主轴箱

机床部件

主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。主轴箱是一个复杂的传动部件，包括主轴组件、换向机构、传动机构、制动装置、操纵机构和润滑装置等。其主要作用是支承主轴并使其旋转，实现主轴启动、制动、变速和换向等功能。

产品介绍

主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。

主轴箱传动系统的设计，以及主轴箱各部件的加工工艺直接影响机床的性能。如图1左图所示为CA6140型卧式车床主轴箱装配图，图1左图中的a为其展开图，是按图1右图所示的轴线Ⅻ一Ⅳ一Ⅰ一Ⅱ一Ⅲ(Ⅴ)一Ⅵ一Ⅺ一Ⅸ一Ⅹ的剖切面A-A展开后绘出的。

主轴箱位于车床左方的床身上。主轴Ⅵ的回转运动是由电动机输出的恒定转速，通过带轮和各级齿轮的传递实现的，通过主轴箱内滑移齿轮组成不同的传递路线，主轴可获得各级转速。通过操纵机构还可以实现主轴的起动、停止和换向等。

箱内机构

双向多片式摩擦离合器、制动器及其操纵机构

1)双向多片式摩擦离合器。如图2左图所示，双向多片式摩擦离合器装在轴Ⅰ上。它是用来切断和接通主轴转矩，并使主轴获得正转或反转的离合装置；同时还能起过载保险装置的作用。

调整时先将图2左图中手柄18扳到需要调整到的正转或反转的准确位置上，然后把弹簧定位销4用螺钉旋具按到轴I内，同时拨动紧定螺母3(图2右图)，直到螺母压紧离合器的摩擦片为止，再将手柄(图2左图中的手柄18)扳到停机的中间位置，此时两边的摩擦片均应放松，再将螺母3向压紧方向拨动4—7个圆口，并使弹簧定位销4重新卡人紧定螺母3的圆口中，防止紧定螺母在转动时松动。

2)制动器(刹车)。它装在轴Ⅳ上。它的作用是在摩擦离合器脱开的时刻制动主轴，使主轴迅速地停止转动，以缩短辅助时间。

制动器是由制动盘16、制动带15、调节螺钉13和杠杆14等件组成，如图2左图所示。制动器也由手柄18操纵，当离合器脱开时，齿条轴22处于中间位置，这时，齿条轴22上的凸起正处于与杠杆14下端相接触的位置，使杠杆14向逆时针方向摆动，将制动带拉紧，使轴Ⅳ和主轴迅速停止旋转；当齿条轴22移至左端或右端时，杠杆与齿条轴凸起的左侧或右侧的凹槽相接触，使制动带放松，这时摩擦离合器接合，使主轴旋转，制动带的拉紧程度由调节螺钉13调整。

主轴组件

1)主轴的支承。前端为莫氏6号锥孔空心阶梯轴的主轴安装在主轴箱的3个支承上。前支承中有3个滚动轴承，前面是/P5级精度的NN3021K型双列圆柱滚子轴承，用于承受径向力；前支承中还有2个/P5级精度的51120型推力球轴承(也有的是装1个角接触球轴承)，用于承受正反两方面的轴向力。后支承采用1个/P6级精度的NN3015K型双列圆柱滚子轴承。中间支承是1个/P6级精度的NU216型圆柱滚子轴承。

2)主轴间隙及其调整。主轴轴承应在无间隙或少许过盈的条件下进行运转。主轴的径向圆跳动影响加工表面的圆度或同轴度；轴向圆跳动影响加工端面的平面度及螺距精度。当主轴的跳动量超过公差值时(主轴的径向圆跳动和轴向圆跳动公差都是0.01mm)，一般情况下，只需适当地调整前支承的间隙，就可使主轴跳动量调整到允许值范围内；如径向圆跳动仍达不到要求，应调整后轴承，中间支承的间隙不能调整。

3)前轴承间隙的调整。先松开轴承右端的螺母(站在操作人位置看)；再拧动轴承左端带锁紧螺钉(事先把锁紧螺钉松开)的调整螺母；这时NN3021 K的内圈就相对于主轴锥面向右移动，由于轴承的内圈和主轴的锥面一样具有1：12的锥度，而且内圈很薄，因此内圈在轴向移动的同时径向产生弹性膨胀，以调整轴承径向间隙或预紧的程度。调整妥当后，应拧紧前端螺母，然后稍微松动调整螺母，以免推力轴承过紧。最后别忘了拧紧调整螺母的锁紧螺钉。

变速操纵机构

它是用来变换主轴转速的，它由三个操纵系统组成。

1)轴Ⅱ及轴Ⅲ上滑动齿轮的操纵机构。如图3左图所示，该操纵机构由装在主轴箱前侧面上的变速手柄操纵。手柄通过链传动使轴5转动，在轴5上固定盘形凸轮4和曲柄2，凸轮上有6个不同的变速位置，图3左图中用1～6标出位置，凸轮曲线槽通过杠杆3操纵着轴Ⅱ上双联滑动齿轮A，使齿轮A处于左、右两种位置；曲柄2上圆销的滚子装在拨叉l的长槽中，当曲柄2随着轴5转动时，可拨动拨叉处于左、中、右三种不同位置，就可操纵轴Ⅲ的滑动齿轮曰，使齿轮B处于3种不同的轴向位置；顺次地转动凸轮至各个变速位置，可使齿轮A和B的轴向位置实现6种不同的组合。

滑动齿轮移至规定的位置后，都必须可靠地定位。在主轴箱操纵机构中采用钢球定位。

2)轴Ⅳ及轴Ⅵ上滑动齿轮的操纵机构。如图3中图所示，此操纵机构的变速手柄也装在主轴箱前侧。扳动变速手柄，通过扇形齿轮传动可使轴4转动。在轴的前后端各固定着盘形凸轮1和5，图3中图中凸轮上标出的6个变速位置1—6，分别与变速手柄上用红、白、黑、黄、蓝色表示6种变速位置相对应。盘形凸轮5的曲线槽通过杠杆6操纵轴Ⅵ上的滑动齿轮z50，使它有左、中、右三种位置，中间位置为空档位置。盘形凸轮1的曲线槽通过杠杆2使轴Ⅳ上左侧的滑动齿轮处于左端或右端位置；凸轮1的曲线槽通过杠杆3使轴Ⅳ上右侧的滑动齿轮处于左端或右端位置。

图3中图中的变速手柄装在图3左图中的变速手柄的里档，这两个变速手柄的组合使用就可使主轴得到从低速到高速24种转速以及空档位置。

3)轴Ⅸ及X上滑动齿轮的操纵机构。如图3右图所示，在操纵手柄轴上固定有盘形凸轮2，转动凸轮2就可操纵齿轮z33和z58，共可得到4种不同的传动路线(车削左、右螺纹和车削正常螺距或扩大螺距)。

故障问题

主轴箱主轴制动机构失灵

1)制动电磁阀产生故障。

采取措施：检查电磁铁YT6是否通电吸合，若不通电应检查电气线路；若电磁阀阀芯被卡住，应拆下清洗电磁阀，检查阀芯是否被拉毛或阀孔有毛刺，若有需修光阀芯外圆和阀孔，必须使阀芯在阀孔内滑动灵活无阻滞现象；要求主轴制动时间约为3s.

2)制动摩擦片产生磨损、表面太光滑、太薄或已经碎裂。

采取措施：更换新的摩擦片，并调整使摩擦片之间留有适当间隙。

3)制动压力太低，摩擦片之间的摩擦力太小。

采取措施：检查压力阀Y一10B的工作压力，根据要求将其压力调至0．6MPa。

4)主轴箱内润滑油太多，影响摩擦片之间的制动摩擦力。

采取措施：调节主轴箱润滑油节流阀，观察主轴箱油标只有少量润滑油滴下即可，若润滑油太多来不及回油，使摩擦片之间存在润滑油，会影响制动摩擦力。

主轴箱主轴自动变速不平稳产生冲击

1)控制主轴箱主轴自动变速电磁铁断电和通电的时间继电器失灵。

采取措施：检查控制电磁铁YT6、YR、YT9、YT10和YT11的时间继电器调整是否正确，应使需断电的电磁铁先断电，再使应通电的电磁铁稍迟通电，使摩擦片脱开和结合平稳。

2)主轴箱变速进油路中节流阀未调整好。

采取措施：适当调整针状调速阀，以便实现离合器的断开、吸合有过渡时间，使得主轴变速制动时的惯性冲击能量被消除，以达到主轴变速时平稳无冲击。

主轴箱不能移动的故障

1)机床坐标轴上的联轴器松动，应拧紧紧固螺钉。

2)卸下压板，观察其是否研伤，调整压板与导轨的间隙，保证间隙为0.02—0.03mm。

3)检查主轴箱镶条，松开镶条上的止退螺钉，顺时针旋镶条螺栓，在使坐标轴能灵活移动、塞尺不能进入后，锁紧止退螺钉。

安装技巧

主轴箱是以底平面和凸块侧面与床身接触来保证其安装位置正确。底面是用来控制主轴轴线与床身导轨在垂直平面内的平行度误差；凸块侧面是控制主轴轴线在水平面内与床身导轨的平行度误差。主轴箱的安装，主要是保证这两个方向的平行度要求。安装时，按图5-27所示进行测量和调整。主轴孔插入检验心轴，指示表座吸在刀架下滑座上，分别在上素线和侧素线上测量，指示表在全长范围内读数差就是平行度误差值。

安装要求是：上素线为0.03mm/300mm，只许检验心轴外端向上抬起(俗称“抬头”)，若超差则刮削结合面；侧素线为0.015mm/300mm，只许检验心轴偏向操作者方向(俗称“里勾”)。超差时，通过刮削凸块侧面来满足要求。

为消除检验心轴本身误差对测量的影响，测量时旋转主轴180。做两次测量，两次测量结果的代数差之半就是平行度误差。

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