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數(shù)控機(jī)床的常見機(jī)械故障與維護(hù)數(shù)控機(jī)床的常見機(jī)械故障與維護(hù) 12-3 數(shù)控機(jī)床具有智能化高,加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)等各個領(lǐng)域的多項(xiàng)技術(shù)成果。作為一名合格的機(jī)修鉗工,能夠正確高效的維修數(shù)控機(jī)床各部件經(jīng)常出現(xiàn)的機(jī)械故障是提高數(shù)控機(jī)床使用效率的基本保證。隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)械設(shè)備的故障分析和維修保養(yǎng)逐漸成為具有重要意義的工作。數(shù)控機(jī)床(見圖1)作為機(jī)電一體化在機(jī)械加工領(lǐng)域中的典型設(shè)備,將電子電力、自動化控制、電機(jī)、檢測、計(jì)算機(jī)、機(jī)床、液壓、氣動和加工工藝等技術(shù)集中于一體,特別適合于加工零件較復(fù)雜、精度要求高、產(chǎn)品更新頻繁的場合。它的任何部分出現(xiàn)故障,都可能導(dǎo)致加工精度降低,甚至機(jī)床停機(jī)、生產(chǎn)停頓,從而帶來不必要的損失。因此,加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的研究是十分必要的,下面我們先來簡要的了解一下什么是數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床是用數(shù)字信號來控制機(jī)械動作的機(jī)床的簡稱,是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序,并將其譯碼,從而使機(jī)床動作并加工零件。數(shù)控機(jī)床一般是由機(jī)床主機(jī)部分、數(shù)控部分、驅(qū)動部分、輔助裝置部分等幾部分組成。與普通車床比,數(shù)控機(jī)床有以下幾個特點(diǎn): 1、加工精度高,加工質(zhì)量穩(wěn)定。定位精度為0.01毫米,重復(fù)定位精度為0.005毫米。適合生產(chǎn)精度要求比較高的高附加值產(chǎn)品。 2、可以多坐標(biāo)的聯(lián)動,能加工形狀復(fù)雜的零件。比如活塞的燃燒室部位、氣門部位等。 3、因?yàn)闄C(jī)床本身的精度高、剛性大,所以可以選擇有利的加工用量,大大的提高了生產(chǎn)效率。 4、機(jī)床自動化程度高,可以減輕員工的勞動強(qiáng)度,并可實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)操作。 5、對使用人員的素質(zhì)要求比較高,對維修人員的技術(shù)要求更高。近年來,隨著我公司市場需求的不斷擴(kuò)大以及生產(chǎn)產(chǎn)品技術(shù)含量的提高,公司大批引進(jìn)、制造并應(yīng)用了眾多的數(shù)控機(jī)床,成為我公司活塞生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。為了能更好的使用數(shù)控機(jī)床,使數(shù)控機(jī)床高效的發(fā)揮它的性能,現(xiàn)結(jié)合我公司的數(shù)控機(jī)床對數(shù)控機(jī)床常見的一些機(jī)械故障以及維護(hù)維修措施闡述如下: 一、主軸部分 1、主軸電機(jī)。 數(shù)控機(jī)床大多采用變頻調(diào)速電動機(jī)。變頻調(diào)速電動機(jī)具有較硬的機(jī)械特性,穩(wěn)定性良好;無轉(zhuǎn)差損耗,效率高;接線簡單、控制方便、價格低;能高效率的平滑調(diào)速,而且轉(zhuǎn)速高、功率大,速度變換迅速、可靠;能無級變速等特點(diǎn)。 變頻調(diào)速電動機(jī)一般常見的機(jī)械故障表現(xiàn)為電機(jī)發(fā)熱、振動、噪聲等。 (1)、電機(jī)發(fā)熱: 首先排除電器故障引起的電機(jī)發(fā)熱,機(jī)械故障一般是電機(jī)軸承損壞、軸承間隙大導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時與定子摩擦或者軸承缺潤滑脂引起的,散熱排風(fēng)扇不工作或者損壞等。 維修方法:一般更換電機(jī)軸承或者軸承加適量潤滑脂,檢查排風(fēng)扇是否良好,清除排風(fēng)扇上的污物。 (2)、電機(jī)振動: 振動的原因除了軸承損壞外,電機(jī)緊固螺栓松動或者電機(jī)皮帶輪與電機(jī)軸間隙過大都能夠引起電機(jī)的振動。 維修方法:更換電機(jī)軸承或者軸承加潤滑脂,緊固電機(jī)與機(jī)床床身連接螺栓,檢查皮帶輪動平衡,皮帶輪內(nèi)孔尺寸與電機(jī)主軸的配合間隙是否超差。 (3)、電機(jī)噪聲: 電機(jī)產(chǎn)生噪聲的機(jī)械故障原因主要是由于電機(jī)軸承損壞或軸承缺少潤滑脂引起的。 維修方法:更換電機(jī)軸承,軸承重新更換潤滑脂,最好采用耐高溫的潤滑脂,并且潤滑脂涂抹要適量。 2、主軸箱。 機(jī)床主軸前端結(jié)構(gòu) 主軸箱部件是機(jī)床的重要部件之一。主軸部件和支承件均采用了剛度和抗振性較好的新型結(jié)構(gòu)。主軸的加工精度、抗振性能以及熱變形等對活塞的加工質(zhì)量有直接的影響。因?yàn)椴捎昧俗冾l調(diào)速電動機(jī),數(shù)控機(jī)床的主軸箱結(jié)構(gòu)比較簡單。主要是前后軸承支撐主軸,由電動機(jī)靠皮帶傳送動力直接帶動旋轉(zhuǎn),主軸前端(見圖2)一般采用雙列圓柱滾子軸承2和角接觸球軸承組合3,后支承采用雙列圓柱滾子軸承。前后軸承利用鎖緊螺母4與軸承間隙調(diào)整墊1消除調(diào)整軸向和徑向間隙。這種結(jié)構(gòu)能夠具有強(qiáng)有力的切削性能,并且加工精度也能滿足活塞加工的要求,是目前我公司制造的大多數(shù)控機(jī)床采用的結(jié)構(gòu)形式。 主軸的主要故障表現(xiàn)為主軸發(fā)熱、噪音、加工尺寸不穩(wěn)定等。 (1)、主軸發(fā)熱、噪音: 主軸發(fā)熱的原因主要是軸承損壞或者軸承缺潤滑脂,軸承的預(yù)緊力過緊引起的。 維修方法:主軸發(fā)熱是要先找到發(fā)熱源,判斷是哪一端軸承發(fā)熱引起的,然后用手轉(zhuǎn)動主軸,判斷主軸轉(zhuǎn)動時松緊是否均勻,有沒有沉點(diǎn)。如果是軸承引起的主軸發(fā)熱,就要更換或清洗主軸軸承、軸承加適量潤滑脂。在清洗軸承的時候一般采用煤油或者汽油清洗,先粗洗后精洗,然后均勻涂抹耐高溫潤滑脂后再重新裝配。如果軸承預(yù)緊力過大引起的發(fā)熱,先分別檢查測量前后軸承與軸承間隙調(diào)整墊之間的間隙,要求在無鎖緊螺母的外力下,軸承與軸承間隙調(diào)整墊之間的間隙在0.08mm-0.10mm之間,然后重新鎖緊螺母,消除軸承間隙即可。 (2)、加工尺寸不穩(wěn)定: 主軸軸承損壞或者軸承間隙過大或過小都會引起加工產(chǎn)品的尺寸不穩(wěn)定。 維修方法:檢查更換主軸軸承。軸承磨損嚴(yán)重會直接影響加工工件的尺寸精度和工件表面粗糙度。調(diào)整軸承間隙調(diào)整墊的厚度,使主軸的軸向跳動和徑向跳動達(dá)到最佳狀態(tài)。 3、靜壓電主軸技術(shù): 電主軸 在精孔和異型孔等要求加工精度高并且吃刀量小的工序,公司采用了先進(jìn)的靜壓電主軸技術(shù)(見圖3)。電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接與主軸連接,電機(jī)外殼與主軸箱連接,靜壓油通過前后油眼噴射到主軸上,使主軸與銅瓦之間形成一層油膜,通過電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸旋轉(zhuǎn)時沒有機(jī)械摩擦,所以適合加工精度要求高,表面粗糙度要求高的產(chǎn)品。這種主軸關(guān)鍵是要保持靜壓車頭的每個進(jìn)油孔暢通均勻,使靜壓軸承的壓力穩(wěn)定。 靜壓電主軸常見的故障有主軸發(fā)熱、加工尺寸不穩(wěn)定等。 (1)、主軸發(fā)熱: 主軸發(fā)熱的主要原因是由于靜壓油通過旋轉(zhuǎn)摩擦發(fā)熱,導(dǎo)致主軸升溫,所以靜壓系統(tǒng)要有良好的冷卻系統(tǒng),一般靠安裝冷卻空調(diào)或散熱器解決。 (2)、加工尺寸不穩(wěn)定: 以BHT-20銷孔鏜床為例,被加工的活塞尺寸不穩(wěn)定主要表現(xiàn)為銷孔圓度超差、銷孔的尺寸不穩(wěn)定等。 維修方法:因?yàn)橹鬏S旋轉(zhuǎn)時利用油膜托住主軸,所以要求靜壓壓力前后穩(wěn)定均勻是保證加工尺寸穩(wěn)定的關(guān)鍵。維修時先檢查調(diào)整靜壓壓力,使主軸前端和后端的靜壓壓力在0.5Mpa-0.8Mpa之間,保證回油管回油暢通,無氣泡。清洗過濾網(wǎng)和噴油孔,使各噴油孔無無污物堵塞,噴油均勻。 二、進(jìn)給部分 滾珠絲杠與滾動導(dǎo)軌 1、導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的作用是用來支撐和引導(dǎo)運(yùn)動部件,按給定的方向做往復(fù)直線運(yùn)動的。在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)中,常見的導(dǎo)軌一般有滾動導(dǎo)軌(見圖4)、靜壓導(dǎo)軌和滑動導(dǎo)軌等。如果導(dǎo)軌出現(xiàn)故障,主要反映是運(yùn)動質(zhì)量下降。如:托板未運(yùn)動到規(guī)定位置、運(yùn)行中斷、定位精度下降、反向間隙增大、爬行等。 維修方法: (1)、調(diào)整預(yù)緊力、調(diào)整松動部位、消除傳動間隙等可提高傳動精度。 (2)、調(diào)整楔鐵條與托板的間隙,使托板與導(dǎo)軌的摩擦力適中,提高運(yùn)動精度。 (3)、貼塑導(dǎo)軌要保證貼塑良好,無破損。 (4)、導(dǎo)軌與導(dǎo)軌之間的間隙不能存有贓物,必須要有良好的防護(hù)裝置。 (5)、靜壓導(dǎo)軌應(yīng)有一套過濾效果良好的供油系統(tǒng)。 (6)、定時、定量、準(zhǔn)確、的給每一個運(yùn)動部位潤滑良好。 2、絲杠。目前,數(shù)控機(jī)床基本上都采用了滾珠絲杠傳動(見圖4),在進(jìn)給部分,滾珠絲杠的剛性、安裝質(zhì)量和絲杠與絲母的間隙直接影響活塞加工的精度與尺寸,選擇合適的滾珠絲杠,調(diào)整消除傳動間隙能夠減少產(chǎn)品加工的誤差。常見的機(jī)械故障有軸向間隙過大、絲杠轉(zhuǎn)動有沉點(diǎn)等。 維修方法: (1)、軸向間隙過大。檢查調(diào)整絲杠的軸向間隙,絲杠兩端的支撐軸承是否良好,調(diào)整軸承預(yù)緊螺母,使絲杠的軸向間隙在0.01mm以內(nèi),保證傳動精度。對于滾珠絲杠螺距的累積誤差,通常采用間隙補(bǔ)償?shù)霓k法進(jìn)行螺距補(bǔ)償。 (2)、絲杠轉(zhuǎn)動有沉點(diǎn):檢查絲杠支撐和床身連接是否松動以及絲杠支撐軸承是否損壞,定期清洗滾珠絲杠上的費(fèi)舊油脂和雜物切屑。 (3)、測量絲杠與傳動電機(jī)主軸的同軸度是否合格,避免過度的彎曲負(fù)載,最好使用柔性聯(lián)軸器。 (4)、每天定時定量做好良好的潤滑是保證滾珠絲杠精度的維護(hù)措施。 3、旋轉(zhuǎn)刀庫。旋轉(zhuǎn)刀庫的種類不外乎有兩類,一類是機(jī)械傳動,一類是液壓傳動。液壓傳動方式,即采用液壓馬達(dá)、電磁閥、流量控制閥等來驅(qū)動刀庫的運(yùn)轉(zhuǎn)。液壓壓力的穩(wěn)定和換向閥的靈敏是液壓刀庫正常動作強(qiáng)有力的保證。機(jī)械傳動刀庫是通過電機(jī)旋轉(zhuǎn),經(jīng)聯(lián)軸器帶動蝸輪蝸桿旋轉(zhuǎn),使離合盤轉(zhuǎn)動帶動刀庫。旋轉(zhuǎn)刀庫一般出現(xiàn)的機(jī)械故障是刀庫旋轉(zhuǎn)不到位、刀庫不轉(zhuǎn)動等。 (1)、刀庫不轉(zhuǎn)動。 維修方法:檢查聯(lián)接電動機(jī)軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器是否脫落,檢查液壓刀庫壓力是否穩(wěn)定,換向閥、節(jié)流閥是否靈敏。 (2)、刀庫轉(zhuǎn)不到位。 維修方法:電動機(jī)轉(zhuǎn)動故障,傳動機(jī)構(gòu)誤差。裝置調(diào)整不當(dāng)或加工誤差過大而造成撥叉位置不正確,原因可能是裝置調(diào)整不當(dāng)或加工誤差過大而造成撥叉位置不正確;限位開關(guān)安裝不正確或調(diào)整不當(dāng)造成的??赏ㄟ^調(diào)整刀庫提起的間隙和限位開關(guān)的位置消除故障。 4、伺服電機(jī)。伺服電機(jī)在傳動部分作為執(zhí)行電動機(jī)有控制速度,位置精度準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。在與絲杠連接時最好用柔性聯(lián)軸器,能避免過度的彎曲負(fù)載導(dǎo)致軸端和軸承的損壞磨損。在安裝或拆卸伺服電機(jī)時,盡量不要用錘子直接敲打軸端。以防伺服電機(jī)軸另一端的編碼器損壞。 三、液壓部分。液壓泵一般都采用變量泵,常見的故障有油封因磨損漏油、泵體磨損、泵軸與電機(jī)軸間隙過大等,應(yīng)及時更換或修理損壞部位,以防因壓力不穩(wěn)發(fā)生事故。液壓油的選用也很關(guān)鍵,根據(jù)工作環(huán)境和空氣溫度等具體情況綜合考慮液壓油的類型和粘度的選擇。并且做到定期更換液壓油和過濾網(wǎng),使用降溫系統(tǒng)控制油溫等保養(yǎng)措施。 四、潤滑系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的潤滑系統(tǒng)是一項(xiàng)非常重要的環(huán)節(jié),對機(jī)床的精度和使用壽命起著至關(guān)重要的作用。在數(shù)控機(jī)床的使用過程中,應(yīng)保證各部件潤滑良好,一般采用集中潤滑系統(tǒng),集中潤滑系統(tǒng)有定時、定量、準(zhǔn)確、效率高,使用方便等優(yōu)點(diǎn),有利于延長機(jī)床的使用壽命,保證加工精度。 在潤滑系統(tǒng)中常見的故障有油泵失效、油路不暢通、給油循環(huán)時間不準(zhǔn)確等。 (1)、油泵失效。 維修方法:檢查油泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,清洗油泵進(jìn)油口污物,保證潤滑油清潔。 (2)、油路不暢通。 維修方法:檢查油管有無破裂或堵塞,清洗或更換單向閥。 (3)給油循環(huán)時間不準(zhǔn)確。 維修方法:調(diào)整給油循環(huán)時間,保證給有充足。 五、其他輔助。 1、氣動部分。在活塞加工中,很多道工序要用到氣壓夾緊或拉緊,所以高壓氣體經(jīng)過的分水濾氣器一定要定時放水和清洗,油霧器里的液位應(yīng)該符合上下限要求,并且保持氣壓系統(tǒng)的密封性,以保證整個氣壓系統(tǒng)的工作壓力。 2、排屑部分。數(shù)控機(jī)床的排屑部分一般采用的是鏈條式排屑機(jī),是可以和機(jī)床分離的部分,主要出現(xiàn)的故障是鏈條和刮板損壞。在使用時要注意排屑機(jī)要在機(jī)床工作時同時運(yùn)轉(zhuǎn),不要等到積攢切屑多了再開啟,容易造成鏈條受力大拉斷,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有物品掉入排屑機(jī)時,要趕緊關(guān)閉排屑機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),并及時取出物品,檢查無誤后再開啟。 數(shù)控機(jī)床操作人員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)是影響故障發(fā)生頻率的重要因素。對數(shù)控操作人員進(jìn)行培訓(xùn),使其對日常工作中,對數(shù)控機(jī)床做好維護(hù)保養(yǎng)也是延長機(jī)床壽命的最重要的保證。維護(hù)保養(yǎng)是指對維持機(jī)床精度機(jī)床原理和性能、潤滑部位及其方式,進(jìn)行比較系統(tǒng)的學(xué)習(xí),為更好的使用機(jī)床奠定了良好的基礎(chǔ)。保養(yǎng)工作的原則是以預(yù)防為主,維修與計(jì)劃檢修并重。機(jī)床保養(yǎng)要按照整齊、清潔、潤滑、安全的原則進(jìn)行。根據(jù)工作量大小和難易程度可分為三級保養(yǎng),即例行保養(yǎng)、一級保養(yǎng)、二級保養(yǎng)。機(jī)床的維修保養(yǎng)是主要依靠使用者來進(jìn)行的,所以使用者對機(jī)床的熟悉程度有嚴(yán)格的要求,使用者要對機(jī)床做好“三好、四會”,即管好、用好、修好設(shè)備,會使用、會保養(yǎng)、會檢查、會排除故障。同時在數(shù)控機(jī)床的使用和管理方面,制定一套切
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