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發(fā)表于 2009-9-12 14:10:49
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機(jī)床一些做相對(duì)滑動(dòng)的零、部件,，如滑板與導(dǎo)軌,、軸與滑動(dòng)軸承、蝸桿與蝸輪等在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后,，其表面上常常會(huì)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(jī)床的精度,，影響了機(jī)床的使用壽命，若修理不及時(shí),，研傷產(chǎn)生的顆粒,，還會(huì)加劇研傷,，而研傷產(chǎn)生溝槽容易藏污納垢，也會(huì)加劇研傷,，嚴(yán)重時(shí)能使相互的滑動(dòng)件中止滑動(dòng),，產(chǎn)生咬死現(xiàn)象。研傷實(shí)質(zhì)上就是非正常情況下的磨損,，機(jī)床上常見(jiàn)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(jiǎn)單介紹,。
) J0 a9 D8 Y0 i6 [# }: |# E& B一,、粘著磨損型研傷) Q/ p4 A: W* b0 w2 a3 x4 Y" S9 v
這種研傷是指磨擦副在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于互相磨擦,，接觸表面的材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面,，致使磨擦表面產(chǎn)生了劃痕與溝槽。, h; ^' d& ^ g$ S+ e7 }( \ ^
1.粘著磨損型研傷的產(chǎn)生機(jī)理8 q1 S' r7 n( Z) M8 a7 ]
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(guò)拋光加工也不能完全消除凸峰和凹谷。當(dāng)兩個(gè)磨擦表面接觸時(shí),，實(shí)際上是兩個(gè)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(shí)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(diǎn)，這種現(xiàn)象就是通常講的冷焊粘著,。這些粘著點(diǎn)是在沒(méi)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(shí)，只受法向力作用,，其冷焊粘著也是不會(huì)產(chǎn)生的,。若同時(shí)有切向力的作用，且法向力和切向力都很大,，并在做相對(duì)滑動(dòng)時(shí),，磨擦表面的溫度就會(huì)升高，在高溫高壓下，致使油膜破壞,，接觸的金屬表面就會(huì)軟化或熔化,，接觸點(diǎn)就產(chǎn)生粘著—撕脫—粘著—撕脫的循環(huán)過(guò)程，使接觸表面的材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一表面上,，從而使其中一個(gè)表面(或兩個(gè)表面)上形成劃痕和溝槽,，也就是形成粘著磨損型的研傷。9 y c9 e" U6 U- h. K2 r
2.粘著磨損型的研傷的分類; o2 T! B: Q1 B1 s4 \" G' g# I
根據(jù)磨擦副表面研傷的破壞程度,，我們可將機(jī)床上常見(jiàn)的粘著磨損型研傷劃分為四類：' b* K& D% f( ]$ M- c! c; U. @' \
(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(yùn)行一段時(shí)間后,，蝸桿表面上的銅涂抹在蝸桿表面上。
% V. g; R; q6 Y (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(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生細(xì)小劃痕,，有時(shí)硬金屬表面上也有可能劃傷。最常見(jiàn)的是在機(jī)床運(yùn)行初期,、軸和滑動(dòng)軸承處于摩合期的磨損,。
1 _9 m& ~/ z* q j/ q9 x: Q (3)膠合(或稱撕脫)研傷發(fā)生在相互磨擦的兩個(gè)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(qiáng)度任一基體金屬剪切強(qiáng)度，當(dāng)磨擦副做相對(duì)滑動(dòng)時(shí)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(jiàn)；機(jī)床的滑板與導(dǎo)軌在缺乏潤(rùn)滑油而導(dǎo)致干磨擦?xí)r,，也常會(huì)產(chǎn)生此類研傷,。) L% k& `% @, R5 u* \4 N& Z M
(4)咬死當(dāng)磨擦副表面瞬時(shí)閃發(fā)的溫度相當(dāng)高、粘著區(qū)較大,、粘著點(diǎn)的強(qiáng)度也相當(dāng)高,，粘結(jié)不能從基體上剪切掉，以致造成相對(duì)運(yùn)動(dòng)中止的現(xiàn)象,。咬死是研傷中最嚴(yán)重的一種,。例如軸與滑動(dòng)軸承當(dāng)潤(rùn)滑不良而出現(xiàn)的“抱軸”，大都會(huì)產(chǎn)生這種研傷,；大型機(jī)床的導(dǎo)軌缺油引起的大面積研傷也會(huì)產(chǎn)生咬死,。
v9 g. g& J4 s' R: G3.粘著磨損型的研傷的影響因素及預(yù)防措施" |3 z1 D5 g9 w. E
影響此類研傷的因素很多,，我們可以針對(duì)這些因素采取相應(yīng)措施，來(lái)預(yù)防其產(chǎn)生和發(fā)展,。
( Q4 z: n* V% m6 e O. y5 B (1)潤(rùn)滑油脂的因素潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)粘著磨損型研傷影響極大,，只要磨擦表面始終保持足夠強(qiáng)度潤(rùn)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(rùn)滑是最重要的因素,。潤(rùn)滑油中加入油性或粘度添加劑，能提高潤(rùn)滑油膜吸附能力及油膜強(qiáng)度,，可成倍提高抗研傷的能力,。) O# ~6 G6 M U, X* N
(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(fù)荷超過(guò)摩擦副材料硬度的一定值時(shí),，摩擦副表面氧化膜被壓潰，兩表面之間新生面的凸出點(diǎn)互相嵌入,，相對(duì)移動(dòng)時(shí),，會(huì)使此類研傷急劇增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致摩擦副表面膠合,，甚至咬死,。所以使用機(jī)床時(shí)，工作臺(tái),、滑動(dòng)導(dǎo)軌要避免超負(fù)荷運(yùn)行,，如龍門刨床、銑床,、鏜床等在工作臺(tái)上裝夾工件,，既要分布合理，又不要超重,。機(jī)床在大修理時(shí),，其導(dǎo)軌進(jìn)行淬火處理，對(duì)預(yù)防此類研傷也有很大效果,。# K4 L4 m0 v+ n M* h2 `
(3)溫度的因素溫度對(duì)產(chǎn)生粘著磨損型研傷影響也很大,。在摩擦過(guò)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(rùn)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(qiáng)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,。
. o2 S9 n2 M) Z h (4)滑動(dòng)速度的因素在壓力一定的情況下,，滑動(dòng)速度小，形成潤(rùn)滑油膜的作用就減小,，油膜厚度較小,，油膜常因承受不了運(yùn)動(dòng)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(dòng)速度大到一定程度時(shí)，使摩擦副的溫度升高,，易破壞潤(rùn)滑油膜,，也容易導(dǎo)致研傷，所以選擇合適的滑動(dòng)速度可以降低產(chǎn)生粘著磨損型研傷的傾向,。
5 X7 N4 B) x9 O! a1 o (5)表面粗糙度的因素一般說(shuō)來(lái),，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(duì)于新機(jī)床，常常采用逐漸加載跑合運(yùn)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(guò)低,，潤(rùn)滑劑不能儲(chǔ)存于摩擦面之間,，又易導(dǎo)致研傷，所以當(dāng)機(jī)床導(dǎo)軌上的花紋被磨損后,，在保養(yǎng)機(jī)床時(shí),，常常重新在上刮上花紋，目的是便于儲(chǔ)油,，預(yù)防研傷,。$ q- L3 G7 p3 v0 ]
(6)材料的因素脆性材料比塑性材料的抗粘著磨損能力強(qiáng)；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(jī)床時(shí),，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(jìn)行表面處理工藝等，減小產(chǎn)生粘著磨損型研傷,。% W' ]$ {, ?6 E( i- x0 C& a2 M5 C5 F( z
二,、磨粒磨損型研傷* s0 G f6 I! U- S) b. b
這種研傷是指污染進(jìn)入兩摩擦表面間的硬顆粒，在表面運(yùn)動(dòng)時(shí)所起的顯著切削作用,，致使磨擦表面產(chǎn)生劃痕和溝槽,。
' e9 E1 F& R/ _; b8 n0 S 1.磨粒磨損型研傷的產(chǎn)生機(jī)理/ t9 Q/ s$ f( J+ X) h
硬顆粒進(jìn)入兩摩擦表面之間后受到兩個(gè)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(yùn)動(dòng)，這就導(dǎo)致表面被犁皺或切削,，留下劃痕和溝槽，即研傷,。
% a. f$ [3 \5 E B5 i2.磨粒磨損型研傷的分類
$ `) h* c% c! J1 P# R (1)磕碰引起的比如機(jī)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(shí)會(huì)出現(xiàn)凸起或毛刺,。如不及時(shí)修理，當(dāng)滑板在導(dǎo)軌上滑動(dòng)是時(shí),，導(dǎo)軌上的凸起或毛刺,，勢(shì)必將滑板研傷。# i8 U+ l+ C: a2 l
(2)硬顆粒兩摩擦面之間引起的比如切屑或型砂進(jìn)入機(jī)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(dòng)時(shí)便將導(dǎo)軌或滑板研傷,。* h3 g& w& z2 V/ N
(3)污物進(jìn)入摩擦面之間引起的比如污垢通過(guò)潤(rùn)滑油進(jìn)入摩擦面之間,，雖然不會(huì)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(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,，勢(shì)必使摩擦表面產(chǎn)生擦傷或微小的劃痕,。
, r: a5 [- D; _8 K 3.磨粒磨損型研傷的預(yù)防7 p! K5 W; I( g; A
(1)首先要防止摩擦副表面磕傷碰傷比如不在機(jī)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(shí)修理，比如對(duì)產(chǎn)生的凸起和毛刺,，要用油石或刮刀及時(shí)修平,，防止研傷摩擦表面,；對(duì)出現(xiàn)的凹坑要盡可能修補(bǔ)，防止凹坑內(nèi)藏污納垢,，給研傷留下隱患,。
; G& [2 C# a% R7 d4 Q5 k U+ \ (2)設(shè)防和配置護(hù)罩，防止如切屑,、型砂等硬顆粒進(jìn)入摩擦表面間,，一旦發(fā)現(xiàn)硬顆粒或雜物進(jìn)入摩擦面之間,，應(yīng)立即排除,，防止研傷產(chǎn)生或擴(kuò)展。2 O/ n4 W H! k6 V2 o& C9 D
(3)按時(shí)保養(yǎng)機(jī)床,，及時(shí)清除導(dǎo)軌,、滑板、油孔其及死角的污物油垢,，防止污物進(jìn)入摩擦表面之間,，形成磨粒磨損型研傷。
; x, V. C$ n2 [4 K6 d. j 三,、研傷的修復(fù)5 U& }2 p" q$ i( ]0 i9 Q) B8 t
機(jī)床的摩擦副一旦發(fā)生了研傷,，就必須立即停止運(yùn)行，找出原因,，研傷的程度,，采取不同措施。一般來(lái)說(shuō),，對(duì)涂抹一類的研傷,，可以不做修復(fù)，但要加強(qiáng)潤(rùn)滑,，防止擴(kuò)展,；對(duì)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(yùn)行：而對(duì)膠合、咬死及硬顆粒引起的研傷,，則必須進(jìn)行修復(fù)�,，F(xiàn)在就常見(jiàn)幾種摩擦副的研傷修復(fù)便有些簡(jiǎn)單介紹：
2 q: u' r% K0 A$ {# x7 |' [ 1.滑動(dòng)軸承與軸的修復(fù)' G. \& j3 e1 @7 H
(1)滑動(dòng)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(lái)說(shuō),，滑動(dòng)軸承都留有可供調(diào)整和修理的余量，可以滿足機(jī)床的一個(gè)修理周期,。如果研傷十分嚴(yán)重,，修理余量不能滿足,，就需要考慮更換了。兩半瓦式滑動(dòng)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,。) G' Z1 V' f$ q) j4 h" G
(2)當(dāng)軸頸有研傷后,，可采用磨小軸頸、更換滑動(dòng)軸承的方法,。但軸頸修磨不宜太大,，比如機(jī)床主軸，修磨量不宜超過(guò)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(jì)硬度的下限,；對(duì)于傳動(dòng)軸來(lái)說(shuō)，軸頸不應(yīng)小于裝配時(shí)在裝配方向前端軸頸或凸臺(tái)的尺寸,。' |9 C0 r& @% y9 d& I6 l
如果用焊補(bǔ)的方法來(lái)修復(fù)軸頸，那么要考慮焊補(bǔ)加熱過(guò)程對(duì)軸的幾何精度,、機(jī)械強(qiáng)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(dòng)軸承(或稱軸套),。8 v* Q2 s3 D. _" l1 Z
2.機(jī)床導(dǎo)軌的修復(fù)( r d1 `! G9 k( S) ~
對(duì)于機(jī)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(yùn)行,。而對(duì)膠合性研傷,，則需要用焊補(bǔ)或充填粘補(bǔ)的方法來(lái)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(jī)床三令五申俚,，再采用精刨,、精磨或粘板、鑲板等方法修復(fù),。
( E! t: u5 z( I( i; w3 c* l 對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌研傷的焊補(bǔ)與粘補(bǔ),，相對(duì)說(shuō)來(lái)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(xì)致一些,；首先要考慮所采用的修復(fù)工藝對(duì)導(dǎo)軌的精度,、機(jī)械性能有否影響，比如焊補(bǔ)和粘補(bǔ)大都需要加溫,，那么工藝過(guò)程中的溫度是否會(huì)引起導(dǎo)軌變形,，是否會(huì)改變導(dǎo)軌的機(jī)械強(qiáng)度和表面硬度等。第二,，要考慮所采用的修復(fù)工藝對(duì)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(guò)程溫度高(指氣焊),，易引起導(dǎo)軌變形等。第三要考慮修補(bǔ)層本身的機(jī)械強(qiáng)度與導(dǎo)軌實(shí)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(rùn)滑條件好,，已使用20年了,，情況仍然良好；而后者由于潤(rùn)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(bǔ)層滿足一定的使用周期,。) J! q6 I3 _4 G/ E: M
在機(jī)床大修理時(shí)，對(duì)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(jìn)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(bǔ)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(bǔ)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(guò)的鋼導(dǎo)軌或淬硬鋼帶,。 |
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發(fā)表于 2009-9-11 23:53:55
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發(fā)表于 2009-9-12 08:28:26
發(fā)表于 2009-9-12 09:18:14
