如何排除带锯故障

刘新元

钳工师傅都会接触到这些任务:制作加工零件、安装调试机器设备、排除检修设备故障。在诊断设备故障时,有些任务是简单的,比较直观,很容易完成;而有些任务则比较复杂,故障原因潜伏很深,不容易被人捕获到,需要依据已掌握的专业知识和实践经验来分析判断,甚至要通过做实验对比才能摸索到解决问题的办法。笔者在排除带锯故障时,深有体会。

一、带锯的普遍故障现象

1.具体的故障现象

如图1所示的机床,是山区人民经常用来将圆木锯成木板的设备。其锯片是环形的,宽度为70mm,很像皮带传动中的平皮带,故人们称之为“带锯”。带锯锯片工作时,由上、下两个大带轮牵引做循环运动。圆木在工作台上做纵向移动,被锯片切割成一定厚度的木板。因为锯片的运动是循环的,锯片又很薄(约2mm),因此,带锯的切割效率高,锯缝小,木材损耗也少,利用率高。这些带锯,大体上分成两种,一种是专门的木器加工设备厂生产的;另一种是一些地方小工厂自己设计生产的:用型材焊接成机架,再装上带轮、手轮、工作台、电机等零件,五花八门,各种款式都有。两种类型的带锯款式结构虽然不尽相同,但工作原理是一样的,都是靠带轮牵引锯片做循环运动,实现切割木材。

在安装带锯的锯片时,通常会调节两个带轮的中心距,使锯片获得一定的张紧力,保证锯片切割工作段维持平直状态。圆木切割时,切削力、冲击力会很大。工作一段时间,带轮会变形、磨损;严重时,带轮两端的轴承滚子会破碎,造成锯片跑偏、松动,甚至折断,乃至机器需要大修。这些都是带锯的普通故障现象。

2.排除带锯的普通故障

(1)带轮变形(由圆形变为椭圆形),或过度磨损故障。带轮直径通常是D=600-850mm,有些更大。通过人眼观察能感觉到它磨损或变形,用划针盘、百分表等工量具,可以进一步定量检测出带轮的径向圆度误差值,如图2所示。

将带轮连同其轴装夹在车床上,用划针盘的划针尖端靠近带轮的外圆周表面,转动带轮,就可以看到带轮外圆周表面时而接近划针尖,时而远离划针尖;找到划针尖距离带轮外圆周表面的最近点和最远点,用钢直尺测出这两点与带轮表面的距离,两者的差值,就是带轮的圆度误差值。这个误差值小于1mm时,要用百分表才能测出。一般变形的带轮,误差值通常在0.5~5mm之间。排除这种故障,需要用车床车削带轮的外圆,使之外形符合圆度要求(误差值小于0.05mm)。

(2)锯片轻度松弛故障。人的肉眼和手很容易感觉到这种现象。它主要是由于锯片发生塑性变形,或两个带轮中心距调节不合适造成的。此时,只要重新调整两带轮中心距,使锯片有足够的张紧力,就可以解决问题。

(3)轴承滚子磨损过大,甚至滚子碎裂,造成带轮振动加剧故障。这种现象,可以开动带锯,通过起子的改锥探听轴承座的响声,或者用手感受它的振动,就能诊断出大概情况。轴承座如图3所示,打开它后,能一目了然地看到轴承的内圈、外圈、滚子、保持架的情况,可以进一步判断是否要更换轴承。常用的轴承型号是:32014,内孔直径d=70mm,外径D=110mm,宽度B=25mm。如果测量出轴承内、外圈的径向自由游隙大于0.10mm,或者看到滚子已经破碎,就必须更换轴承。

上述的三种情况,是检修带锯时常见到的故障现象。这些故障比较普遍,也容易察觉,比较容易解决。

二、带锯频频发生折断锯片的现象

1.故障原因——带轮未做平衡校验

一些带锯用户,由于带轮经过多次修整,多次车削后,其轮缘厚度变得很薄,只好更换一个新带轮,并用车床将新带轮的外圆周表面车圆,保证其圆度误差不超过0.05mm;但是,安装好新带轮后,又会碰到折断锯片或轴承滚子开裂的现象,而且,锯片总是抖动得比较厉害。

笔者通过仔细对比专业厂家生产带锯的带轮与用户自己更换的带轮,发现二者虽然圆度相同,但结构上有一点小差别。如图4所示:专业厂家生产带锯的带轮在其中一条轮幅上总有一点焊上去的配重,而用户自己更新的带轮没有这点焊接的配重。正是这一小点配重,隐藏着很大的奥妙。它是带轮做过平衡校验的标志。

用户自己更换的带轮只简单做了车削加工,只考虑到它的圆度不超差,并没有做平衡校验,因此,当它工作时,因为旋转件的不平衡,就会产生剧烈振动,造成锯片抖动,折断锯片;另一方面,振动会冲击轴承滚珠,进而破坏轴承正常的工作条件,造成滚珠碎裂,由此发生重复性故障。

带锯的带轮是铸造件,材质密度分布容易出现不均匀现象,因此,出现旋转不平衡现象的概率比较高。带轮的轴向长度和外径一般是:L=70mm、外径D=600~850mm,它们两者的比值L/D,远小于1/5。所以,对于带轮的质量分布,可以近似地认为在同一回转平面内,只要做静平衡校验就能满足工作要求。

2.解决方法——带轮做静平衡校验

带轮的静平衡校验要通过实验的方法才能完成。由静平衡原理可知,静不平衡的带轮重心偏离回转轴线,产生重力矩,重心总是试图处于最低标高位置。静平衡校验的关键就是要找到工件重心所处的最低位置,并做出重心的铅垂线标记。然后,在这条铅垂线的适当位置增加(或者减省)合适的重量,就能使工件实现静平衡。

用水平仪将导轨式静平衡架的两条导轨调节成水平,使之相互平行,给带轮装上转动轴,把带轮连轴平稳放在导轨上,慢慢滚动它,使其自然停止,并通过轴心线弹一条铅垂线,标记重心位置;然后,反方向滚动带轮,让其自动停止,也通过轴心线弹一条铅垂线;反复操作,找到带轮的实际重心处于最低点时的那条铅垂线,并做好标记。逐步增加橡皮泥的重量,反复滚动带轮,直到带轮的重心尽量靠近转轴的中心,也就是达到带轮可以在平衡架的导轨上随意停止,不再出现一个稳定的低重心位置。这时,带轮就基本实现静平衡了。通过多次工作实践,笔者基本掌握了带锯带轮的平衡配重数据,将达到静平衡时的橡皮泥称重,大部分是300~800克。最后,用等重量的扁钢焊在粘橡皮泥的位置,校验工作就完成了。将做完静平衡校验的带轮重新装上,带锯就可以平稳工作,不容易折断锯片和损坏轴承。

(作者单位:广东省工商技工学校)