静压轴瓦工具的设计与加工

郑成哲

(哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨　150040)

静压轴瓦工具的设计与加工

郑成哲

(哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150040)

摘要：阐述了加工电机转子大轴所应用的静压轴瓦的工作原理，详细介绍了设计静压轴瓦的方法和工艺过程。通过对静压轴瓦的设计方法的介绍，为相关设计与工艺人员提供了一定的参考与借鉴，对静压轴瓦使用与数据来源有了深入的了解与学习。

关键词：油膜；锡基轴承合金；油腔；研磨

0引言

电机转子大轴在粗加工或精加工时，要求大轴加工精度非常高，由于大轴重量可能会产生挠度发生变形，影响加工精度并损坏机床的精度，通过静压轴瓦的设计可以对转子大轴在轴承安装位置进行支撑，从而达到所要求的加工精度。

1设计要素

由于静压轴瓦与电机转子大轴要求有研磨工艺过程，达到形成油膜的条件，所以静压轴瓦上的油腔大小与封油边宽度都影响了油膜的厚度，而油膜的厚度影响转子大轴的加工精度，如果油膜太厚，可能达不到封闭油腔的压力要求，出现渗油或喷油的效果，如果油膜太薄，可能达不到润滑大轴的效果，可能会把转子大轴轴承安装位置划伤损坏，会造成非常严重的后果。决定油膜厚度的几个关键的因素：油腔大小、封油边尺寸、油压、流量与油的粘度。

2设计流程

首先估算油腔大小与封油边尺寸，油压与流量、油的粘度都是固定值。

根据产品工件转轴需要支撑轴径长度确定的整体尺寸，确定转轴在工具使用状态时的重量估算一个外形尺寸,布置4个油腔位置,确定A,B,E,F值，如图1所示。

多油腔油膜支承能力强度验算:

验算油膜厚度0.05

动力粘度μt=5.88×10-8N·S/mm2

受压力面积 (mm2)

G为静压瓦承受的重力(t)，n为油腔数量。

验算油膜厚度结果0.05

验算油膜厚度结果h≥0.1 mm或小于0.05 mm为不合格,可以调整A,B,E,F值继续验算。

图1　设计要素

图2　瓦座尺寸

静压瓦的卸油槽一般宽度为10 mm,深度为5 mm,如果孔径布置需要钻通需要用内六角螺M16×1.5塞进行封堵,如图3所示。

图3　静压瓦的卸油槽结构

静压瓦的φS尺寸公差与产品转轴一致,方便与产品转轴研磨. 油腔边缘一般为R10圆角，油腔最少深度为5 mm，所有底面过渡圆角为R刀，为刀具默认圆角。

3工艺流程与规范

轴瓦瓦胚在毛坯状态时先进行去氢处理，加工外形和鸽尾槽后，镀锡浇铸轴承合金。浇铸后的轴瓦六面需精加工对90°作为后序的找正基准。粗铣轴瓦底面上的底座定位孔留精加工量。上镗床检测六面垂直度，镗工艺销孔。划弧面加工线，上立车，以底面找正四角误差≤0.05、找正销钉误差≤0.02后粗车弧面，进行UT探伤。合格后精车弧面和周向卸油槽到尺寸，要求圆柱度≤φ0.01。小数铣加工油槽和轴向卸油槽后进行PT探伤。座标镗加工底座定位孔、接头螺孔和油孔。钳工攻丝，对轴瓦全面清理，打钢印和字头，涂漆后交检入库。

与转子大轴进行研磨时要求首先检查静压轴瓦表面是否有尖棱尖角，防止划伤大轴，研磨前要求给研磨量为0.05 mm,研磨后要求与转子大轴密合接触。

4结语

此工具在我公司已非常广泛的使用，效果非常好，通过此设计要素的理论与加工工艺过程，形成许

应用过程也出现了许多问题和不足：1)在使用过程中，有飞溅的铁屑进入了大轴与轴瓦接触面内，造成了瓦面与轴面划伤，因此增加防护罩非常重要；2)在加工轴瓦过程中，油路内的铁屑没有清理干净，在使用过程中通过高压油掉入大轴表面，会划伤轴表面，因此清理加工后的铁屑相当关键；3)在使用过程中，由于锡基轴承合金比转子大轴硬度小，所以使用一段时间后，合金会变的很薄，甚至会将瓦胚磨出，划伤大轴，使用者建议增加合金厚度。但如果合金太厚可能造成合金有脱壳的可能，而且会使整个瓦座强度不好，那么合金厚度取一个中间合理值，就可以达到最佳效果。实验与经验表明，合金厚度取10～15 mm较为合理。

郑成哲，男，1975年生，高级工程师。1998年7月毕业于黑龙江八一农垦大学工程学院机械设计与制造专业，哈尔滨电机厂有限责任公司工装分厂工作，从事刀量具和夹具设计。

作者简介：