滚珠丝杠应急修理方法
1. 立式车床C5110A刀架滚珠丝杠的改造维修 大轮拖过渡壳体加工线5序采用了两台立式车床C5110A设备并线工艺生产，在使用时带动立式刀架移动的一套滚珠丝杠损坏，如图1所示。该丝杠比较特殊，询价5 400元，订货周期15天左右。大t拖日产量200台下线，生产刻不容缓，若因丝杠备件的原因造成过渡壳体加工线设备全部停线将会造成不可估量的生产损失，为快速修复设备恢复生产，通过分析、对比，选用采购周期短，仅为2天到货的铜螺母梯形丝杠机构改造维修方案。
图1 丝母支座外形 铜螺母梯形丝杠到货后发现联接尺寸不符，与我们原先预期严重不配套。原支座底孔 径为60mm，推力轴承51112，现铜螺母的外径为55mm，两者无法直接装配，且其轴向长度短30mm。原先制定的改造方案被推翻，提出新的改进方法是扩大底孔镶套，适应螺母轴向尺寸更换为其他规格的推力轴承51111及锁紧螺母。 先对丝杠支座进行测绘，如果直接按联接尺寸φ55mm加工，势必会造成加工的支座套（单边厚度只有2.5mm）太薄。考虑到零件强度和备件机械加工的难度，最终选定将孔扩大至φ65mm再镶套，增大单边壁厚到5mm。同时为了保证丝杠上、下支座孔与丝母支座孔的同轴度，先加工一个不短于丝杠长度的检验棒，预装丝母支保然后将检验棒插入丝杠上、下支座孔（检验棒直径略小于丝杠支座孔0.02mm），并在检验棒上吸千分表打在丝母支座的内孔中，缓慢旋转检验棒，根据检测的数值来调整丝母支座的高低、左右位置，测量调配出合适的调整垫片，使3个支座的同轴度达到0.03mm以内。为保证装配锥齿轮的空间位置，镗孔前应在三坐标测量仪上测出原支座孔中心孔的高度尺寸H，镗孔时以此尺寸为参考基准进行加工，精度满足（H±0.05）mm。锥齿轮在90°方向上的间隙可以通过一组不同厚度的调整垫片试验。接触间隙用打表测量，方法为固定一个齿轮，表抵在配对齿轮的齿面上，转动配对齿斩脸霰聿罴次拟合间隙值，示值满足0.03mm以内，如图2所示。在装配状态下移动刀架，手感灵活无滞腻死点，来验证锥齿轮的装配间隙状态。通过这个方法一次性就达到了丝杠装配精度要求，通过对零件进行检测，加工质量合格，大大缩短了设备故障停机甚至造成停线的时间。
图2 丝杠安装示意图 2.万能升降台铣床XA 6132A/3纵向滚珠丝杠的改造维修 大轮拖提升器壳体加工线上的万能升降台铣床XA6132A/3。该机床是北京第一机床厂在1987年生产的，在设计时特别采用了传动精度较高的滚珠丝杠结构传动，虽然能获得较高的加工精度，但在损坏后，因无法采购到原丝杠备件，只能用其他丝杠改芎蟠替。原滚珠丝杠的形状结构如图3所示，涉及到3个长度尺寸。
图3 滚珠丝杠结芡 选择近似型号的XA6132丝杠，在进行比对后发现其普通型的铜螺母、丝杠及螺母支座等部件的长度结构、各段直径竟完全不同。现有丝杠结构如图4所示。
图4 普通丝杠结构图 通过现场分析后，只能采用非常规的维修方法，提出将两根丝杠切断后对接为一体的改造方案。即将原XA6132A/3滚珠丝杠的前端安装部分留下，保证装配部分90mm长度，与代用备件XA6132丝杠的梯形螺纹130mm工作部分相联接，从而恢复传递运动功能。 在对XA6132丝杠实际截断时需要适当留长一些，同时对接口直径按20mm加工，保证与轴中心线的同心度≤0.05mm，对接时有0.02mm的过盈量，恐定位可靠。对接后的结构效果如图4所示。外圈进行焊接冷却校正，最终测量整个修配件的径向跳动≤0.05mm。 装配时将铜螺母支座在床身上预装，以支座孔为公称尺寸做一个检验棒，将检验棒插入孔内，然后吸上千分表旋转测量丝杠左端定位轴承孔的相对坎睿根据得出的数值来调整修配支座的位置，使之满足0.03mm。下一步将丝母装入支座套孔中固定好，把丝杠、轴承和齿轮装配齐全后，手动进行运转试验，手感无滞腻死点时，最后配打两个定位销固定，如图5所示。实际试车设备运行平稳，零件加工质量合格，完全满足产量和工艺要求。
图5 丝杠对接图 通过上面两个维修实例的实践说明，在设备系统的实际维修工作中，瓶颈设备决不能受限于备件，不等、不靠，积极扩宽思路开展改进工作，才能达到保证生产节拍和加工质量的目的。 参考文献： [1]成大先. 机械设计手册[M]. 4版. 北京：化学工业出版社，2002.
图1 丝母支座外形 铜螺母梯形丝杠到货后发现联接尺寸不符，与我们原先预期严重不配套。原支座底孔 径为60mm，推力轴承51112，现铜螺母的外径为55mm，两者无法直接装配，且其轴向长度短30mm。原先制定的改造方案被推翻，提出新的改进方法是扩大底孔镶套，适应螺母轴向尺寸更换为其他规格的推力轴承51111及锁紧螺母。 先对丝杠支座进行测绘，如果直接按联接尺寸φ55mm加工，势必会造成加工的支座套（单边厚度只有2.5mm）太薄。考虑到零件强度和备件机械加工的难度，最终选定将孔扩大至φ65mm再镶套，增大单边壁厚到5mm。同时为了保证丝杠上、下支座孔与丝母支座孔的同轴度，先加工一个不短于丝杠长度的检验棒，预装丝母支保然后将检验棒插入丝杠上、下支座孔（检验棒直径略小于丝杠支座孔0.02mm），并在检验棒上吸千分表打在丝母支座的内孔中，缓慢旋转检验棒，根据检测的数值来调整丝母支座的高低、左右位置，测量调配出合适的调整垫片，使3个支座的同轴度达到0.03mm以内。为保证装配锥齿轮的空间位置，镗孔前应在三坐标测量仪上测出原支座孔中心孔的高度尺寸H，镗孔时以此尺寸为参考基准进行加工，精度满足（H±0.05）mm。锥齿轮在90°方向上的间隙可以通过一组不同厚度的调整垫片试验。接触间隙用打表测量，方法为固定一个齿轮，表抵在配对齿轮的齿面上，转动配对齿斩脸霰聿罴次拟合间隙值，示值满足0.03mm以内，如图2所示。在装配状态下移动刀架，手感灵活无滞腻死点，来验证锥齿轮的装配间隙状态。通过这个方法一次性就达到了丝杠装配精度要求，通过对零件进行检测，加工质量合格，大大缩短了设备故障停机甚至造成停线的时间。
图2 丝杠安装示意图 2.万能升降台铣床XA 6132A/3纵向滚珠丝杠的改造维修 大轮拖提升器壳体加工线上的万能升降台铣床XA6132A/3。该机床是北京第一机床厂在1987年生产的，在设计时特别采用了传动精度较高的滚珠丝杠结构传动，虽然能获得较高的加工精度，但在损坏后，因无法采购到原丝杠备件，只能用其他丝杠改芎蟠替。原滚珠丝杠的形状结构如图3所示，涉及到3个长度尺寸。
图3 滚珠丝杠结芡 选择近似型号的XA6132丝杠，在进行比对后发现其普通型的铜螺母、丝杠及螺母支座等部件的长度结构、各段直径竟完全不同。现有丝杠结构如图4所示。
图4 普通丝杠结构图 通过现场分析后，只能采用非常规的维修方法，提出将两根丝杠切断后对接为一体的改造方案。即将原XA6132A/3滚珠丝杠的前端安装部分留下，保证装配部分90mm长度，与代用备件XA6132丝杠的梯形螺纹130mm工作部分相联接，从而恢复传递运动功能。 在对XA6132丝杠实际截断时需要适当留长一些，同时对接口直径按20mm加工，保证与轴中心线的同心度≤0.05mm，对接时有0.02mm的过盈量，恐定位可靠。对接后的结构效果如图4所示。外圈进行焊接冷却校正，最终测量整个修配件的径向跳动≤0.05mm。 装配时将铜螺母支座在床身上预装，以支座孔为公称尺寸做一个检验棒，将检验棒插入孔内，然后吸上千分表旋转测量丝杠左端定位轴承孔的相对坎睿根据得出的数值来调整修配支座的位置，使之满足0.03mm。下一步将丝母装入支座套孔中固定好，把丝杠、轴承和齿轮装配齐全后，手动进行运转试验，手感无滞腻死点时，最后配打两个定位销固定，如图5所示。实际试车设备运行平稳，零件加工质量合格，完全满足产量和工艺要求。
图5 丝杠对接图 通过上面两个维修实例的实践说明，在设备系统的实际维修工作中，瓶颈设备决不能受限于备件，不等、不靠，积极扩宽思路开展改进工作，才能达到保证生产节拍和加工质量的目的。 参考文献： [1]成大先. 机械设计手册[M]. 4版. 北京：化学工业出版社，2002.