Дата печати

Ремонт шпинделей, ходовых валов

Одна из ответственных деталей станка — шпиндель. От точности и жесткости его зависит качество выполняемых на станке операций.

Отклонения от формы и размеров поверхностей шпинделей допускаются в очень узком диапазоне, этим определяется и специфика их ремонта.

Концы шпинделей имеют конические отверстия с резьбой, посадочные шейки или конусы для базирования оснастки.

Если при ремонте изменить размеры поверхностей концов шпинделя, то придется менять или переделывать прилагаемую к станку технологическую оснастку. Поэтому при ремонте стремятся восстановить шпиндель в его начальных размерах, особенно это касается поверхностей его концов.

Технологическая последовательность ремонта шпинделя.

На рис. показан ремонтный чертеж шпинделя токарного станка.

Биение поверхности (2) [50k6]¹ составляет 0,04 мм,

поверхности (6) 70k6 — 0,06 мм,

буртика поверхности (6)—0,06 мм.

Износ поверхности (1) М48х1,5 — 0,4 мм на сторону.

Поверхность (2) —49,96 мм [50k6];

поверхность (3) — 59,95 мм [60k6].

На поверхности (4) М64х6 — резьба замята по 0,3 мм на сторону.

Поверхность (5) — 74,97 мм [75k6];

поверхность (6) — 69,87 мм [70k6].

На поверхности (7) М68х2 — резьба замята на 0,35 мм на сторону;

на поверхности (8) — надиры и забоины до 0,8 мм.

Поверхности (10) и (11) — 6,07 мм [6j_s6].

Для ремонта шпинделя необходимы токарно-винторезный, вертикально-фрезерный и кругло шлифовальный станки, верстак со слесарными тисками и гальваническая ванна.

Технологическая оснастка для ремонта шпинделя:

• четырех кулачковый патрон 7103—0049 (ГОСТ 3890—72),

• поводковый патрон 7108—0055 (ГОСТ 2572—72),

• люнет неподвижный,

• станочные винтовые само центрирующие рычажные тиски 7200-0154 (МН 5790—65),

• внутри шлифовальное приспособление,

• оправка для установки шпинделя,

• проходной отогнутый резец 2102-0055-Т15К6-IV (МН 575—64),

• расточный резец 2140-0010-T15K6-I,

• резьбовой резец 6 = 60° 2131-0506-Т15К6,

• центры (ГОСТ 13214—67),

• гаечный двухсторонний ключ (ГОСТ 2839— 62),

• медные подкладки,

• хомутик (ГОСТ 2578—74),

• фреза концевая 2200-0007-Р18 (ГОСТ 17025—71),

• шлифовальный круг ПП400Х40Х 127-Э5-К (ГОСТ 2424—75),

• пробка шпоночная 6,5/s6 MH2978-61,

• штангенциркуль ШЦ-11 (ГОСТ 166—73),

• микрометр рычажный МР 50-75 (ГОСТ 4381—68),

• индикатор (ГОСТ 9695—75),

• конусный калибр Морзе 5.

Рис. Шпиндель токарного станка

К шпинделям предъявляются весьма высокие требования. Поэтому шейки 2 и 4 обрабатывают шлифованием и полированием. Соосность их должна быть выдержана с точностью 0,01 мм; допустимая конусность шеек 0,01 мм, овальность 0,003—0,005 мм.

Таким же требованиям должна отвечать поверхность 5.

Коническое отверстие 6 шпинделя должно быть концентрично шейкам; допускается биение 0,01—0,02 мм на длине 300 мм. Проверка отверстия осуществляется специальным калибром и оправкой.

У шпинделя в первую очередь изнашиваются его шейки 2 и 4; на них появляются царапины и задиры, легко обнаруживаемые внешним осмотром.

На поверхности отверстия 6 тоже возникают задиры, а также забоины и вмятины.

Изнашивается резьба шпинделя, повреждается шпоночный паз на поверхности 3.

Шпиндели можно без ущерба ремонтировать несколько раз, что, разумеется, выгодно: изготовление нового шпинделя — дело сложное и дорогое. Однако в тех случаях, когда ремонт шпинделя влечет за собой ремонт и сопрягающихся с ним деталей, может оказаться более выгодной замена изношенного шпинделя новым. Этот вопрос решают сравнением стоимости ремонтных работ и стоимости нового шпинделя.

Шпиндели, у которых износ шеек по диаметру составляет 0,01—0,02 мм, ремонтируют доводкой на токарном станке, выполняемой специальным инструментом — притиром.

Притир состоит из кольца-хомутика, винта, втулки-притира с разрезом и рукоятки-державки. Втулку-притир изготовляют из чугуна, меди или бронзы, ее отверстие выполняют по размеру обрабатываемой шейки.

Приступая к доводке шейки, накладывают на нее тонким слоем смесь мелкого наждачного порошка и масла, после чего надевают хомутик и слегка завинчивают винт. Пускают станок, настроив его на скорость вращения шпинделя 10—20 м/мин. На ходу ставка равномерно водят притир вдоль обрабатываемой шейки. Время от времени обновляют слой порошка с маслом и подвинчивают винт.

Устранив износ, промывают шейку шпинделя и притир керосином, затем наносят на шейку тонкий слой доводочной пасты с керосином и завершают ее обработку.

При износе шеек шпинделя, несколько большем 0,02 мм, их ремонтируют шлифованием с последующей доводкой.

Однако этот способ ремонта приемлем, лишь когда имеется возможность немного изменить размеры отверстий в подшипниках или других деталях, сопрягаемых со шпинделем.

Если же такой возможности нет, или изменение размеров отверстий нецелесообразно из-за большой трудоемкости операций, восстанавливают шейки шпинделя с износом до 0,1 мм наращиванием хрома, а с износом больше 0,1 мм металлизацией и другими способами, позволяющими создавать наращиванием слой металла надлежащей толщины.

Следует учитывать, что при износах в 0,03— 0,05 мм допускается ремонтировать шейки шпинделей с некоторым отступлением от номинальных размеров, но только в случаях, когда шпиндель устанавливается в подшипниках скольжения.

Шейки шпинделей с наращенным на них хромовым слоем, обрабатывают только шлифованием.

Если же на шейки наносятся другие металлы соответственно большими слоями, чем при хромировании, шейки сначала обтачивают, а потом шлифуют.

При этом им придают по направлению к заднему концу конусность до 0,01 мм, для того чтобы при шабрении подшипников слой краски, нанесенный на шейки, полностью использовался для закрашивания поверхности подшипников.

Трущиеся шейки шпинделей станков повышенной точности после шлифования доводят.

При обработке ремонтируемых поверхностей точением у них также исправляют наружную резьбу, если в этом есть необходимость.

Для выполнения указанных операций проводится следующая подготовка.

Вытачивают стальные пробки и плотно вставляют их в отверстия 1 и 6 шпинделя, сначала зачистив места посадки пробок. После этого закрепляют шпиндель одним концом в патроне токарного станка, а второй конец устанавливают неизношенным местом в люнете и выверяют шпиндель на биение, которое не должно превышать 0,01 мм; затем делают в пробке центровое углубление. После этого шпиндель переставляют, зажимают его второй конец в патроне, а первый в люнете и изготовляют второе центровое углубление. Теперь шпиндель устанавливают в центрах и проверяют правильность центрирования; биение его неизношенных мест, определяемое по индикатору, должно быть не выше 0,01 мм.

Выполнив с хорошим качеством всю описанную подготовку, приступают к обработке шпинделя точением и шлифованием.

Изношенное коническое отверстие шпинделей ремонтируют по-разному, в зависимости от величины износа.

При сильном износе отверстие растачивают и затем в него вставляют компенсирующую втулку. При небольшом износе отверстия (неглубокие риски, незначительные забоины) удобно его устранять при помощи специального приспособления в процессе сборки ремонтируемого станка.

Там, где описанного приспособления нет, отверстие в шпинделе можно обработать резцом, снимая минимальный слой металла.

Точность конического отверстия шпинделя проверяют стандартным конусным калибром.

Контрольная риска на калибре не должна входить в отверстие, между ней и торцом шпинделя должно оставаться расстояние в 1—2 мм.

Если же контрольная риска входит в отверстие, то подрезают торец шпинделя настолько, чтобы получить нормальную посадку калибра — с расположением контрольной риски на требуемом расстоянии от торца шпинделя.

Ось конического отверстия шпинделя проверяют на биение индикатором по контрольной оправке, вставленной в отверстие. Допускается отклонение от оси величиной 0,01 мм у торца шпинделя и величиной 0,02 мм на длине 300 мм по оправке. Поверхность 5 шпинделя также не должна иметь биения; предельно допустимое биение 0,01 мм.

Установлено, что шпиндели с хромированными шейками хорошо работают только при отличной пригонке к ним подшипника, когда обеспечен надлежащий зазор для смазки шеек.

Нормальная величина этого зазора 0,006—0,02 мм, в зависимости от точности станка, числа оборотов и диаметра шпинделя. При небрежной пригонке происходит во время работы станка усиленный местный нагрев. Из-за этого на хромированной поверхности образуются мелкие трещины, хром начинает отслаиваться и все больше повреждает шейку шпинделя.

Шейки шпинделей, работающие в подшипниках качения, ремонтируются наращиванием металла с последующей обработкой на станке. Однако к такому ремонту шпинделей прибегают сравнительно редко, так как шейки, о которых идет речь, почти не изнашиваются.