劉新元

鉗工師傅都會接觸到這些任務(wù):制作加工零件、安裝調(diào)試機(jī)器設(shè)備、排除檢修設(shè)備故障。在診斷設(shè)備故障時(shí),有些任務(wù)是簡單的,比較直觀,很容易完成;而有些任務(wù)則比較復(fù)雜,故障原因潛伏很深,不容易被人捕獲到,需要依據(jù)已掌握的專業(yè)知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來分析判斷,甚至要通過做實(shí)驗(yàn)對比才能摸索到解決問題的辦法。筆者在排除帶鋸故障時(shí),深有體會。

一、帶鋸的普遍故障現(xiàn)象

1.具體的故障現(xiàn)象

如圖1所示的機(jī)床,是山區(qū)人民經(jīng)常用來將圓木鋸成木板的設(shè)備。其鋸片是環(huán)形的,寬度為70mm,很像皮帶傳動中的平皮帶,故人們稱之為“帶鋸”。帶鋸鋸片工作時(shí),由上、下兩個(gè)大帶輪牽引做循環(huán)運(yùn)動。圓木在工作臺上做縱向移動,被鋸片切割成一定厚度的木板。因?yàn)殇徠倪\(yùn)動是循環(huán)的,鋸片又很薄(約2mm),因此,帶鋸的切割效率高,鋸縫小,木材損耗也少,利用率高。這些帶鋸,大體上分成兩種,一種是專門的木器加工設(shè)備廠生產(chǎn)的;另一種是一些地方小工廠自己設(shè)計(jì)生產(chǎn)的:用型材焊接成機(jī)架,再裝上帶輪、手輪、工作臺、電機(jī)等零件,五花八門,各種款式都有。兩種類型的帶鋸款式結(jié)構(gòu)雖然不盡相同,但工作原理是一樣的,都是靠帶輪牽引鋸片做循環(huán)運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)切割木材。

在安裝帶鋸的鋸片時(shí),通常會調(diào)節(jié)兩個(gè)帶輪的中心距,使鋸片獲得一定的張緊力,保證鋸片切割工作段維持平直狀態(tài)。圓木切割時(shí),切削力、沖擊力會很大。工作一段時(shí)間,帶輪會變形、磨損;嚴(yán)重時(shí),帶輪兩端的軸承滾子會破碎,造成鋸片跑偏、松動,甚至折斷,乃至機(jī)器需要大修。這些都是帶鋸的普通故障現(xiàn)象。

2.排除帶鋸的普通故障

(1)帶輪變形(由圓形變?yōu)闄E圓形),或過度磨損故障。帶輪直徑通常是D=600-850mm,有些更大。通過人眼觀察能感覺到它磨損或變形,用劃針盤、百分表等工量具,可以進(jìn)一步定量檢測出帶輪的徑向圓度誤差值,如圖2所示。

將帶輪連同其軸裝夾在車床上,用劃針盤的劃針尖端靠近帶輪的外圓周表面,轉(zhuǎn)動帶輪,就可以看到帶輪外圓周表面時(shí)而接近劃針尖,時(shí)而遠(yuǎn)離劃針尖;找到劃針尖距離帶輪外圓周表面的最近點(diǎn)和最遠(yuǎn)點(diǎn),用鋼直尺測出這兩點(diǎn)與帶輪表面的距離,兩者的差值,就是帶輪的圓度誤差值。這個(gè)誤差值小于1mm時(shí),要用百分表才能測出。一般變形的帶輪,誤差值通常在0.5~5mm之間。排除這種故障,需要用車床車削帶輪的外圓,使之外形符合圓度要求(誤差值小于0.05mm)。

(2)鋸片輕度松弛故障。人的肉眼和手很容易感覺到這種現(xiàn)象。它主要是由于鋸片發(fā)生塑性變形,或兩個(gè)帶輪中心距調(diào)節(jié)不合適造成的。此時(shí),只要重新調(diào)整兩帶輪中心距,使鋸片有足夠的張緊力,就可以解決問題。

(3)軸承滾子磨損過大,甚至滾子碎裂,造成帶輪振動加劇故障。這種現(xiàn)象,可以開動帶鋸,通過起子的改錐探聽軸承座的響聲,或者用手感受它的振動,就能診斷出大概情況。軸承座如圖3所示,打開它后,能一目了然地看到軸承的內(nèi)圈、外圈、滾子、保持架的情況,可以進(jìn)一步判斷是否要更換軸承。常用的軸承型號是:32014,內(nèi)孔直徑d=70mm,外徑D=110mm,寬度B=25mm。如果測量出軸承內(nèi)、外圈的徑向自由游隙大于0.10mm,或者看到滾子已經(jīng)破碎,就必須更換軸承。

上述的三種情況,是檢修帶鋸時(shí)常見到的故障現(xiàn)象。這些故障比較普遍,也容易察覺,比較容易解決。

二、帶鋸頻頻發(fā)生折斷鋸片的現(xiàn)象

1.故障原因——帶輪未做平衡校驗(yàn)

一些帶鋸用戶,由于帶輪經(jīng)過多次修整,多次車削后,其輪緣厚度變得很薄,只好更換一個(gè)新帶輪,并用車床將新帶輪的外圓周表面車圓,保證其圓度誤差不超過0.05mm;但是,安裝好新帶輪后,又會碰到折斷鋸片或軸承滾子開裂的現(xiàn)象,而且,鋸片總是抖動得比較厲害。

筆者通過仔細(xì)對比專業(yè)廠家生產(chǎn)帶鋸的帶輪與用戶自己更換的帶輪,發(fā)現(xiàn)二者雖然圓度相同,但結(jié)構(gòu)上有一點(diǎn)小差別。如圖4所示:專業(yè)廠家生產(chǎn)帶鋸的帶輪在其中一條輪幅上總有一點(diǎn)焊上去的配重,而用戶自己更新的帶輪沒有這點(diǎn)焊接的配重。正是這一小點(diǎn)配重,隱藏著很大的奧妙。它是帶輪做過平衡校驗(yàn)的標(biāo)志。

用戶自己更換的帶輪只簡單做了車削加工,只考慮到它的圓度不超差,并沒有做平衡校驗(yàn),因此,當(dāng)它工作時(shí),因?yàn)樾D(zhuǎn)件的不平衡,就會產(chǎn)生劇烈振動,造成鋸片抖動,折斷鋸片;另一方面,振動會沖擊軸承滾珠,進(jìn)而破壞軸承正常的工作條件,造成滾珠碎裂,由此發(fā)生重復(fù)性故障。

帶鋸的帶輪是鑄造件,材質(zhì)密度分布容易出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,因此,出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)不平衡現(xiàn)象的概率比較高。帶輪的軸向長度和外徑一般是:L=70mm、外徑D=600~850mm,它們兩者的比值L/D,遠(yuǎn)小于1/5。所以,對于帶輪的質(zhì)量分布,可以近似地認(rèn)為在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi),只要做靜平衡校驗(yàn)就能滿足工作要求。

2.解決方法——帶輪做靜平衡校驗(yàn)

帶輪的靜平衡校驗(yàn)要通過實(shí)驗(yàn)的方法才能完成。由靜平衡原理可知,靜不平衡的帶輪重心偏離回轉(zhuǎn)軸線,產(chǎn)生重力矩,重心總是試圖處于最低標(biāo)高位置。靜平衡校驗(yàn)的關(guān)鍵就是要找到工件重心所處的最低位置,并做出重心的鉛垂線標(biāo)記。然后,在這條鉛垂線的適當(dāng)位置增加(或者減省)合適的重量,就能使工件實(shí)現(xiàn)靜平衡。

用水平儀將導(dǎo)軌式靜平衡架的兩條導(dǎo)軌調(diào)節(jié)成水平,使之相互平行,給帶輪裝上轉(zhuǎn)動軸,把帶輪連軸平穩(wěn)放在導(dǎo)軌上,慢慢滾動它,使其自然停止,并通過軸心線彈一條鉛垂線,標(biāo)記重心位置;然后,反方向滾動帶輪,讓其自動停止,也通過軸心線彈一條鉛垂線;反復(fù)操作,找到帶輪的實(shí)際重心處于最低點(diǎn)時(shí)的那條鉛垂線,并做好標(biāo)記。逐步增加橡皮泥的重量,反復(fù)滾動帶輪,直到帶輪的重心盡量靠近轉(zhuǎn)軸的中心,也就是達(dá)到帶輪可以在平衡架的導(dǎo)軌上隨意停止,不再出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定的低重心位置。這時(shí),帶輪就基本實(shí)現(xiàn)靜平衡了。通過多次工作實(shí)踐,筆者基本掌握了帶鋸帶輪的平衡配重?cái)?shù)據(jù),將達(dá)到靜平衡時(shí)的橡皮泥稱重,大部分是300~800克。最后,用等重量的扁鋼焊在粘橡皮泥的位置,校驗(yàn)工作就完成了。將做完靜平衡校驗(yàn)的帶輪重新裝上,帶鋸就可以平穩(wěn)工作,不容易折斷鋸片和損壞軸承。

(作者單位:廣東省工商技工學(xué)校)