度的下限,;對于傳動軸來說,軸頸不應(yīng)小于裝配時在裝配方向前端軸頸或凸臺的尺寸,。1 v# F0 `. M. t
如果用焊補的方法來修復(fù)軸頸,,那么要考慮焊補加熱過程對軸的幾何精度、機械強度及表面硬度的影響,。軸頸修復(fù)后,,一般都需要按軸頸重新配做滑動軸承(或稱軸套)。
1 v8 _( R d' L$ b 2.機床導(dǎo)軌的修復(fù)
- `; e9 ^& x4 f5 L+ E4 s+ [ 對于機床導(dǎo)軌的輕微研傷和擦傷,,只要用喬刀或油石修復(fù),,即可繼續(xù)運行。而對膠合性研傷,,則需要用焊補或充填粘補的方法來修復(fù),,即便是較大面積的研傷,只要保留較大部分完好的導(dǎo)軌面,,也可以用此類方法修復(fù),。待到機床三令五申俚,再采用精刨,、精磨或粘板,、鑲板等方法修復(fù)。1 C; t. T% g4 g- ~
對機床導(dǎo)軌研傷的焊補與粘補,,相對說來工藝比較復(fù)雜一些,,特別是大面積研傷的修復(fù),施工前更應(yīng)考慮細致一些,;首先要考慮所采用的修復(fù)工藝對導(dǎo)軌的精度,、機械性能有否影響,比如焊補和粘補大都需要加溫,,那么工藝過程中的溫度是否會引起導(dǎo)軌變形,,是否會改變導(dǎo)軌的機械強度和表面硬度等,。第二,,要考慮所采用的修復(fù)工藝對導(dǎo)軌材料的適應(yīng)性,比如鑄鐵材料的導(dǎo)軌一般不采用鑄鐵堆焊,,因鑄件的可焊性差,,易產(chǎn)生裂紋、氣孔等缺陷,,且加工也困難,。工藝過程溫度高(指氣焊),易引起導(dǎo)軌變形等。第三要考慮修補層本身的機械強度與導(dǎo)軌實際工作環(huán)境,。比如,,我們同樣用錫鉍合金堆焊修復(fù)4m龍門刨床導(dǎo)軌和T68鏜訂導(dǎo)軌,由于前者導(dǎo)軌潤滑條件好,,已使用20年了,,情況仍然良好;而后者由于潤滑條件差,、工作環(huán)境差,,僅三年就脫落完了�,?傊M可能使修補層滿足一定的使用周期,。8 k8 Z! _. Y5 Q2 x! i
在機床大修理時,對導(dǎo)軌一般是采取如下兩種方法修復(fù):首先把床身導(dǎo)軌進行精刨,、精銑或精磨,,將研傷修平,根據(jù)床身導(dǎo)軌修去的尺寸以及滑板的磨損情況,,或者更換滑板,,或者在滑板導(dǎo)軌上粘接其他補償材料,比如聚四氯乙烯軟帶,,環(huán)氧類耐磨涂料,、鑲尼龍板或金屬板等,以補償尺寸鏈另一種方法就是在精加工后的床身導(dǎo)軌上鑲上預(yù)先熱處理過的鋼導(dǎo)軌或淬硬鋼帶,。 |
|