機床一些做相對滑動的零砍绞、部件,如滑板與導軌旁蔼、軸與滑動軸承跟衅、蝸桿與蝸輪等在運轉一段時間后踪觉,其表面上常常會出現(xiàn)劃痕或溝槽,我們稱這種現(xiàn)象為研傷载呢。研傷破壞了機床的精度撕第,影響了機床的使用壽命,若修理不及時取蓝,研傷產(chǎn)生的顆粒抓深,還會加劇研傷,而研傷產(chǎn)生溝槽容易藏污納垢芥斋,也會加劇研傷斟记,嚴重時能使相互的滑動件中止滑動,產(chǎn)生咬死現(xiàn)象趋沧。
研傷實質(zhì)上就是非正常情況下的磨損盈械,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妻诚,另一種是磨粒磨損型研傷“阜罚現(xiàn)就這兩種類型研傷產(chǎn)生的原因、預防措施及修復方法愤厦,做些簡單介紹攒庵。
一、粘著磨損型研傷
這種研傷是指磨擦副在相對運動時败晴,由于互相磨擦浓冒,接觸表面的材料從一個表面轉移到另一個表面,致使磨擦表面產(chǎn)生了劃痕與溝槽。
1.粘著磨損型研傷的產(chǎn)生機理
研究表明:固體表面狀況稳懒,從微觀的角度看是存在著凸凹不平的缺陷的闲擦,即使是經(jīng)過拋光加工也不能完全消除凸峰和凹谷。當兩個磨擦表面接觸時场梆,實際上是兩個磨擦表面的凸峰相互接觸佛致。由于接觸應力很大,以致產(chǎn)生彈辙谜、塑性變形,使接觸面積增大感昼,直到能夠承受全部載荷時為止装哆。在這種情況下,金屬接觸表面上將出現(xiàn)牢固的粘著點定嗓,這種現(xiàn)象就是通常講的冷焊粘著昆秩。這些粘著點是在沒有表面膜的情況下產(chǎn)生的,當磨擦副表面上有表面膜時长恒,只受法向力作用聂帜,其冷焊粘著也是不會產(chǎn)生的。若同時有切向力的作用北取,且法向力和切向力都很大涡趟,并在做相對滑動時,磨擦表面的溫度就會升高涯翠,在高溫高壓下呼泪,致使油膜破壞,接觸的金屬表面就會軟化或熔化憔吉,接觸點就產(chǎn)生粘著—撕脫—粘著—撕脫的循環(huán)過程宗窗,使接觸表面的材料從一個表面轉移到另一表面上,從而使其中一個表面(或兩個表面)上形成劃痕和溝槽肿讽,也就是形成粘著磨損型的研傷蛮埋。
2.粘著磨損型的研傷的分類
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:
(1)涂抹研傷僅發(fā)生在軟金屬淺層表面找田,被研傷的軟金屬薄層以涂抹的方式歌憨,轉移到硬金屬表面上,例如:蝸桿副運行一段時間后午阵,蝸桿表面上的銅涂抹在蝸桿表面上躺孝。
(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)生細小劃痕底桂,有時硬金屬表面上也有可能劃傷植袍。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。
(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于个,由于表面局部溫度高氛魁,壓力大,使粘著結合強度任一基體金屬剪切強度厅篓,當磨擦副做相對滑動時其表面做一日和尚撞一天鐘產(chǎn)生撕脫性破壞秀存,出現(xiàn)膠合性研傷。如凸輪副羽氮、蝸桿副或链、齒輪副,較為常見舀美;機床的滑板與導軌在缺乏潤滑油而導致干磨擦時嚎衡,也常會產(chǎn)生此類研傷。
(4)咬死當磨擦副表面瞬時閃發(fā)的溫度相當高玉桅、粘著區(qū)較大漓荞、粘著點的強度也相當高,粘結不能從基體上剪切掉掷锻,以致造成相對運動中止的現(xiàn)象拟卢。咬死是研傷中最嚴重的一種。例如軸與滑動軸承當潤滑不良而出現(xiàn)的“抱軸”蔑来,大都會產(chǎn)生這種研傷绞甥;大型機床的導軌缺油引起的大面積研傷也會產(chǎn)生咬死。
3.粘著磨損型的研傷的影響因素及預防措施
影響此類研傷的因素很多澈虱,我們可以針對這些因素采取相應措施少煮,來預防其產(chǎn)生和發(fā)展。
(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碘展,只要磨擦表面始終保持足夠強度潤滑膜竿丙,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)展言秸。在影響此類研傷的各種因素中软能,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举畸,能提高潤滑油膜吸附能力及油膜強度查排,可成倍提高抗研傷的能力。
(2)壓力因素粘著磨損型研傷抄沮,一般是隨著壓力的增大而增加跋核。當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叛买,兩表面之間新生面的凸出點互相嵌入砂代,相對移動時蹋订,會使此類研傷急劇增加,嚴重時會導致摩擦副表面膠合刻伊,甚至咬死露戒。所以使用機床時,工作臺捶箱、滑動導軌要避免超負荷運行趋肖,如龍門刨床、銑床相脱、鏜床等在工作臺上裝夾工件乍询,既要分布合理,又不要超重绅拢。機床在大修理時泳嵌,其導軌進行淬火處理,對預防此類研傷也有很大效果猾灰。
(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)生的熱量存站,使摩擦表面的溫度升高到一定程度后萌小,輕者,破壞潤滑膜滚曾,使金屬表面直接接觸而形成干摩擦或半干摩擦狱心;重者,能使材料處于回火狀態(tài)而降低材料硬度制依;更重者音诫,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)生雪位。選用熱穩(wěn)定性高的材料或加強冷卻等措施竭钝,是防止因溫度而導致粘著磨損型研傷的有效方法。
(4)滑動速度的因素在壓力一定的情況下雹洗,滑動速度小香罐,形成潤滑油膜的作用就減小,油膜厚度較小时肿,油膜常因承受不了運動件的壓力而部分破壞庇茫,造成兩金屬直接接觸,容易導致研傷螃成。但滑動速度大到一定程度時旦签,使摩擦副的溫度升高,易破壞潤滑油膜寸宏,也容易導致研傷宁炫,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偿曙。
(5)表面粗糙度的因素一般說來,摩擦副表面粗糙度越小淋淀,抗粘著磨損型研傷的能力就越大馁胁,適當降低表面粗糙度可防止此類研傷,對于新機床萍卑,常常采用逐漸加載跑合運行六主,目的就是降低表面粗糙度,以減少早期產(chǎn)生粘著磨損型研傷爬韧。但摩擦副表面粗糙度降得過低篱掌,潤滑劑不能儲存于摩擦面之間,又易導致研傷奏喜,所以當機床導軌上的花紋被磨損后耿窍,在保養(yǎng)機床時,常常重新在上刮上花紋效益,目的是便于儲油较搔,預防研傷。
(6)材料的因素脆性材料比塑性材料的抗粘著磨損能力強缔道;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屈淫,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享甸。檢修機床時截碴,可采用非金屬涂層修復滑板導軌、軸和套采用不同材料蛉威,或對軸進行表面處理工藝等日丹,減小產(chǎn)生粘著磨損型研傷。
二蚯嫌、磨粒磨損型研傷
這種研傷是指污染進入兩摩擦表面間的硬顆粒哲虾,在表面運動時所起的顯著切削作用,致使磨擦表面產(chǎn)生劃痕和溝槽择示。
1.磨粒磨損型研傷的產(chǎn)生機理
硬顆粒進入兩摩擦表面之間后受到兩個力的作用妒牙,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对妄,而在后者作用下產(chǎn)生切向運動湘今,這就導致表面被犁皺或切削,留下劃痕和溝槽剪菱,即研傷摩瞎。
2.磨粒磨損型研傷的分類
(1)磕碰引起的比如機床的導軌,受到工件或工具等物品高應力的磕碰后渗某,導軌的表面將出現(xiàn)凹坑磕糙,而凹坑的周圍同時會出現(xiàn)凸起或毛刺劫陌。如不及時修理,當滑板在導軌上滑動是時晶睦,導軌上的凸起或毛刺碱框,勢必將滑板研傷。
(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軌與滑板之間爱茫,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册灾,壓潰導軌或滑板表面,移動時便將導軌或滑板研傷慰沸。
(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拷拗,雖然不會壓摩擦表面,但能改變摩擦表面的接觸狀況磷像,由于污垢的支承涩霞,與污垢接觸位置承受的壓應力增大,長時間運行后邦匆,勢必使摩擦表面產(chǎn)生擦傷或微小的劃痕睦绍。
3.磨粒磨損型研傷的預防
(1)首先要防止摩擦副表面磕傷碰傷比如不在機床導軌上堆放工具、量具涉波、工件等雜物英上,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)生的凸起和毛刺怠蹂,要用油石或刮刀及時修平,防止研傷摩擦表面少态;對出現(xiàn)的凹坑要盡可能修補城侧,防止凹坑內(nèi)藏污納垢,給研傷留下隱患彼妻。
(2)設防和配置護罩嫌佑,防止如切屑、型砂等硬顆粒進入摩擦表面間侨歉,一旦發(fā)現(xiàn)硬顆廖菀。或雜物進入摩擦面之間,應立即排除幽邓,防止研傷產(chǎn)生或擴展炮温。
(3)按時保養(yǎng)機床,及時清除導軌核必、滑板茸汇、油孔其及死角的污物油垢,防止污物進入摩擦表面之間荒鳖,形成磨粒磨損型研傷居饵。
三蛔交、研傷的修復
機床的摩擦副一旦發(fā)生了研傷,就必須立即停止運行减严,找出原因镐访,研傷的程度,采取不同措施肮碗。一般來說限榆,對涂抹一類的研傷,可以不做修復贰往,但要加強潤滑赵椰,防止擴展;對擦傷(包括污物引起的擦傷)伊厉,要清除污物姜钳,并用油石或刮刀將擦傷部位修平后,可繼續(xù)運行:而對膠合形耗、咬死及硬顆粒引起的研傷哥桥,則必須進行修復。現(xiàn)在就常見幾種摩擦副的研傷修復便有些簡單介紹:
1.滑動軸承與軸的修復
(1)滑動軸承表面被研傷后激涤,首選的修復方案應是刮石匠方法修復拟糕。一般來說,滑動軸承都留有可供調(diào)整和修理的余量倦踢,可以滿足機床的一個修理周期送滞。如果研傷十分嚴重,修理余量不能滿足辱挥,就需要考慮更換了犁嗅。兩半瓦式滑動軸承研傷后,可以減薄墊片重新組裝后晤碘,刮研軸瓦內(nèi)孔要求精度褂微,修復后繼續(xù)使用。
(2)當軸頸有研傷后园爷,可采用磨小軸頸宠蚂、更換滑動軸承的方法。但軸頸修磨不宜太大卷芜,比如機床主軸夷朽,修磨量不宜超過軸頸表面淬火,或者滲碳元粹、氮化增荐、氰化的厚度、修磨后軸頸表面硬度不得低于原設計硬度的下限嫡境;對于傳動軸來說贯森,軸頸不應小于裝配時在裝配方向前端軸頸或凸臺的尺寸稼那。
如果用焊補的方法來修復軸頸,那么要考慮焊補加熱過程對軸的幾何精度沛目、機械強度及表面硬度的影響搞吱。軸頸修復后,一般都需要按軸頸重新配做滑動軸承(或稱軸套)莲赐。
2.機床導軌的修復
對于機床導軌的輕微研傷和擦傷硼县,只要用喬刀或油石修復,即可繼續(xù)運行访递。而對膠合性研傷晦嵌,則需要用焊補或充填粘補的方法來修復,即便是較大面積的研傷拷姿,只要保留較大部分完好的導軌面惭载,也可以用此類方法修復。待到機床三令五申俚响巢,再采用精刨描滔、精磨或粘板、鑲板等方法修復踪古。
對機床導軌研傷的焊補與粘補含长,相對說來工藝比較復雜一些,特別是大面積研傷的修復伏穆,施工前更應考慮細致一些拘泞;首先要考慮所采用的修復工藝對導軌的精度、機械性能有否影響枕扫,比如焊補和粘補大都需要加溫陪腌,那么工藝過程中的溫度是否會引起導軌變形,是否會改變導軌的機械強度和表面硬度等净处。第二安仁,要考慮所采用的修復工藝對導軌材料的適應性居鸳,比如鑄鐵材料的導軌一般不采用鑄鐵堆焊婉固,因鑄件的可焊性差,易產(chǎn)生裂紋常彰、氣孔等缺陷稼乃,且加工也困難。工藝過程溫度高(指氣焊)盼涵,易引起導軌變形等之仍。第三要考慮修補層本身的機械強度與導軌實際工作環(huán)境。比如古告,我們同樣用錫鉍合金堆焊修復4m龍門刨床導軌和T68鏜訂導軌楔答,由于前者導軌潤滑條件好谆藐,已使用20年了,情況仍然良好更假;而后者由于潤滑條件差监灌、工作環(huán)境差,僅三年就脫落完了击胜】髡總之要盡可能使修補層滿足一定的使用周期。
在機床大修理時偶摔,對導軌一般是采取如下兩種方法修復:首先把床身導軌進行精刨暇唾、精銑或精磨,將研傷修平辰斋,根據(jù)床身導軌修去的尺寸以及滑板的磨損情況策州,或者更換滑板,或者在滑板導軌上粘接其他補償材料亡呵,比如聚四氯乙烯軟帶抽活,環(huán)氧類耐磨涂料、鑲尼龍板或金屬板等锰什,以補償尺寸鏈另一種方法就是在精加工后的床身導軌上鑲上預先熱處理過的鋼導軌或淬硬鋼帶下硕。
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