CKJ61125型数控卧车尾座主轴改进

南阳防爆集团股份有限公司 （河南 473008） 王 魁 李晓耘 邹 猛 罗 祯

1. 存在问题

CKJ61125型数控卧车最大加工工件重量为10t，承担车间中型发电机、电动机轴及转子的精加工任务，是成品部件的最后一道关键工序。但该设备在使用中，当加工部件重量＞6t时，主轴径向精度丧失较快，时常造成加工工件精度超差，对生产质量和进度影响较大。

2. 原因分析

经过认真分析，我们认为，造成这种现象的原因有以下几方面：

（1）主轴6（见图1）所承受的轴向力由圆锥滚子轴承4（2套，型号32020）和3（型号32017）通过隔套至碟簧2承受，而径向跳动主要由2套圆锥滚子轴承4来限定。这几套轴承本身靠碟簧2和锁紧螺母1来预紧，理想状态下该结构可满足使用要求。但该设备在加工较重工件时，主轴所承受力较大且带有冲击性（部分工件加工时需断续切削），易造成轴承上滚子及内外环滚道磨损，进而在轴承内部形成间隙，导致主轴6径向跳动精度常常造成超差，影响加工工件精度。除非经常调整锁紧螺母1来预紧或更换新轴承，但这无疑将会给维修增大工作量，也会造成对生产进度的影响。

（2）锁紧螺母1（见图1）为普通圆螺母结构，当主轴6承受力有冲击性时，易造成锁紧螺母松动（改进前维修时常发现），进而影响主轴轴承的预紧力，也是造成径向跳动超差的重要原因。

（3）结构设计时对轴承选型存在认识不足，这是根本原因。在使用中圆锥滚子轴承能同时承受来自所在轴的径向和轴向载荷，而作为卧车上的主轴（无论尾座或床头箱），轴向精度和径向精度虽然都很重要，但排在首位的应为径向精度。主轴结构设计时，应尽量把轴向精度和径向精度设计为两个互不干涉的尺寸链。

图1 改进前

3. 改进措施

根据以上分析，我们对原结构做了以下改动（见图2）：

（1）用双列圆柱滚子轴承NN3020K代替原2套圆锥滚子轴承32020，用圆柱滚子轴承NU2216E、圆锥滚子轴承33016和推力球轴承51115代替原圆锥滚子轴承32017位置。

图2 改进后

（2）根据分析后轴承的确定，重新设计制作尾座主轴，改进后主轴8如图2所示。

（3）改变原锁紧螺母结构，增加顶丝孔及锁紧块，以增强锁紧螺母的锁紧作用。改进后锁紧螺母如图3所示。

（4）根据改造后轴承分布，重新设计制作内部轴承之间隔套（或轴承室），考虑到圆锥滚子轴承33016拆卸方便，在隔套上钻4个小孔做拆装孔。

图3 改进后的锁紧螺母

4. 效果

该尾座主轴结构自改进后通过近一年来的运行，并经多次精度检测，主轴精度无论是径向还是轴向均能满足使用要求，达到预想结果。同时，改进后不仅保证了生产的连续性、降低了维修工作量，也为企业相关设备的改进工作和非标设备的制作积累了经验。

[1] 成大先. 机械设计手册[M]. 4版.北京：化学工业出版社，2002.

[2] 郑国伟. 机修手册[M]. 3版. 北京：机械工业出版社，1993.