數(shù)控機(jī)床的常見機(jī)械故障與維護(hù).doc

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