C6143型普通車床主傳動系統與潤滑系統的改進
2013-06-04
林紅喜 吳萍
（泰州職業技術學院機電工程系，江蘇 泰州 225300）
關鍵詞：C6143型普通車床；主傳動系統；傳動比；冷卻潤滑
C6143系列臥式車床是江蘇某機床廠幾年前開發的一種新型車床。該系列機床根據用戶需要，可提供普通型及其變型——馬鞍型兩種機型。床身上Z大工件回轉直徑分別為￠430mm和￠500mm，主軸內孔直經為￠70mm，Z大工件長度分為750mm和1000mm兩種。主軸具有8級轉速，變速范圍從75r/min～1500r/min，機床電機功率為4kw。與同類車床相比，由于該系列車床具有主軸內孔可通過的棒料直徑大，主傳動系統結構簡單，操作方便，售價低等特點。投放市場后深受用戶歡迎，尤其是當該機用于切削有色金屬材料時，其性能價格比更佳。本市某汽車配件廠先后兩次購進10多臺該系列車床后，用于切削加工汽車、摩托車中的鋁合金配件，為該廠創造了較好的經濟效益。然而在使用過程中該機主傳動系統設計中存在的一些問題也逐步暴露出來，大修時我們對其結構進行了部分改進，取得了較好的效果。本文具體介紹如下。
1 調整齒輪傳動比，改善傳動性能
圖1所示為該機主傳動系統展開圖。I軸至II軸間的a傳動組由四對滑移齒輪傳動副組成基本組，II軸至主軸間的b傳動組由兩對滑移齒輪副構成擴大組，主軸轉速級數Z=4×2=8，變速范圍Rn=20。兩組滑移齒輪分別利用單手柄操縱機構實現主軸變速，結構簡單、操作方便，其轉速圖如圖2所示。通過分析可以看出，由于該機主傳動系統轉速圖中基本組中相鄰傳動比的級比數值不等，致使主軸轉速級數分布不均，各級轉速間的相對速度損失相差較大(Amax=45.9%、Amin=20.7%)。 同時又由于b傳動組中22/88的齒輪副的主動輪與從動輪齒數不能互質，致使該齒輪嚙合傳動時各齒始終配對，容易造成輪齒產生點蝕和磨損現象，尤其是Z=22的小齒輪更易損壞，使用一段時間后由此而產生的振動與噪音逐漸加大。針對這一問題，大修時我們在不改變齒輪結構形式及模數的前提下，僅將齒輪齒數稍作調整并適當運用變位系數，重新訂制齒輪后進行改裝，改進后的主傳動系統轉速圖如圖3所示。這統轉速圖不僅使主軸轉速級數分布合理，均化了相對速度損失(Amax=36.8%、Amin=34.5%)，同時也使各配對齒輪齒數互質，改善了它們的嚙合條件，提高了齒輪壽命，降低了主傳動系統產生的振動和噪音。
該機主軸組件為3支承結構型式，前、中支承為主要支承，分別采用7000型圓錐滾子軸承承受徑向載荷和軸向載荷，后支承采用1000型滾子軸承作為輔助支承。結構簡單，調隙方便，主軸剛度較高。為簡化結構，該機采用飛濺式潤滑。而在高速切削時，由于攪油功率損失產生的熱量較大，開機不久油溫即明顯升高，2h后主軸箱溫升可達30℃左右。由于主軸組件與箱體熱膨脹不等，致使7000型滾子軸承產生間隙，降低了主軸旋轉精度和主軸組件剛度，影響了機床的加工精度。針對這一問題，大修時我們采用了類似于CA6140主傳動系統箱體外循環冷卻、潤滑的方法，在前床腿內新裝一只油箱，利用油泵、分流器和銅管將潤滑油分送各處后，再從主軸箱底部返回油箱。采用此法后，主軸箱溫升不足10℃，既改善了潤滑條件，延長了軸承和齒輪的壽命，又提高了主軸旋轉精度和主軸組件剛度，穩定了機床加工精度。
3 結束語
上述改進措施實施容易，用費不多，但大修后機床主傳動系統的主軸轉速級數分布合理，各級轉速間的相對速度損失相差很小，切削速度更易選擇；改善了主傳動系統的潤滑條件，降低了主軸箱的溫升、振動和噪音，提高了主軸旋轉精度和主軸組件剛度，穩定了機床加工精度。取得了較好的效果。
參考文獻：
[1]戴曙.金屬切削機床設計[M].北京:機械工業出版社,1985.
來源：《楊凌職業技術學院學報》第2卷第4期
