Жуйков В.А. Эксплуатация и ремонт оборудования

Подождите немного. Документ загружается.

финишной обработки и качества поверхностных слоев направляющих; материал деталей,

обрабатываемых на станках, и режим их обработки; интенсивность использования станка и

внешние воздействия.

Физическая природа этих факторов, многие из которых взаимосвязаны, весьма раз-

нообразна, а количественная оценка влияния некоторых из них на протекание изнашивания

весьма затруднительна.

При работе направляющих прямолинейного движения в станках ряда типов начальная

точность контакта в процессе эксплуатации снижается из-за неравномерности износа

по длине и сечению, деформаций и т.д.; это вызывает изменение условий изнашивания,

вследствие чего не происходит полной приработки и интенсивность изнашивания не падает.

Измерение направляющих в нескольких сечениях через каждые 50-200 мм (в зависимости от

длины направляющих) позволяет выделить зону наибольшего изнашивания. Этот участок и

характеризует износ направляющих.

Основными видами изнашивания направляющих скольжения МРС являются следующие:

• абразивное изнашивание – появляется в основном от режущего или царапающего

действия твердых частиц в свободном или закрепленном состоянии (наблюдается,

в частности, при загрязнении направляющих и смазочного материала твердыми час-

тицами);

• схватывание – наблюдается между непосредственно соприкасающимися по-

верхностями, обнажаемыми при разрыве поверхностных масляных пленок, что приводит к

разрушению сцепившихся точек.

• усталостное изнашивание возникает при повторном деформировании мик-

рообъектов материала поверхностного слоя и хрупком разрушении наклепанного слоя и

пленок окислов.

На токарно-винторезном станке направляющие для перемещения каретки суппорта

значительно более нагружены, чем направляющие для перемещения задней бабки и

изнашиваются интенсивнее. Их износ влияет на технологическую точность, изменяет пер-

воначальную пространственную траекторию движения резца. Непрямолинейность пере-

мещения режущего инструмента в горизонтальной плоскости непосредственно передается

на обрабатываемую заготовку, обусловливая различные погрешности формы по длине.

Технологически допустимый износ направляющих станины токарного станка определяется

размерами обрабатываемой заготовки и требованиями точности обработки. Так, при

обработке заготовок в пределах 8 квалитета точности диаметром 50-80 мм, длиной 300 мм

предельный износ направляющих для перемещения каретки не должен превышать 0,07-0,1

мм.

Принудительное смазывание направляющих в сравнении с ручной смазкой повышает

износостойкость в среднем в 1,25-1,5 раза. Наличие щитка для защиты передней на-

правляющей на токарных станках увеличивает их долговечность в1,5 раза.

У продольных направляющих кареток суппортов концы изнашиваются значительно

больше, чем средние части и левый край (ближе к передней бабке) – больше, чем правый.

Максимальное значение износа направляющих кареток суппортов выше соответствующего

значения износа направляющих станины в среднем в 2-2,5 раза.

Определение величины износа и проверка геометрической точности

направляющих станин

Перед ремонтом осуществляется контроль направляющих станины МРС. В зависимости от

модели станка и проверяемых погрешностей, а также от условий, в которых ведется ремонт,

используют различные методы определения величины износа и геометрической точности

направляющих.

Практически исходной прямой может служить контрольная линейка, струна, линия

визирования. Точность отремонтированного станка зависит в основном от восстановления

геометрической точности базовых деталей и их взаимного расположения. Проверка точ-

ности обеспечивается механическими, оптическими, гидростатическими и другими изме-

рительными инструментами, объединенными с различными приспособлениями, расши-

ряющими возможности их использования. Применение измерительных инструментов

позволяет ремонтникам вести работы так, чтобы при сборке станка достигалась точность,

соответствующая техническим условиям без дополнительных доводочных работ.

Лекальная линейка (рис. 3.7) прикладывается к проверяемой поверхности рабочим ребром.

Износ (погрешность) определяется наибольшей величиной просвета, измеряемого щупом.

Этот способ приемлем для проверки коротких поверхностей, длина которых не превышает

9/10 длины линейки.

Рисунок 3.7 Проверка плоскостности

лекальной линейкой

При проверке на краску (рис.3.8) на проверяемую поверхность ставят мост 1 или поджимают

проверочную линейку 2, на которую предварительно наносят краску. Мост (линейку)

перемещают в продольном и поперечном направлениях. Краска остается на наименее

изношенных частях поверхности. Такой способ указывает на наличие износа (погрешности),

но не позволяет найти его величину.

Рисунок 3.8 Проверка износа направляющих методом

«на краску»

При использовании индикатора (рис.3.9) деталь (стол

или каретку суппорта) устанавливают на плите, а

индикатор со стойкой перемещают по плите.

Рисунок 3.9 Проверка направляющих

индикатором

С помощью линеек, мерных плиток и щупов (рис 3.10) определяют величину износа и

отклонения от прямолинейности, параллельности, цилиндричности, круглости и радиального

биения. На поверхность устанавливают поверочную линейку 1, под концы которой

подкладывают две одинаковой высоты мерные плитки, расположенные на расстоянии 2/10

от конца линейки. Величину износа (погрешности) определяют на участках через 100-

300 мм мерными плитками или щупами, вставленными между линейкой и проверяемой

поверхностью. По результатам измерений можно построить график износа 2. Длина линейки

должна составлять не менее 4/5 длины проверяемой поверхности.

Рисунок 3.10 Проверка направляющих с

использованием поверочной линейки

Горизонтальные I, потолочные II и вертикальные III поверхности проверяют с помощью

индикатора, плоской линейки и плиты (рис.3.11). На мерные плитки 3 устанавливают

линейку 2, по которой перемещают стойку с индикатором 1. Измерительный стержень

индикатора постоянно касается проверяемой поверхности. Отклонение индикаторной

стрелки показывает величину износа или погрешности. Для удобства работы при про-

верке потолочных и вертикальных поверхностей применяют рычажные индикаторные на-

садки. Мерные плитки устанавливают на зачищенные, наименее изношенные места по-

верхности.

Рисунок 3.11 Проверка

горизонтальных, потолочных и

вертикальных поверхностей

Круглые направляющие проверяют с помощью индикатора, плиты и призм (рис.3.12). На

плиту ставят две одинаковые призмы, на которые неизношенной поверхностью кладут

круглую направляющую. Индикатор на стойке настраивают по неизношенным концам.

Перемещая стойку индикатора, производят замеры направляющей, поворачивая ее в

призмах.

Рисунок 3.12 Проверка круглых направляющих

Перед проверкой направляющих с помощью центров и индикатора (рис.3.13) про-

изводят зачистку от грязи и забоин конусов центров, направляющую устанавливают в

предварительно проверенные центры токарного, круглошлифовального станков или спе-

циального приспособления. Индикаторную головку укрепляют на суппорте или шлифо-

вальной бабке. Не включая станка, путем перемещения суппорта (на токарном станке) или

стола с направляющей (на шлифовальном станке), поворачивая рукой направляющую, на

различных участках ее длины производят замеры. Для направляющих длиной более 500 мм

строят график.

Рисунок 3.13 Проверка круглых направляющих в

центрах

С помощью моста задней бабки с индикаторной стойкой (рис.3.14) проверяют относительно

не изнашиваемых плоскостей 3 и 4 мало изнашиваемые направляющие 1 и 2 (для токарных

станков – зона перемещения задней бабки). На мост устанавливают магнитную стойку с

индикатором, позволяющую проверить все направляющие поверхности станины. Для

обеспечения жесткости на мост ставят дополнительный груз.

Рисунок 3.14 Проверка направляющих с помощью

моста задней бабки

Цилиндрами, штангенциркулем, микрометром или индикаторным приспособлением (рис.

3.15) проверяют комбинированные направляющие и направляющие типа «ласточ-кин

хвост». В углы плоскостей устанавливают два мерных ролика (цилиндра). Перемещая

цилиндры вдоль станины, на отдельных участках (через 100-300 мм) производят замеры

(размер L) штангенциркулем или микрометрической скобой. Разность в показаниях по-

зволяет судить о величине погрешности. Индикаторное приспособление упрощает про-

верку и дает большую точность при минимальных затратах времени.

Рисунок 3.15 Проверка направляющих типа «ласточкин

хвост»

Величину спиральной извернутости направляющих станин различной длины определяют

уровнем и мостом задней бабки или плитой (рис.3.16). Уровень 2 устанавливают на мост 1

перпендикулярно к направляющим. Перед началом проверки станину выверяют уровнем,

установленным на ее наименее изношенных концах. Перемещая мост по направляющим, через

определенные участки (100-300 мм) записывают показания уровня. Отклонения от нулевой

риски в ту или в другую сторону подтверждают наличие спиральной извернутости.

Рисунок 3.16 Проверка извернутости

направляющих

Отклонения направляющих от прямолинейности в горизонтальной плоскости проверяют

струной, лупой, мостом задней бабки (рис.3.17). На концах станины устанавливают

кронштейны 4, на которые с помощью грузов 6 натягивают струну 5. На ползуне (мостике)

1 с помощью кронштейна 2 закрепляют измерительную лупу 3 (цена делания 0,005 мм).

Сначала ползун 1 ставят на один конец станины, лупу регулируют так, чтобы обеспечить

резкую видимость струны, изображение которой должно проходить через центральное

деление в окуляре лупы. Затем ползун 1 перемещают на другой конец станины, а кронштейн

4 регулируют так, чтобы струна снова прошла через центральное деление окуляра лупы. Как

правило, концы направляющих станины не изнашиваются, поэтому струна устанавливается

параллельно вертикальной плоскости направляющей. Перемещая ползун 1 вдоль

направляющей, следят за отклонением струны в окуляре лупы, по которому определяют

величину непрямолинейности а в горизонтальной плоскости

Рисунок 3.17 Проверка прямолинейности

направляющих в горизонтальной плоскости

Отклонение направляющих от плоскостности и разновысокости измеряют мерными

мензурками (рис.3.18). Две градуированные мензурки 1 и 4 на основаниях 3 и 5 соединяют

шлангом 6 и заполняют жидкостью. Перед проверкой мензурки устанавливают рядом на

горизонтальную выверенную плиту. По шкалам записывают показания уровня жидкости

мензурок 1 и 4 (h1 и h2). При проверке направляющих одну мензурку устанавливают

на направляющую (фундамент) 2, а

другую – на направляющую 7. Разница

в показаниях по шкале мензурки и в

записях настройки показывает величину

разновысокости.

Рисунок 3.18 Проверка отклонений от плоскостности

Для измерения отклонений направляющих от прямолинейности и плоскостности используют

микрометрические стаканы (рис. 3.19). Стаканы 3 имеют плоское основание, резьбовое

отверстие 5 под штуцер, прозрачное окно 4 и микрометрический барабан 1 с острым

наконечником, укрепленным на крышке 2. Стаканы 3 соединяют как сообщающиеся сосуды

шлангами через штуцеры и ставят на плиту, предварительно выверенную в горизонтальной

плоскости. В один из стаканов заливают жидкость, которая растекается по шлангам во все

стаканы (для удобства работы количество жидкости не должно превышать приблизительно

половины высоты стакана). Микрометрические винты опускают до соприкосновения

острого наконечника с жидкостью. После отладки стаканы устанавливают на плоскости

направляющих станины непосредственно или на одинаковые по высоте основания).

Уровень жидкости во всех стаканах должен быть в одной плоскости. Прикасаясь острым

наконечником к зеркалу жидкости, записываю показания микрометрического барабана,

разность которых составит величину отклонения от прямолинейности и плоскостности.

Рисунок 3.19 Проверка плоскостности с

помощью микрометрических стаканов

Рисунок 3.20 Проверка прямолинейности с

помощью жидкости

Отклонение направляющих от прямолинейности в горизонтальной плоскости можно

определять с помощью швеллера и микрометрического винта (рис. 3.20). Станину 4 с

помощью башмаков или клиньев устанавливают по уровню. Вдоль направляющих стани-

ны закрепляют швеллер 3, в который заливают жидкость. Швеллер с торцев прикрыт

крышками. На универсальный мост 1 (каретку суппорта или мост задней бабки) ставят

кронштейн с микрометрическим винтом 2. Перед проверкой показания барабана винта на-

страивают на 10 мм ( при этом показании острый наконечник касается зеркала жидкости на

концах станины). Перемещая мост 1 с микрометрическим винтом 2 вдоль направляющих,

производят замеры через 100-300 мм, записывая показания барабана винта в положении,

когда конус наконечника касается зеркала жидкости. По величинам отклонений можно

построить таблицу или график.

Отклонение направляющих станин длиной более 1500 мм от прямолинейности в

горизонтальной м вертикальной плоскостях измеряют зрительной трубой и вешкой

(рис.3.21). Измерительной базой служит оптическая ось зрительной трубы 1. Профиль

ба-зовой поверхности подставки 3 вешки 2 должен соответствовать форме сечения прове-

ряемых направляющих. При проверке прямолинейности как в горизонтальной, так и в

вертикальной плоскостях с одного конца направляющей устанавливают зрительную трубу

1, а с другого – источник света 4.

Сначала производят предварительную настройку системы. Для этого вешку с профильной

подставкой устанавливают на одном конце направляющей. Оптическую ось зрительной

трубы совмещают с пересечением рисок на вешке. Вешку устанавливают с другого конца

направляющей и выполняют ту же операцию. Для более точного совмещения оптической

оси зрительной трубы и вешки операцию настройки проводят несколько раз. После

настройки оптической оси вешку перемещают вдоль станины. По отклонениям рисок вешки,

отраженных в окуляре зрительной трубы, через каждые 300-500 мм определяют отклонения

от прямолинейности в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Гарантированная

точность измерения составляет 0,01 мм. По рисунку окуляра зрительной трубы можно

установить, что на рассматриваемом участке направляющей станины имеется отклонение в

вертикальной плоскости 0,05 мм и в горизонтальной плоскости – 0,08 мм. По отклонениям

от геометрической оси рисуют график.

Рисунок 3.21 Проверка прямолинейности направляющих с

использованием зрительной трубы

Широкие поверхности направляющих проверяют на плоскостность (рис.3.22 б). Для

этого линейку 1 укладывают на две контрольные плитки 2 и 3 одинакового размера и

замеряют щупами расстояние между поверхностью детали 4 и линейкой. Это проделыва-

ют в нескольких направлениях а, б, в, г и д, каждый раз производя измерения в нескольких

точках по длине линейки. Вместо щупов иногда пользуются кусочками тонкой бумаги

толщиной 0,02 мм. Лепестки укладывают в нескольких местах на направляющие и на них

накладывают линейку. После этого начинают вытаскивать лепестки из-под линейки; если

поверхность прямолинейна, лепестки не вытаскиваются, а только обрываются их концы.

Рисунок 3.22 Износ направляющих: а- проверка прямолинейности с помощью линейки

и щупа; б – проверка плоскостности линейкой и мерными плитками; в – проверка

прямолинейности с помощью мостика и уровня

В тех случаях, когда направляющие значительно длиннее имеющейся контрольной

линейки, определяют величину износа чувствительным уровнем при помощи специально-

го приспособления – мостика или же используя вместо него основание задней бабки или

каретку суппорта. На рисунке 3.22 в показана схема замера этим способом износа направ-

ляющих станины токарного станка в горизонтальной плоскости.

Мостик с уровнем, расположенным продольно, перемещают по направляющим, стараясь

заметить наибольшее отклонение пузырька уровня и таким образом найти самый

изношенный участок на станине. Найдя этот участок, разбивают, идя от него, станину на

равные по длине части, соответствующие ширине мостика или расстоянию между опора-

ми. На исходном участке уровень регулируют так, чтобы пузырек его основной ампулы

занял среднее положение, т.е. оказался на нуле.

При определении величины износа описываемым способом необходимо учитывать, что

уровень показывает отклонение на длине 1000 мм, тогда как замеры ведутся на участках

меньшей длины. Следовательно, показания уровня нужно пересчитывать применительно

к фактически замеряемым расстояниям. Если, например, цена деления шкалы уровня 0,04

мм/1000 мм, направляющих на этих участках будет 0,02 мм.

Износ горизонтальных направляющих определяют мостиком и уровнем следующим образом.

Поместив мостик на наиболее изношенный участок станины, которую находят по тому, что

на границах этой части пузырек уровня отклоняется как в одну, так и в другую сторону

(участок 4-5), перемещают мостик на следующий участок (5-6), здесь определяют показания

уровня и заносят это показание в таблицу-график. Если пузырек отклонился, например,

на три деления, то при цене деления 0,04 мм/1000 мм и расстояниях между замеряемыми

участками 500 мм отклонение прямолинейности выразится в 0,02х3=0,06 мм.

Далее располагают мостик с уровнем на участке 6-7 и также записывают показания

уровня. Если и здесь получен результат 0,06 мм, значит действительное отклонение от

прямолинейности на участках 5-7 равно 0,12 мм. Описанными приемами определяют об-

щую непрямолинейность направляющих.

При измерении уровнем возможны неточности, и задача заключается в том, чтобы

уменьшить их до мимнимума. Производя точные измерения, учитывают и, по возможно-

сти, устраняют влияние на уровень и проверяемую деталь возможного неравномерного

нагрева. Не разрешается между измерениями долго держать уровень в руках, дышать на

ампулу, допускать прямое попадание солнечных лучей, измерять нагретую деталь и т.д.

Чтение показаний уровня должно быть единообразным – или обоими глазами, или одним

по вертикали над ампулой, или под одним и тем же небольшим углом.

Уровень показывает отклонение от горизонтальности на длине 1000 мм,.т.е. прак-

тически на поверхности, равной его длине. Чем короче уровень, тем менее точны измере-

ния. Для получения более точных результатов уровень устанавливают на специальные

приспособления или линейки с опорами (платиками) на концах, расстояние между кото-

рыми равно 250, 500 или 1000 мм. Определение фактического показания уровня при рас-

стоянии между опорами менее 1000 мм производится путем пересчета. Не допускается

перемещать уровень непосредственно по проверяемой поверхности без специальных под-

ставок, так как при этом изнашиваются точные поверхности уровня и, как следствие, ис-

кажаются результаты измерений. Проверку поверхности в различных точках следует про-

изводить только переустановкой уровня. Чтобы убедиться в исправности уровня, следует

переустановить его на одном месте, повернув на 1800. Изменение показаний при этом не

должны превышать ± ¼ деления шкалы.

Универсальный мостик, являющийся приспособлением для проверки прямолинейности,

параллельности и перекоса направляющих станин (рис.3.23), имеет основание Е-образной

формы с корытообразными площадками 2 и 7, базирующимися на шарах ( на рисунке не

показаны), а также стойку 9 с барашками 10 для регулирования положения и специальным

зеркалом 1, используемым при применении автоколлиматора. Приспособление базируется

на пяти опорах с шарнирно соединенными подпятниками 4,5и 6, из которых два подпятника

5 можно передвигать в горизонтальном направлении по продольным пазам основания и

закреплять в требуемом положении гайками ( в зависимости от ширины направляющих).

Подпятник 4 с колонкой 3 допускает горизонтальное и вертикальное перемещения.

Приспособление устанавливают на различные по форме и размерам направляющие станков.

На шарнирных площадках устанавливают два уровня с ценой деления продольных ампул

0,02 мм на длине 1000 мм и регулируют каждую площадку четырьмя винтами, устанавливая

уровни горизонтально, контролируют эти положения по показаниям уровней в продольном

и поперечном направлениях.

Рисунок 3.23

Универсальный мостик

Использование приспособления дает возможность одновременно проверять пря-

молинейность и перекос направляющих с помощью уровней и параллельность – с помо-

щью индикатора, закрепленного на основании приспособления (на рисунке не показан).

Порядок контроля прямолинейности направляющих мостиком и уровнями следующий:

1. Устанавливают мостик на контролируемые направляющие станины и регулируют

положение подпятников по размеру Lx так, чтобы четыре из них располагались на

призматической части направляющих. С помощью колонки 3 и подпятника 4, установлен-

ного на противоположной направляющей, регулируют положение мостика по размеру L2

в горизонтальной плоскости по уровню с допуском 0,5 мм.

2. Устанавливают уровни на корытообразных площадках 2 и 7, закрепляют каждый

четырьмя винтами и регулируют положение площадок так, чтобы пузырьки ампул

уровней располагались посредине между шкалами. Сдвигают приспособление вдоль на-

правляющих, возвратив его в первоначальное положение (при этом пузырьки ампул должны

также вернуться в исходное положение; если этого не произойдет, необходимо проверить

крепление колонок и подпятников).

3. Размечают направляющую на равные участки, соответствующие длине L, которая

должна быть равной расстоянию между осями подпятников (в настоящем примере L=250

мм). Разметку производят от начала направляющих с любого конца, пометив штрихом и

обозначив нулем место против оси первого (по направлению перемещения) подпятника

мостика. Далее на каждом последующем участке (до конца направляющих) останавливают

мостик так, чтобы задний опорный подпятник располагался на том месте, где находился

передний подпятник предыдущего участка, а следующий штрих наносят напротив первого

подпятника, обозначив его цифрой 1, и т.д.

4. Измеряют значения отклонений направляющих (по уровню, установленному вдоль

направляющих, определяют отклонение от прямолинейности, а по уровню, уста-

новленному перпендикулярно им, - перекос поверхностей). Отклонения определяют при

остановке мостика последовательно на размеченных участках и записывают показания в

протокол измерений, соответствующих положениям пузырьков основных ампул уровней

относительно делений шкал. (Следует отметить, что показания уровня, зафиксированные в

иной последовательности, не могут полностью охарактеризовать форму направляющих).

5. Строят график отклонения направляющих от прямолинейности.

Рисунок 3.24 Схемы

установки универсального

мостика для проверки

направ-ляющих: а

– треугольных; б –

средних; в,г – в сочетании

различных профилей;

д - призматических; е

– плоских; 1 и 3 – опоры;

2 – уровень; 4 и 5 –

индикаторы

При проверке направляющих станин разных профилей и размеров опоры универсального

мостика располагают по-разному (рис.3.24). Для контроля направляющих треугольного

профиля (рис. 3.24 а), часто встречающихся у станин токарно-револьверных станков, четыре

опоры мостика (из них на рисунке видны только две) помещают на левой призматической

направляющей, а опору 3 устанавливают на одной стороне правой направляющей. Перемещая

приспособление вдоль направляющих, определяют по индикатору 5 параллельность

нижней левой направляющей и направляющей, на которой базируется мостик. По уровню

2, расположенному поперек направляющих, устанавливают их перекос, то есть отклонение

от параллельности в горизонтальной плоскости. Вторую сторону правой направляющей

можно проверить по уровню, установив на этой стороне опору 3, или же, не перенося

опоры, по индикатору 4. Чтобы проверить прямолинейность поверхностей, располагают

уровень на мостике вдоль направляющих. Перемещая мостик с уровнем по направляющим,

останавливают его на проверяемых участках и снимают показания уровня.

Для проверки параллельности средних направляющих базовой поверхности (плоскости

под зубчатую рейку, изображенной на рис. 3.24 б слева короткой жирной линией) и пере-

коса мостик устанавливают на станине токарного станка так, как показано на рисунке 3.24

б (параллельность проверяют индикатором 4, а перекос – уровнем 2). Наружные направ-

ляющие проверяют или по уровню и индикатору после переналадки приспособления и его

установки на этих направляющих, или только по индикатору, используя в качестве базы

выверенные средние направляющие.

У станин шлифовальных и некоторых других станков часто встречается сочетание

направляющих различных профилей (рис.3.24 в,г). Чтобы проверить отклонения от

прямолинейности и перекос, располагают четыре опоры 3 между образующими направ-

ляющей V-образного профиля, а одну опору 1 – на противоположной плоской направ-