Ремонт шпиндельной бабки токарного станка 16к20

Ремонт токарного станка 16К20

Токарно-винторезный станок 16К20 и его аналоги — один из самых распространенных видов металлорежущего оборудования на постсоветском пространстве. Он начал выпускаться почти пятьдесят лет назад (в 1971 году) и до сих пор применяется на разных производствах: от небольших мастерских до крупных промышленных предприятий. 16К20 имеет множество модификаций и аналогов, которые выпускаются не только в бывших союзных республиках, но и на нескольких станкостроительных заводах Китая и Болгарии.

Ремонт этих токарных станков хорошо освоен на многих предприятиях, поскольку за многие годы компоновка и состав механизмов у 16К20 практически не изменились. Также остались неизменными порядок и состав ремонтных работ, хотя сейчас это оборудование ремонтируют не только традиционными методами, но и с применением современных технологий и материалов.

Возможные неисправности

При длительной эксплуатации токарного оборудования детали его механизмов теряют свои первоначальные качества, что приводит к изменению их формы, увеличению зазоров в местах сопряжений и ухудшению состояния поверхностей трения. Одна из главных причин возникновения таких неисправностей — это износ поверхностей трения отдельных деталей, который происходит в результате:

• воздействия силы трения;
• пластической деформации (смятия металла);
• усталости поверхностного слоя;
• химической коррозии.

Возможные неисправности основных элементов токарного станка:

1. Корпусные детали. Трещины, сколы, износы отверстий, повреждение резьб, отклонение от прямолинейности плоскостей.
2. Валы. Износ шеек, шпоночных пазов, центровых отверстий.
3. Фланцы. Трещины и сколы в крепежных отверстиях. Износ поверхностей сопряжения.
4. Шестерни и валы-шестерни. Износ зуба и радиальное биение зубчатого венца.
5. Шпиндель. Износ шеек, переднего внутреннего конуса и шлицевого соединения.
6. Ходовой винт. Износ резьбы и шеек.
7. Валик ходовой. Износ шпоночного паза и шеек.

Устройство станка 16К20

На основании осмотра и контрольных замеров этих компонентов 16К20 определяется необходимость ремонта и проводится подготовка к ремонтно-восстановительным работам. Осмотр станка на предмет ремонта начинается со шкива, который на токарном станке 16К20 передает движение от главного двигателя к шпинделю. Перечень основных проблем, возникающих вследствие нарушений правил эксплуатации оборудования, приводится в разделе 16 «Руководства по эксплуатации. Здесь же указаны возможные причины и методы их устранения.

Виды ремонта

Ремонтные работы выполняются с целью поддержание эксплуатационных характеристик токарного оборудования и бывают двух видов: плановые и неплановые. Первые выполняются только на основании графиков планово-предупредительных ремонтов. Для 16К25 предусматривается четыре вида работ, включающие осмотр и три вида ремонтов:

Согласно п. 17.2 «Руководства по эксплуатации» токарного станка 16К20, его межремонтный период (время работы до первого капремонта) при условии соблюдения эксплуатационных требований производителя составляет 10 лет при двухсменной работе. За этот период должно быть выполнено шесть плановых осмотров 16К20, четыре малых ремонта, один средний (в середине периода) и один капитальный (в конце периода).

Потребность в неплановых ремонтных работах обычно возникает при внезапном снижение допустимых параметров оборудования или выходе его строя. Такое обычно происходит при несоблюдении паспортных требований производителя по эксплуатации и обслуживанию токарного оборудования. На производственных предприятиях все виды работ проводят по графикам ППР квалифицированным персоналом специализированных ремонтных подразделений. На малых предприятиях ремонт токарного станка выполняют своими руками по мере возникновения проблем с его точностью и работоспособностью.

Малый ремонт

Этот вид ремонтных работ выполняется как по утвержденной номенклатуре, так и по результатам наблюдений за токарным оборудованием во время ежесменного и периодического технического обслуживания. Его цель — обеспечить работу токарного оборудования до следующего планового ремонта.

Согласно п. 17.3.3 «Руководства по эксплуатации» токарного станка 16К20 при малом ремонте обязательными для выполнения являются следующие виды работ:

• выявление неисправностей для устранения при последующих плановых ремонтных работах;
• замеры геометрии оборудования на паспортную точность;
• испытания на холостом ходу;
• испытания на шумность и температурные режимы;
• проверка точности и чистоты обработки.

Выполнение остальных работы из приведенного в Руководстве перечня выполняют только при необходимости в зависимости от состояния оборудования. По результатам малого ремонта составляется ведомость состояния деталей механизмов для включения в состав следующих по графику ППР работ.

Средний ремонт

В состав этого вида ремонтных мероприятий входят работы по списку рекомендаций малого ремонта, а также неполная разборка токарного 16К20, при которой выполняется восстановление работоспособности основных механизмов и агрегатов. Такой ремонт для токарно-винторезного станка 16К20 выполняют по перечню, который приводится в п. 17.3.4 «Руководства по эксплуатации».

При среднем ремонте обязательно проверяется точность до и после разборки токарного оборудования, проводится контроль жесткости шпинделя, а также делаются замеры износа поверхностей трения до и после их восстановления. Средний ремонт токарного станка выполняют в середине межремонтного периода. Его цель — восстановление ресурса токарного оборудования до такого уровня, чтобы станок смог проработать до капитального ремонта.

Капитальный ремонт

Согласно п. 17.3.2. «Руководства по эксплуатации» капитальный ремонт токарного станка 16К20 предваряется осмотром состояния станочного оборудования. Во время осмотра проверяют данные осмотров при предшествующих ремонтных работах, определяют перечни деталей на восстановления и замену, а также производят изготовление рабочих чертежей для заказа заменяемых деталей.

Капитальный ремонт станка 16К20

При капремонте перед полной разборкой выполнятся проверка точности 16К20 и степень изношенности поверхностей трения.

После полного демонтажа всех механизмов, выполняется очистка каждой деталей, после чего производится их осмотр и сверка с дефектной ведомостью. Капремонт предусматривает восстановление всех паспортных характеристик 16К20. Поэтому токарные станки после качественного капитального ремонта имеют такие же параметры, как и новое токарное оборудование, а их межремонтный период также составляет десять лет.

Скачать паспорт (инструкцию по эксплуатации) токарного станка 16К20

Ремонт основных узлов

Станина

Станина 16К20 — это литая конструкция с ребрами жесткости, на которой монтируются все остальные оборудование токарного станка. На верхней части станины расположены четыре продольные направляющие токарного станка: две плоские и две призматические. От состояния их поверхностей зависит точность позиционирования задней бабки и каретки суппорта, а также соосность передней и задней бабок. Состав и порядок выполнения работ регламентируется разделом 6.1 технического руководства «Ремонт токарно-винторезного станка 16К20».

Существует четыре способа механообработки, с помощью которых выполняют ремонт направляющих токарного станка:

• ручная шабровка;
• шлифовка с применением переносного шлифовального оборудования;
• шлифовка на плоскошлифовальном оборудовании;
• строгание на продольно-строгальном станке;

В общем случае, если износ составляет менее 15 мкм на 1000 мм, геометрию поверхности восстанавливают методом ручной шабровки. Если больше — с применением станочного оборудования или методом напыления.

Шабровка выполняется ручным слесарным инструментом, поэтому ее трудоемкость в несколько раз выше, чем при механизированной обработке.

Кроме того, этим способом можно обрабатывать только незакаленные поверхности. Шабрить станину токарного станка можно без демонтажа станины, поэтому наряду с ручной шлифовкой — это самый распространенный метод восстановления поверхностей направляющих.

Шлифовка направляющих с применением переносного шлифовального оборудования, устанавливаемого на станине, применяется в двух случаях: при невозможности доставки станины в ремонтный цех и в случае, если длина станины больше длины стола шлифовального оборудования. Самый эффективный способ восстановления направляющих станины — это обработка на шлифовальных и продольно-строгальных станках в ремонтных цехах или на специализированных предприятиях. Он обеспечивает самую высокую точность и гарантирует качество.

Станина для станка 16К20

Восстановление глубоких повреждений станины токарного станка производится путем напыления латуни или цинка, а также заливкой баббитом. После заполнения металлом вмятин и выбоин поверхность направляющей обрабатывают шлифовкой или шабровкой.

Каретка

В соответствии с разделом 6.2 Технического руководства ремонт каретки суппорта токарно-винторезного станка 16К20 включает две технологические операции:

• восстановление нижних направляющих, сопряженных с направляющими станины;
• восстановление поперечных направляющих, примыкающих к направляющим нижней части суппорта.

Перед началом работ каретку устанавливают на выставленную станину вместе с рейкой и коробкой подач. После этого на каретку монтируют прижимные планки, фартук, ходовой винт и ходовой вал, выставляют ее на точность, делают замеры и проверяют зацепление шестерни фартука с рейкой.

Каретка для станка 16К20

По результатам контрольных замеров определяют степень износа поверхностей направляющих и обрабатывают их ручным и механическими способами до достижения нормативных прямолинейности, плоскостности и параллельности. На финальной стадии точность прилегания к станине токарного станка обеспечивается обработкой шабером и шлифовальными устройствами.

Задняя бабка

Согласно разделу 6.7 Руководства в номенклатуру работ по ремонту задней бабки токарного станка 16К20 входят технологические операции, по восстановлению параметров следующих компонентов:

• поверхности корпуса, сопряженные с поверхностями плиты;
• поверхности плиты, примыкающие к корпусу и станине;
• отверстие под пиноль.

При восстановлении плоских поверхностей применяют шабровку и шлифовку, а при обработке пиноли — расточку.

Шлифовку плоских поверхностей направляющих выполняют на продольно-шлифовальном станке. Призматические поверхности доводятся до нормативного качества шабровкой. Расточка отверстия под пиноль производится двумя способами: на самом станке с помощью борштанги и с демонтажом на расточном станке.

Источник

Шпиндель токарного станка
ремонт шпинделя токарного станка

В данной статье приводится технология ремонта шпинделя токарно-винторезного станка 16К20.

Шпиндель — деталь дорогая и трудная в изготовлении, поэтому менять его следует только в исключительных случаях, особенно у крупных станков. У шпинделей чаще изнашиваются шейки, концевые отверстия, места под шарико- и роликоподшипники, резьба и шпоночные пазы.

Шейки шпинделя. Износ шеек во многом зависит от их качества. Если шейки сырые, то износ может быть очень значительным и возможны большие задиры по окружности. Если конструкция шпинделя позволяет, шейку нужно проточить, прошлифовать и отполировать пастой ГОИ или жимками с мелким наждачным полотном, обильно смачивая при этом шейки маслом. Если нет шлифовальных станков, то шейки следует чисто обработать широким пружинящим резцом на токарном станке, снимая очень тонкую стружку, а потом отполировать до зеркального блеска.

Если уменьшить диаметр шейки нельзя, можно проточить ее и надеть на нее с горячей посадкой втулку из соответствующей стали. Если же это невозможно, то шпиндель нужно заменить новым.

При закаленных или азотированных шейках глубоких задиров не бывает. Обычно бывают риски и равномерный или неравномерный износ. В этих случаях шейки нужно шлифовать и полировать до зеркального блеска, но перед полированием необходимо проверить, не снят ли твердый слой весь или частями. Проверку можно произвести пробой мелким напильником. Если шейка мягкая, ее следует нахромировать тонким слоем (до 0,01—0,03 мм хрома). Если сталь шпинделя поддается закалке, шейки можно закалить токами высокой частоты. При невозможности повысить твердость шеек, вопрос о замене шпинделя нужно решать в зависимости от условий работы станка.

Конус шпинделя для центра или инструмента из-за небрежности рабочих часто забивается и теряет свою правильную форму. Происходит это также и от провертывания хвостовика инструмента или оправки. Проверить правильность конуса можно по калибру. Для этого нужно конус предварительно зачистить от забоин и прошлифовать наждачным полотном, а затем хорошо протереть, нанести на калибр вдоль образующих конуса три-четыре линии мелом, вставить калибр в конус шпинделя и осторожно несколько раз повернуть его. По тому, как будут стираться меловые черты на калибре, можно судить о правильности формы конуса шпинделя.

Если конус требуется прошлифовать, то лучше всего это делать на самом станке переносным шлифовальным приспособлением или в крайнем случае шабером вручную по калибру. Если же потребуется расточка конуса, то лучше растачивать под переходную втулку, у которой внутренний конус сделать стандартным, чтобы он годился для нормальных центров и оправок.

Шпиндель токарного станка 16К20. Ремонт шпинделя токарного станка

Шпиндель — одна из ответственных деталей станка, от точности и жесткости которого зависит качество выполняемых на станке операций. Отклонения от формы и размеров поверхностей шпинделя допускаются в очень узком диапазоне, поэтому к ремонту шпинделей предъявляются повышенные требования. Определена специфика ремонта концов шпинделей, которые имеют коническое отверстие и резьбу, посадочную шейку или конус для базирования технологической оснастки. Если во время ремонта изменить размеры поверхностей конца шпинделя, то нужно будет менять или переделывать прилагаемую к станку технологическую оснастку. Поэтому при ремонте стремятся восстановить его в начальных размерах, особенно это касается поверхностей концов шпинделя.

Выбор способа восстановления основных поверхностей шпинделя производят в зависимости от величины их износа.

При износе поверхностей шпинделя до 0,05 мм на сторону вначале выполняют предварительное шлифование для восстановления геометрической формы поверхностей и хромирование, после чего окончательно шлифуют, снимая слой до 0,03 мм на сторону.

Поверхности шпинделей, имеющие износ более 0,05 мм на сторону, подвергают наращиванию металлом одним из известных способов, затем — механической обработке.

Коническое отверстие на конце шпинделя при восстановлении обычно шлифуют, затем торец шпинделя подрезают по конусному калибру. Торец фланца шпинделя также подрезают после восстановления шлифованием конусной посадочной шейки на конце шпинделя.

Резьбы у шпинделей при ремонте обычно прорезают до полного профиля, а нестандартные гайки к ним изготовляют заново.

При восстановлении шпинделей нужно выбирать такие способы ремонта, которые параллельно с восстановлением начальных размеров обеспечивали бы повышение износостойкости поверхностей.

Ремонтный чертеж шпинделя токарного станка показан на рис. 27. В табл. 14 приведен технологический маршрут ремонта шпинделя.

Шпиндель токарно-винторезного станка. Ремонтный чертеж

Технологический маршрут ремонта шпинделя

При проверке шпинделя (рис. 27) установлено, что:

• биение поверхности 2 — [Ø50k6] 1 составляет 0,04 мм
• биение поверхности 6 — [Ø70k6] — 0,06 мм
• биение буртика поверхности 6 — 0,06 мм
• износ поверхности 1 — [М48]х1,5 составляет 0,4 мм на сторону
• износ поверхности 2 — Ø49,96 мм [Ø50k6]
• износ поверхности 3 — Ø59,95 мм [Ø60k6]
• износ поверхности 4 — [М64]х6 — резьба замята по 0,3 мм на сторону
• износ поверхности 5 — Ø74,97 мм [Ø75k6]
• износ поверхности 6 — Ø69,87 мм [Ø70k6]
• износ поверхности 7 — [М68]х2 —резьба замята по 0,35 мм на сторону
• износ поверхности 8 — надиры и забоины до 0,8 мм
• износ поверхности 10 — 6,07 мм [6j86]
• износ поверхности 11 — 6,07 мм [6j86]

1 В квадратных скобках указаны номинальные размеры шпинделя (до износа)

Для выполнения ремонта шпинделя необходимо иметь следующее оборудование:

• токарно-винторезный станок
• вертикально-фрезерный станок
• круглошлифовальный станок
• отремонтированный станок с установленным на нем шпинделем
• верстак со слесарными тисками
• гальваническая ванна

Шпиндель токарного станка. Технологический маршрут ремонта 1

Технологический маршрут 1 ремонта шпинделя токарного станка

Шпиндель токарного станка. Технологический маршрут ремонта 2

Технологический маршрут 2 ремонта шпинделя токарного станка

Шпиндель токарного станка. Технологический маршрут ремонта 3

Технологический маршрут 3 ремонта шпинделя токарного станка

Технологическая оснастка для ремонта шпинделя:

• четырехкулачковый патрон 7103—0049 (ГОСТ 3890—72)
• поводковый патрон 7108—0055 (ГОСТ 2572—72)
• люнет неподвижный
• станочные винтовые самоцентрирующие рычажные тиски 7200—0154 (МН 5790—65)
• внутришлифовальное приспособление, оправка для установки шпинделя
• проходной отогнутый резец 2102—0055—Т15К6—IV (МН 575—64)
• расточный резец 2140—0010—Т15К6—1
• резьбовой резец δ = 60° 2131—0506—Т15К6
• центра (ГОСТ 13214—67)
• гаечный двусторонний ключ (ГОСТ 2839—62)
• медные подкладки, хомутик (ГОСТ 2578—74)
• фреза концевая 2220—0007—Р18 (ГОСТ 17025—71)
• шлифовальный круг ПП400х40х127-Э5-К ГОСТ 2424—75
• пробка шпоночная 6,5js6 MH2978—61
• штангенциркуль ШЦ-II (ГОСТ 166—73)
• микрометр рычажный МР 50—75 (ГОСТ 4381—68)
• индикатор ГОСТ 9695—75
• конусный калибр Морзе 5

Чертеж шпинделя токарно-винторезного станка 16К20

Чертеж шпинделя токарно-винторезного станка 16К20

Общий вид токарно-винторезного станка 16К20

Фото токарно-винторезного станка 16К20

Расположение органов управления токарно-винторезным станком 16К20

Расположение органов управления токарно-винторезным станком 16К20

Схема кинематическая токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема приведена для понимания связей и взаимодействия основных элементов станка. На выносках проставлены числа зубьев (г) шестерен (звездочкой обозначено число заходов червяка).

Цифрой I обозначен суппорт с механическим перемещением резцовых салазок

Шпиндельная бабка токарно-винторезного станка 16К20

Шпиндельная бабка токарно-винторезного станка 16К20

Конструкция шпиндельной (передней) бабки с коробкой скоростей токарно-винторезного станка 16К20

Все валы коробки скоростей и шпиндель вращаются на опорах качения, которые смазываются как разбрызгиванием (коробка залита маслом), так и принудительно, с помощью насоса. Движение подачи от шпинделя передается валу трензеля и далее — на механизм подач.

Числа оборотов шпинделя в минуту — прямое вращение (22 шт): 12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100-125-160-200-250-315-400-500-630-800-1000-1250-1600.

Числа оборотов шпинделя в минуту — обратное вращение (11 шт): 19-30-48-75-120-190-300-476-753-1200-1900.

Регулировка шпиндельной бабки станка 16К20

Шпиндельная бабка жестко сбазирована на станине при сборке станка. В случае необходимости регулировки шпиндельной бабки в горизонтальной плоскости необходимо снять облицовку коробки подач, ослабить винты, крепящие переднюю бабку, и специальным регулировочным винтом отрегулировать положение оси шпинделя по пробным проточкам до необходимой точности.

При ослаблении крепления шкива 74 на конусной части вала 69 нужно подтянуть винт 70 (рис. 14).

При снижении крутящего момента нужно в первую очередь проверить натяжение ременной передачи главного привода (см. п. 13.6). Если натяжение ремней достаточное, следует отрегулировать фрикционную муфту главного привода, расположенную в шпиндельной бабке. Для этого надо открыть крышку 99 (рис. 15) шпиндельной бабки и снять маслораспределительный лоток 162 рис. 16).

Поворотом гайки 62 (рис. 14) по часовой стрелке при утопленной (нажатой) защелке 80 можно подтянуть муфту прямого вращения шпинделя, поворотом гайки 59 против часовой стрелки — муфту обратного вращения. Для облегчения регулирования муфты прямого вращения шпинделя рукоятку 8 (рис. 9) нужно повернуть влево, для облегчения регулирования муфты обратного вращения шпинделя — вправо.

Обычно достаточно повернуть гайки 59 и 62 на 1/16 оборота, т. е. на один зубец. По окончании регулирования нужно убедиться в том, что защелка 80 надежно вошла в пазы гаек 59 и 62.

При повороте гаек более чем на 1/16 оборота нужно обязательно проверить, не превышает ли крутящий момент на шпинделе допустимый по табл. 1 (см. раздел 12).

Если при максимальном числе оборотов шпинделя без изделия и патрона время его торможения превышает 1,5 с, то нужно при помощи гаек 145 подтянуть ленту тормоза.

ВНИМАНИЕ! Шпиндельные подшипники отрегулированы на заводе и не требуют дополнительного регулирования.

В случае крайней необходимости потребитель может силами высококвалифицированных специалистов прибегнуть к регулированию шпиндельных опор.

Однако перед этим необходимо проверить жесткость шпиндельного узла. Для этого на станине под фланцем шпинделя устанавливается домкрат с проверенным в лаборатории динамометром и через прокладку, предохраняющую шпиндель от повреждений, к его фланцу прилагается усилие, направленное вертикально снизу вверх. Смещение шпинделя контролируется аттестованным индикатором с ценой деления не более 0,001 мм, устанавливаемым на шпиндельной бабке и касающимся своим измерительным наконечником верхней части фланца шпинделя. Отклонение шпинделя на 0,001 мм должно происходить при приложенном усилии не менее 45—50 кгс.

Примечание. Станки комплектуются передними шпиндельными подшипниками № 3182120 класса 4, ГОСТ 7634—56 и задними № 46216Л класса 5, ГОСТ 831—62 (см. рис. 14) или передними подшипниками № 697920Л класса 2 и задними № 17716Л класса 2 по ТУСТ 5434 (см. рис. 17). Шпиндельные подшипники заказом не регламентируются.

В настоящее время станок комплектуется передними шпиндельными подшипниками № 3182120, ГОСТ 7634—75, и задними № 46216, ГОСТ 831—75.

• снять крышку 99 (рис. 15) и маслораспределительный лоток-162 (рис. 16);
• установить рукоятки 8 и 16 (рис. 9) в нейтральное положение;
• отвернуть гайки фрикциона: гайку 62 против часовой стрелки, гайку 59 по часовой стрелке;
• винт блокировки защитного ограждения патрона вывести из зацепления с деталью 6 путем ослабления контргайки и отворачивания винта;
• установить рейку 9 и сектор 10 относительно друг друга по нулевым отметкам, нанесенным на них;
• установить муфту 4 симметрично относительно коромысла 5;
• проверить ход муфты при правом и левом включениях рукоятки 8 (величина перемещения муфты 4 должна быть в обе стороны не менее 16 мм);
• при включенном левом и правом положениях рукоятки 8 завернуть гайки 59 и 62 до полного сцепления дисков правого и левого фрикционов;
• при включенном правом положении фрикциона закрыть кожух патрона и вращением винта блокировки опустить блокировочный штырь до соприкосновения с валом-рейкой 9;
• поставить маслораспределительный лоток и закрыть крышку 99.

В случае, когда фрикционная муфта работает не полностью замкнутой, необходимо произвести регулировку цепи ее управления в следующем порядке (регулировку производить только при отключенном электропитании станка):

Схема кинематическая токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Источник