0 引言
SZ25-30-12型數(shù)控龍門導(dǎo)軌磨床是德國(guó)希斯公司制造的， 其工作臺(tái)長(zhǎng)寬分別為12000mmX2500mm，如表 1 所示。自 2007 年我廠使用以來(lái)，其磨削質(zhì)量一直相當(dāng)穩(wěn)定。近期，在磨削鏜床立柱導(dǎo)軌面時(shí)出現(xiàn)了以下問(wèn)題：（1）鏜床立柱導(dǎo)軌面出現(xiàn)磨削振紋[1]如圖 1所示，波距 t=8～12mm，工件斜導(dǎo)軌上比較明顯；（2）波紋波距有時(shí)成倍增加；（3）主軸出現(xiàn)發(fā)熱的情況。
1 產(chǎn)Th磨削振紋原因判斷
SZ25-30-12數(shù)控龍門導(dǎo)軌磨床采用定梁式龍門結(jié)構(gòu)，機(jī)床配備周邊和兩個(gè)磨頭， 能滿足各種導(dǎo)軌面的精加工要求。周邊磨頭前后軸承采用內(nèi)圓偏心圓弧面動(dòng)靜壓滑動(dòng)軸承， 前后軸承端面有環(huán)形油腔，能同時(shí)承受軸向和徑向載荷。滑動(dòng)軸承采用壓力潤(rùn)滑，以減少高速直接啟動(dòng)時(shí)抱軸的危險(xiǎn)。以0.2MPa壓力的壓力油通過(guò)箱體上的油孔進(jìn)入軸承上的環(huán)形槽， 然后送到4個(gè)徑向油腔和端面油腔。軸承除具有偏心圓弧外，還有相當(dāng)一部分圓柱形的圓弧， 組成復(fù)式油楔。工作時(shí)滑動(dòng)軸承處于液體摩擦狀態(tài)，承載油膜可*消除磨損，并具有良好的吸振、緩沖等優(yōu)點(diǎn)。導(dǎo)軌磨床產(chǎn)生振紋的原因主要有以下幾個(gè)方面：（1）主軸動(dòng)平衡精度差[2]。（2）磨頭滑動(dòng)軸承壓力潤(rùn)滑系統(tǒng)的壓力波動(dòng)。（3）砂輪靜平衡不合格。（4）砂輪修整粗細(xì)不一致。（5）工作臺(tái)導(dǎo)軌面潤(rùn)滑油過(guò)多或過(guò)少。（6）機(jī)床周圍工作環(huán)境差，機(jī)床附近有振源，使機(jī)床振動(dòng)產(chǎn)生振紋。（7）滑動(dòng)軸承的油膜靜剛度差，導(dǎo)致軸承承載力下降，不能滿足機(jī)床的工作性能要求[3]。
2 故障原因的排查與分析
　　首先對(duì)機(jī)床主軸進(jìn)行動(dòng)平衡檢查，使用SB-1700便攜式現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡儀對(duì)機(jī)床主軸進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡檢查，結(jié)果顯示砂輪軸動(dòng)平衡等級(jí)達(dá)到G0.4級(jí)。接著對(duì)砂輪進(jìn)行靜平衡，將砂輪裝于主軸上，在修整砂輪后再次進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)試，動(dòng)平衡測(cè)試結(jié)果滿足機(jī)床動(dòng)平衡要求。隨后又對(duì)滑動(dòng)軸承壓力潤(rùn)滑的液壓系統(tǒng)、工作臺(tái)導(dǎo)軌面潤(rùn)滑及潤(rùn)滑油溫度控制單元進(jìn)行檢查、調(diào)整，確保壓力潤(rùn)滑系統(tǒng)、工作臺(tái)導(dǎo)軌潤(rùn)滑系統(tǒng)和主軸潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)均達(dá)到機(jī)床工作要求。經(jīng)試磨削后，加工工件的明暗條紋仍然存在，因此可以排除以上因素導(dǎo)致機(jī)床在磨削中產(chǎn)生明暗振紋。機(jī)床有獨(dú)立的地基，地基周圍有防振溝，機(jī)床周圍沒(méi)有其他明顯振動(dòng)源，工作環(huán)境對(duì)機(jī)床的影響也可以排除。通過(guò)以上的排查可以基本消除機(jī)床主軸動(dòng)平衡、砂輪靜平衡、機(jī)床主軸動(dòng)靜壓潤(rùn)滑系統(tǒng)、機(jī)床工作臺(tái)導(dǎo)軌面潤(rùn)滑系統(tǒng)和附近振源的影響，終確定引起磨削振紋的原因?yàn)榛瑒?dòng)軸承剛性不足。
2.1 磨頭結(jié)構(gòu)草繪及工作原理
　　確定振紋產(chǎn)生原因后，首先對(duì)滑動(dòng)軸承所在的磨頭進(jìn)行草圖繪制及工作原理分析。磨頭的主軸結(jié)構(gòu)如圖2所示。
　　　對(duì)流體動(dòng)壓可傾瓦滑動(dòng)軸承背向安裝,使主軸獲得軸向和徑向定位。前軸承是固定的,后軸承可作軸向游動(dòng)。后軸承外圈可以游動(dòng)實(shí)測(cè)值 0.75mm（實(shí)測(cè)值），瓦塊及主軸游動(dòng) 0.32mm（實(shí)測(cè)值）， 由此游動(dòng)出現(xiàn)的縫隙，當(dāng)主軸受熱伸長(zhǎng)時(shí),工作端仍不受影響。實(shí)際拆開(kāi)后,發(fā)現(xiàn)這種軸承有 8 塊浮動(dòng)錐面軸瓦,互相連在一起,軸瓦裝在軸承環(huán)內(nèi)。軸瓦表面是一層巴氏合金（還有一種說(shuō)法鉛基軸承合金）,基體上有一層塑料,有一定彈性,使軸瓦有自位作用。在數(shù)千公斤的軸向予加負(fù)載作用下,主軸不回轉(zhuǎn)時(shí),軸瓦表面的滑動(dòng)油腔壓住主軸,主軸旋轉(zhuǎn)時(shí),產(chǎn)生剛度很大的楔形油膜,使主軸獲得很高的旋轉(zhuǎn)精 度。這種軸承的予加負(fù)載是由蝶形彈簧產(chǎn)生的。由于主軸不旋轉(zhuǎn)時(shí)處于夾緊狀態(tài),因此必須要有特殊的起動(dòng)裝置,否則需要很大的起動(dòng)功率。該機(jī)床起動(dòng)過(guò)程如下:按壓磨頭“啟動(dòng)”按鈕,齒輪油泵首先起動(dòng),壓力油流入卸荷環(huán)似的背后,克服彈簧力,并推動(dòng)后軸承,使處于卸荷狀態(tài)。此時(shí)滾珠軸承代替后軸承支承主軸。當(dāng)壓力繼電器和時(shí)間繼電器都動(dòng)作,磨削驅(qū)動(dòng)電機(jī)起動(dòng),達(dá)到全速后,油泵停止,油壓卸荷,碟形彈簧重新推動(dòng)后軸承,并作用于主軸使前后軸承的軸瓦和軸頸之間的間隙為 0.001 毫米左右, 由此獲得極大的油膜剛度。與此同時(shí),滾珠軸承被推開(kāi),與主軸脫離接觸。據(jù)稱這種軸承幾乎沒(méi)有什么磨損,實(shí)際上無(wú)須維護(hù)和保養(yǎng)。