主轴轴承拆装的吹水

螺旋线

前面吹了句不可再现性跳动，在此多吹几句。俺是在展会上看到重大突破专项的宣传板上有提到过该术语，缩写是NRRO，觉得比较神奇，所以关注了下。其本质是无可避免的误差的跌加而导致的综合误差。闭上眼想象一下，钢球在公转的同时又在自转，内，外滚道，钢球本身都有误差，按哲学家的话来说，人不可能两次踏入同一条河流，何况是球。于是，当跳动达到一定精度后，这个综合误差就不可无视了，这和测量仪器的精度没关系。有篇文章讲这个问题，叫“精密球轴承不可重复跳动影响主轴动特性的预测”，写得好不好，俺也不懂，看着挺唬人的，有数学表达式。重点关注下后面的参考文献。
说高速高精度轴系，比如说机床上用的主轴。其实这涉及的东西相当多且复杂。从设计计算，轴承选型，加工，装配，检测，调整到最后如何装在机器上，日常使用需要遵循的规程，确实很复杂，俺也吹不明白。但单拎出装配来说，俺毕竟是跑江湖的，没吃过猪肉也是见过猪跑的，就大着胆子吹几句，想来看在俺外行的份上诸位也不会让俺太尴尬。
其实啊，在所有环节中，装配是最简单的，简单到什么程度？就是随便从街上拉个人过来，啪地把作业指导书砸他怀里，领着把必须要使用的工具，检具都熟悉一遍就好了。大概1天时间，都还算上示范和实际操作。下面以俺的一次围观者的经历简单描述一下：
摆在桌上的是一支精度丧失的内孔磨主轴，工作转速在5万6上下。显然，轴承要更换。
首先把主轴仔细清洁干净。在装配过程中清洁度是非常重要的，要不小心把一根毛发装进了轴承里，那麻烦就大了。那装配环境的清洁度究竟要求多高呢？大道理俺说不来，但可以旁证，GMN的8万转的主轴是油气润滑系统，对压缩空气有明确要求：最大颗粒物不超过5微米（滤芯过滤精度就是5微米），颗粒物不能超过5毫克/立方米。然后还有温度。为什么要求温度？原因是做为作业指导书，要有可操作性，作业指导书里面提及的数据都是基于一个温度下的值。有些人说了，得恒温，这是扯蛋，在21.3度下按一组数据装出来和在31.2度下按另一组数据装出来，在实际使用中是没有半毛钱差别的。可以这么说，在机床上用的，要求静态跳动在2微米内的主轴，只要在一个人觉得舒适的干净的工作间里装配，完全是没有问题的。那些重点宣传无尘恒温的，没别的目的，就是为了从你兜里掏银子。不能硬掏，硬掏你不报警啊。
然后就是拆解了。把该卸的螺丝都卸了，很轻松就把轴带着轴承从主轴筒里拆下来了，后轴承很好拆，也是用手就能拆下来。但前轴承是整个主轴的颜值担当，直接拆不了。鬼子变戏法一样拿出个跟打气筒类似的工具来，在连接管里灌满油，通过螺纹连接在轴头的螺纹孔里，很得意地说，这是利用液压原理，通过主轴上的结构孔把轴承内圈涨开，这样就很轻松把轴承从轴上拆下来。说完，喀哧喀哧几下，信心满满地去拔轴承，恩~~~~~~~~~~，没动。看了下压力表，没问题啊，再拔，还是不动。卸压，拆掉工具，说，可能，也许，大概是结构孔堵住了。上拉马，暴力拆下来。果然，堵了。在此提醒一下搞设计的同学，一个优良的设计一定要考虑周全，比如使用者的懒惰，也要照顾到。在这个过程中出了点小意外，就是三点支撑的隔圈弄断了个腿，鬼子倒不着急，安排，送出去激光焊接，回来，研磨恢复。
接下来就是把新轴承装回去，重点还是前轴承，拆的时候就很费劲，那装也不轻松，鬼子又搬出一神器，感应式加热器，把轴承加热到一定温度，根据热胀冷缩这个妇孺皆知的道理，轴承内圈内径就大了，然后带上手套乘热把轴承往轴上怼，也许是因为激动，居然装歪了，卡在中途，这就尴尬了。赶紧弄下来，重新加热才怼进去了。然后强调说，按规程，拆下来的轴承就不能再用了，好在这次动作快且轻柔，问题应该不大。怼进去就好了？那能啊！关键的节点来了，成对的角轴承需要预紧才能正常使用，那预紧到什么程度算可以呢？西方人会用扭矩来描述，用扭矩扳手来操作。做为东方人，鬼子也喜欢依据手感，这就有点玄乎了。是这么做的，用标准扳手拧预紧螺母，说，正常力道，但究竟多少，没法说，只能自己去体会。拧到拧不动，并不加力，用一个套顶在螺母上方，用橡皮锤轻敲那个套，神奇的事情发生了，本来拧不动的螺母在慢慢转动，继续保持力道，直到转不动为止。这里的关键是保持那个力道。后面还有安装后轴承，补偿热伸缩的密珠直线轴承等一些相对简单的操作。后轴承的预紧是用弹簧，按鬼子的要求，用卡尺测量，把弹簧压到尺寸就可以了。装好以后，打表检查静态精度，再装回设备上，按流程跑合，检查噪音，检查温升，检查动态精度。符合要求就收工。
这就是整个过程，不知诸位有什么感想。俺是觉得真是无趣。也许会说，这么简单，我也会。那只能说明你太天真。这只是换轴承，各零件的动平衡是以前就做好的，轴承是NTN按厂家要求配好的，弹簧是厂家提供的，然后按鬼子兜里的那张A4的图纸上的要求整，当然没问题。问题来了，要是你自己去买FAG的轴承，自己去买弹簧，还能恢复精度吗？
前面说这么多，还是没回答八爷提的问题：如何配对。
复杂的问题简单说：配对就是在预设的预紧力下精确测量出单个轴承的内外圈的高度差，以此为依据去配对。
另外，轴承会标出最大跳动的位置，装配的时候要错开，以获得最佳的精度。讲究的会把轴，轴承，套筒的配合面的圆度测量并标记，然后再装配。最终达到每个球都均衡干活，有偷懒的球，就必然有出大力的球，一球亡全球亡。
人是最高精度，所以会有手感的说法，某知名厂家就有个大师傅，主轴装好后，要他来试下手感，他说行就行，说不行再调整。经他手的主轴没出过毛病。角轴承都是厂家配好的，不再配内外隔圈，只有一个部件的轴承需要配内外隔圈，神奇的是这个需要配隔圈的居然是深沟球轴承，意外吧。
杂七杂八扯了一通，仅仅是冰山一角。水下部分俺吹不了，比如，预紧力是怎么来的。这需要可以写数学表达式的大神来吹。大神，出来吹牛啦。
最后，强调一个问题，就是润滑。润滑方式是根据工况来定的，最重要的依据叫DN值。什么脂润滑，油雾润滑，油气润滑，挺复杂一事儿。也许绝大部分的连润滑脂都拎不清，比如俺。

engine

没负载滚动轴承变滑动轴承了更容易烧

中国坏禅师

呵呵  轴承还有一个 最小载荷概念，很多人都不会关注的
曾经我也没有关注，所以导致我脑袋那么大的轴承试机过程中突然冒烟。
后来加了合适的预紧力就没再发生了。

备注： 该案例，由一两酒传道授业解惑最终成功。

数学有啥用

成对使用的角接触球轴承不都是厂家弄好了的吗？傻瓜型。
背靠背安装的时候，只要把两个轴承的内圈压紧在一起就可以了。

15点

热装还只是在书上看到过，之前的单位主要是“大锤装”。。现在的作坊里用的是外购气浮主轴，轻微故障按规程拆卸，超声波清洗各个部件，擦干，装配，的确没有恒温、恒湿这些环境，装完打一下各项精度2μ以内，合格就运行，没有特别的噪音和震动就开工，产品质量没问题就收工。给大侠点赞

ywjianghu

大侠，开个书场吧，说大书。

rusher

现在你们主轴改用轴承了么？这种几年前还算复杂，现在都能玩了；不知道你们准备在哪块建立技术壁垒？津上的外圆磨我最近见的不少，你们和他们对比过没？

rusher

rusher 发表于 2018-11-16 11:21
现在你们主轴改用轴承了么？这种几年前还算复杂，现在都能玩了；不知道你们准备在哪块建立技术壁垒？津上的 ...

我去过他工厂，对他所在细分行业比较了解。
你这是哪出？语文没及格过？