機(jī)電設(shè)備實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)一振動(dòng)檢測(cè)故障診斷一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與目的1、了解振動(dòng)信號(hào)采集、分析與處理的整個(gè)過(guò)程及注意事項(xiàng)；2、了解并掌握測(cè)試儀器的連接、信號(hào)的敏感參數(shù)選取、測(cè)點(diǎn)布置及各注意事項(xiàng)；3、掌握信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析理論與特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備⑴振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，電機(jī)及數(shù)據(jù)線(xiàn)等；⑵振動(dòng)加速度傳感器YD36（2只）：電荷靈敏度SC=7.99PC/m.s-2；⑶DLF2通道四合一放大濾波器；⑷INV306DF16通道智能信號(hào)采集儀；⑸CoinvDasp2003專(zhuān)業(yè)版信號(hào)采集分析與處理系統(tǒng)。信號(hào)采集與分析系統(tǒng)基本框圖如圖1－1所示。圖1信號(hào)采集與分析系統(tǒng)框圖另外，簡(jiǎn)易診斷設(shè)備有BZ－8701A便攜式測(cè)振儀。三、實(shí)驗(yàn)原理1、振動(dòng)測(cè)量敏感參數(shù)的選取常用的振動(dòng)測(cè)量參數(shù)有加速度a（t）、速度v（t）和位移x（t）。假定振動(dòng)位移信號(hào)x（t）為:TOC\o"1-5"\h\zx（t）=Asin（?t+甲）（1）則振動(dòng)速度信號(hào)為：v（t）=Awcos（wt+甲）（2）振動(dòng)加速度信號(hào)為：a（t）=-Aw2sin（wt+甲）（3）由上式可知，當(dāng)傳感器拾取的信號(hào)很微弱時(shí)，位移信號(hào)x（t）和速度信號(hào)v（t）幅值很小，由于頻率的放大作用，加速度的信號(hào)的幅值相比相應(yīng)的位移和速度分量的幅值要大得多，加速度參數(shù)在高頻范圍更加敏感，所以選擇加速度振動(dòng)信號(hào)。實(shí)用上，參數(shù)的選定可參考以下頻率范圍進(jìn)行：低頻范圍（10?100Hz）—位移參數(shù)；中頻范圍（10?1000Hz）—速度或稱(chēng)振動(dòng)烈度（Vrms）；高頻范圍（＞1000Hz）—加速度參數(shù)。2、振動(dòng)信號(hào)分析與處理（傅里葉級(jí)數(shù)）對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的周期振動(dòng)信號(hào)可以用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，即可將這個(gè)信號(hào)分解成許多不同的頻率的正弦和余弦的線(xiàn)性疊加。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、根據(jù)選取的敏感參數(shù)選擇振動(dòng)傳感器；2、合理布置測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置的是否合理，直接關(guān)系到采集信號(hào)的真空性。要注意以下：⑴所布置的測(cè)點(diǎn)要固定，且固定面要光滑、絕緣，并且要用特殊明顯的標(biāo)記符號(hào)標(biāo)出。因?yàn)闇y(cè)點(diǎn)位置不同，測(cè)出來(lái)的信號(hào)也不同。⑵測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在反映振動(dòng)特征最敏感的部位。一般軸承是反映振動(dòng)診斷信息最集中和最敏感的部位，因此把風(fēng)機(jī)和電機(jī)的軸承座列為主要測(cè)點(diǎn)。⑶測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在與軸承座聯(lián)接剛度較高的地方或箱體上的適當(dāng)位置，而且安裝面要光滑。⑷振動(dòng)信號(hào)通過(guò)不同零件聯(lián)接的界面一次，其振動(dòng)能量就損失約80%左右，所以在選擇測(cè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意盡是減少中間界面。⑸盡量保持每次測(cè)量時(shí)機(jī)器的工況條件、測(cè)量參數(shù)、使用的測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法（如傳感器的固定方法）相同。這樣才能保證每次所測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性及相互可比性。3、測(cè)試儀器選擇與布置測(cè)試儀器應(yīng)選擇分辨率、靈敏度較高的儀器。布置時(shí)，應(yīng)盡量減小電噪聲的干擾和外來(lái)噪聲的干擾，以及數(shù)據(jù)通道之間的信號(hào)干擾等。4、信號(hào)的示波、分析與處理。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、安裝傳感器時(shí)，千萬(wàn)不要與機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件相接觸；2、連接各測(cè)試儀器時(shí)，要注意斷電，待連接完畢并經(jīng)檢查確認(rèn)連接無(wú)誤時(shí)，接通電源；3、測(cè)試儀器要輕拿、輕放，特別要注意傳感器安裝時(shí)要放穩(wěn)、放平；4、實(shí)驗(yàn)完畢時(shí)，先斷電，然后拆線(xiàn)，放好各測(cè)試儀器。實(shí)驗(yàn)二機(jī)床軸承故障診斷一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉?shí)驗(yàn)室故障診斷平臺(tái)以及常用儀器儀表；、了解滾動(dòng)軸承的基本知識(shí)以及不同形式的故障軸承；、學(xué)習(xí)基于振動(dòng)分析常用的診斷方法；、理解軸承故障的在線(xiàn)診斷技術(shù)及方法；、掌握信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)原理與方法。二、實(shí)驗(yàn)要求、熟悉實(shí)驗(yàn)流程及安全操作要求，實(shí)驗(yàn)前正確校準(zhǔn)系統(tǒng)；、正確布置測(cè)點(diǎn)位置；、選取合適的采樣參數(shù)；、儀器必須接地。三、實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)1、正常軸承的振動(dòng)信號(hào)特征正常的軸承也有相當(dāng)復(fù)雜的振動(dòng)和噪聲。有些是由軸承本身結(jié)構(gòu)特征引起的；有些和制造裝配有關(guān)，如滾動(dòng)體和滾道的表面波紋、表面粗糙度以及幾何精度不高，在運(yùn)轉(zhuǎn)中都會(huì)引起振動(dòng)和噪聲。⑴軸承結(jié)構(gòu)特征引起的振動(dòng)滾動(dòng)軸承在承載時(shí)，由于在不同位置承載的滾子數(shù)目不同，因而承載剛度會(huì)有所變化，引起軸心的起伏波動(dòng)，振動(dòng)頻率Zfoc（圖1）,要減少這種振動(dòng)的振幅可采用游隙較小的軸承或加預(yù)緊力去除游隙。圖1滾動(dòng)軸承的承載剛度與滾子位置的關(guān)系⑵軸承剛度非線(xiàn)性引起的振動(dòng)滾動(dòng)軸承的軸向剛度常呈非線(xiàn)性（圖2），特別是當(dāng)潤(rùn)滑不良時(shí)，易產(chǎn)生異常的軸向振動(dòng)。在剛度曲線(xiàn)呈對(duì)稱(chēng)非線(xiàn)性時(shí)，振動(dòng)頻率為fn，2fn，3fn，……；在剛度曲線(xiàn)呈非對(duì)稱(chēng)非線(xiàn)性時(shí)，振動(dòng)頻率為fn，1/2fn，1/3fn，……，分?jǐn)?shù)諧頻（fn為軸回轉(zhuǎn)頻率）。這是一種自激振動(dòng)，常發(fā)生在深溝球軸承，自調(diào)心球軸承和滾柱軸承不常發(fā)生。

圖2軸承的軸向剛度2、軸承制造裝配的原因⑴加工面波紋度引起的振動(dòng)由軸承零件的加工面的波紋度引起的振動(dòng)和噪聲在軸承中比較常見(jiàn)。這些缺陷引起的振動(dòng)為高頻振動(dòng)，高頻振動(dòng)及軸心的振擺不僅會(huì)引起軸承的徑向振動(dòng)，在一定條件下還會(huì)引起軸向振動(dòng)。表1列出的振動(dòng)頻率與波紋度峰數(shù)的關(guān)系。表中n為正整數(shù)、Z為球數(shù)、fic為單個(gè)滾動(dòng)體在內(nèi)圈滾道上的通過(guò)頻率、fc為保持架轉(zhuǎn)速、fbc為滾動(dòng)體相對(duì)于保持架的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。表1振動(dòng)頻率與波紋峰數(shù)的關(guān)系有波紋度的零件波紋峰數(shù)振動(dòng)頻率/Hz徑向振動(dòng)軸向振動(dòng)徑向振動(dòng)軸向振動(dòng)內(nèi)圈nZ±lnZnZficnZfic外圈nZ±lnZnZfcnZfc滾動(dòng)體nZ2n2nfbc±fc2nfbc⑵軸承偏心引起的振動(dòng)如圖3所示，當(dāng)軸承游隙過(guò)大或滾道偏心時(shí)都會(huì)引起軸承振動(dòng)，振動(dòng)頻率為nfn，fn為軸回轉(zhuǎn)頻率，n=l,2,…。圖3軸承偏心引起的軸承振動(dòng)⑶滾動(dòng)體大小不均勻引起軸心擺動(dòng)滾動(dòng)體大小不均勻會(huì)導(dǎo)致軸心擺動(dòng)，還有支承剛性的變化。振動(dòng)頻率為fc和fc土fn,n=l,2,…，此處fc為保持架回轉(zhuǎn)頻率，fn為軸回轉(zhuǎn)頻率⑷軸彎曲引起軸承偏斜軸彎曲引起軸上所裝軸承偏移，造成軸承振動(dòng)。滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于各種原因會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。軸承聲響有如下幾種：軸承本質(zhì)聲音：滾道聲、碾軋聲；與制造有關(guān)的聲音：保持架聲音、咼頻振動(dòng)聲；與使用有關(guān)的聲音：傷痕聲、塵埃聲。2、滾動(dòng)軸承的振動(dòng)測(cè)量與簡(jiǎn)易診斷⑴測(cè)點(diǎn)的選擇由于滾動(dòng)軸承的振動(dòng)在不同方向上反映出不同的特征，因此，應(yīng)盡量考慮在水平（X）、垂直（Y）和軸向（Z）三個(gè)方向上進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)。⑵傳感器的選擇與固定滾動(dòng)軸承的振動(dòng)屬于高頻振動(dòng)，故傳感器應(yīng)采用鋼制螺栓固定。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障模擬試驗(yàn)平臺(tái)；2、加速度傳感器和激光轉(zhuǎn)速儀；3、電荷放大器；4、測(cè)試軟件。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、通過(guò)老師的講解，了解實(shí)驗(yàn)一般原理；2、傳感器的校正以及傳感器安裝位置的選擇；3、傳感器正確地連接到分析儀輸入通道；4、設(shè)置測(cè)試參數(shù)：包括硬件參數(shù)、分析參數(shù)、測(cè)試內(nèi)容、信號(hào)源參數(shù)；5、選擇顯示窗口并開(kāi)始檢測(cè)系統(tǒng)；6、開(kāi)始測(cè)試。開(kāi)啟旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障模擬試驗(yàn)平臺(tái)，穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)速，觀察信號(hào)，收集數(shù)據(jù)和波形；7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與檢測(cè)報(bào)告；8、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析滾動(dòng)軸承故障振動(dòng)信號(hào)為一調(diào)制信號(hào)，采用適當(dāng)?shù)慕庹{(diào)分析方法，將軸承調(diào)制信號(hào)提取出來(lái)，從而有效地識(shí)別齒輪箱的故障，達(dá)到故障診斷的目的。滾動(dòng)軸承在正常的工作狀態(tài)下，其輸出的振動(dòng)信號(hào)為一平滑正弦波。當(dāng)其工作表面出現(xiàn)剝落、點(diǎn)蝕等故障時(shí)，其輸出信號(hào)就會(huì)表現(xiàn)為以某一頻率為中心的調(diào)制信號(hào)。在本次實(shí)驗(yàn)中，在對(duì)各種原理熟悉后，著重觀察了軸承的三個(gè)故障，并對(duì)其進(jìn)行分析。在了解熟悉故障診斷試驗(yàn)平臺(tái)后，在滾動(dòng)軸承的0°、90°、180°方向上有三個(gè)加速度傳感器，用來(lái)采集軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在三個(gè)方向上的數(shù)據(jù)，將傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后輸送到相應(yīng)的故障分析軟件中，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析診斷。1、軸承內(nèi)滾道損傷分析在變頻電機(jī)電壓頻率為10Hz、軸承轉(zhuǎn)動(dòng)速度為300rpm時(shí)，對(duì)軸承以20K的采樣頻率，采集了65536個(gè)信號(hào)點(diǎn)，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得到軸承內(nèi)滾道損傷時(shí)對(duì)應(yīng)的故障特征頻率為：fBPi=0.6Nn=0.6X5X12=36Hz其中，轉(zhuǎn)頻N=300/60=5Hz,n是滾珠個(gè)數(shù)（本實(shí)驗(yàn)中為12）。波形頻譜圖表明：軸承轉(zhuǎn)動(dòng)頻譜呈林狀分布，最大峰值出現(xiàn)在36.01Hz，此頻率為基頻。峰值分別出現(xiàn)在二倍頻、三倍頻、四倍頻??等處，具有豐富的高次諧波。根據(jù)滾動(dòng)軸承精密診斷方法中軸承內(nèi)滾道損傷時(shí)其振動(dòng)頻率和波形的特點(diǎn)，兩者在頻率和波形上及其相似，與上面的經(jīng)驗(yàn)公式得出的數(shù)據(jù)相吻合，據(jù)此可以確定產(chǎn)生故障的原因?yàn)檩S承內(nèi)滾道損傷。2、軸承外滾道損傷分析在變頻電機(jī)電壓頻率為10Hz、軸承轉(zhuǎn)動(dòng)速度為300rpm時(shí)，對(duì)軸承以20K的

采樣頻率，采集了65536個(gè)信號(hào)點(diǎn)，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得到軸承內(nèi)滾道損傷時(shí)對(duì)應(yīng)的故障特征頻率為：fBpO=0.4Nn=0.4X5X12=24Hz其中，轉(zhuǎn)頻N=300/60=5Hz，n是滾珠個(gè)數(shù)（本實(shí)驗(yàn)中為12）。波形頻譜圖表明：軸承轉(zhuǎn)動(dòng)頻譜呈林狀分布，最大峰值出現(xiàn)在23.498Hz，此頻率為基頻。峰值分別出現(xiàn)在二倍頻、三倍頻、四倍頻??等處，具有豐富的高次諧波。根據(jù)滾動(dòng)軸承精密診斷方法中軸承外滾道損傷時(shí)其振動(dòng)頻率和波形的特點(diǎn)，兩者在頻率和波形上及其相似，與上面的經(jīng)驗(yàn)公式得出的數(shù)據(jù)相吻合，據(jù)此可以確定產(chǎn)生故障的原因?yàn)檩S承外滾道損傷。3、軸承滾珠損傷分析在變頻電機(jī)電壓頻率為20Hz、軸承轉(zhuǎn)動(dòng)速度為600rpm時(shí)，對(duì)軸承以20K的采樣頻率，采集了65536個(gè)信號(hào)點(diǎn)，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得到滾動(dòng)體損傷時(shí)對(duì)應(yīng)的故障特征頻率為：fBS=0.2X2Nn=0.2X2X10X12=48Hz其中，轉(zhuǎn)頻N=600/60=10Hz,n是滾珠個(gè)數(shù)（本實(shí)驗(yàn)中為12）。波形頻譜圖表明：軸承轉(zhuǎn)動(dòng)頻譜呈林狀分布，最大峰值出現(xiàn)在49.133Hz，此頻率為基頻。峰值分別出現(xiàn)在二倍頻、三倍頻、四倍頻??等處，具有豐富的高次諧波。根據(jù)滾動(dòng)軸承精密診斷方法中滾動(dòng)體損傷時(shí)其振動(dòng)頻率和波形的特點(diǎn)，兩者在頻率和波形上及其相似，與上面的經(jīng)驗(yàn)公式得出的數(shù)據(jù)相吻合，據(jù)此可以確定產(chǎn)生故障的原因?yàn)檩S承滾動(dòng)體損傷。實(shí)驗(yàn)三數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理；2、掌握數(shù)控機(jī)床主軸編碼器、變頻器的功能和主傳動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷與維修方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：主軸編碼器、變頻器、主軸轉(zhuǎn)向的故障診斷與維修三、實(shí)驗(yàn)步驟：1、主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理主軸部件是機(jī)床的重要部件之一，其精度、抗振性和熱變形對(duì)加工質(zhì)量有直接影響。特別是如果數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中不進(jìn)行人工調(diào)整，這些影響將更為嚴(yán)重。數(shù)控機(jī)床主軸部件在結(jié)構(gòu)上要解決好主軸的支承、主軸內(nèi)刀具自動(dòng)裝夾、主軸的定向停止等問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床主軸的支承主要采用圖1所示的三種主要形式。圖1(a)所示結(jié)構(gòu)的前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和雙向推力角接觸球軸承組合，后支承采用成對(duì)向心推力球軸承。這種結(jié)構(gòu)的綜合剛度高，可以滿(mǎn)足強(qiáng)力切削要求，是目前各類(lèi)數(shù)控機(jī)床普遍采用的形式。圖1(b)所示結(jié)構(gòu)的前支承采用多個(gè)高精度向心推力球軸承，后支承采用單個(gè)向心推力球軸承。這種配置的高速性能好，但承載能力較小，適用于高速、輕載和精密數(shù)控機(jī)床。圖1(c)所示結(jié)構(gòu)為前支承采用雙列圓錐滾子軸承，后支承為單列圓錐滾子軸承。這種配置的徑向和軸向剛度很高，可承受重載荷，但這種結(jié)構(gòu)限制了主軸最高轉(zhuǎn)速和精度，因而僅適用于中等精度、低速與重載的數(shù)控機(jī)床主軸。主軸內(nèi)部刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是數(shù)控機(jī)床特別是加工中心的特有機(jī)構(gòu)。圖2為ZHS-K63加工中心主軸結(jié)構(gòu)部件圖，其刀具可以在主軸上自動(dòng)裝卸并進(jìn)行自動(dòng)夾緊，其工作原理如下：當(dāng)?shù)毒?裝到主軸孔后，其刀柄后部的拉釘3便被送到主軸拉桿7的前端，在碟形彈簧9的作用下，通過(guò)彈性卡爪5將刀具拉緊。當(dāng)需要換刀時(shí)，電氣控制指令給液壓系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，使液壓缸14的活塞左移，帶動(dòng)推桿13向左移動(dòng)，推動(dòng)固定在拉桿7上的軸套10，使整個(gè)拉桿7向左移動(dòng)，當(dāng)彈性卡爪5向前伸出一段距離后，在彈性力作用下，卡爪5自動(dòng)松開(kāi)拉釘3，此時(shí)拉桿7繼續(xù)向左移動(dòng)，噴氣嘴6的端部把刀具頂松，機(jī)械手便可把刀具取出進(jìn)行換刀。裝刀之前，壓縮空氣從噴氣嘴6中噴出，吹掉錐孔內(nèi)臟物，當(dāng)機(jī)械手把刀具裝入之后，壓力油通人液壓缸14的左腔，使推桿退回原處，在碟形彈簧的作用下，通過(guò)拉桿7又把刀具拉緊。冷卻液噴嘴1用來(lái)在切削時(shí)對(duì)刀具進(jìn)行大流量冷卻。1615341472512孕8101615341472512孕8109圖2ZHS-疋住加工中心主軸內(nèi)部R具夾緊機(jī)構(gòu)1一冷卻液噴嘴2-U具3-K釘4一主軸5—彈性卡爪&一噴氣嘴丁一拉桿8—定位凸輪9一碟形彈簧山一軸套11一固定螺母12—旋轉(zhuǎn)接頭13—推桿14—液壓缸15—交疣伺服電機(jī)1E—換檔齒輪2、主軸編碼器工作原理：由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán)，其上有環(huán)形通、暗的刻線(xiàn)，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào)組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對(duì)于一個(gè)周波為360度），將C、D信號(hào)反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。由于A、B兩相相差90度,可通過(guò)比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過(guò)零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。作用：主要控制機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速，正反轉(zhuǎn)，和主軸定位。3、主軸變頻器性能要求：⑴寬調(diào)速范圍，且穩(wěn)速精度咼；⑵低速運(yùn)行時(shí)，有較大力矩輸出；⑶加減速時(shí)間短；⑷過(guò)載能力強(qiáng)；⑸快速響應(yīng)主軸電機(jī)快速正反轉(zhuǎn)以及加減速。其中變頻器與數(shù)控裝置的聯(lián)系通常包括:⑴數(shù)控裝置給變頻器的正反轉(zhuǎn)信號(hào)；⑵數(shù)控裝置給變頻器的速度或頻率信號(hào)，可以通過(guò)通訊給定或模擬給定；⑶變頻器給數(shù)控裝置的故障等狀態(tài)信號(hào)。所有關(guān)于對(duì)變頻器的操作和反饋均可在數(shù)控面板進(jìn)行編程和顯示。通過(guò)變頻器內(nèi)部關(guān)于輸入信號(hào)與設(shè)定頻率的輸入輸出特性曲線(xiàn)的設(shè)置，數(shù)控裝置就可以方便而自由地控制主軸的速度。該特性曲線(xiàn)必須涵蓋電壓/電流信號(hào)、正/反作用、單/雙極性的不同配置，以滿(mǎn)足數(shù)控車(chē)床快速正反轉(zhuǎn)、自由調(diào)速、變速切削的要求。4、主軸故障診斷與維修⑴軸走位精度失準(zhǔn)。故障原因及排除方法：檢查滾珠是否有脫落，或間隙變大。⑵軸回位報(bào)警（超程或回零報(bào)警包括不能回位或直接報(bào)警）。故障原因及排除方法：檢查限位器開(kāi)關(guān)是否卡異物抱死，每個(gè)軸都有3個(gè)限位器，前后各一，后面附帶回零限位器，有的機(jī)床沒(méi)回零功能就沒(méi)有,限位器是彈跳的，風(fēng)槍吹凈后抱拆下用手上下回壓，不行就換新的。⑶軸走位部分距離精度失準(zhǔn)，其他位置完好。故障原因及排除方法：軸磨損，換軸。⑷軸行進(jìn)到一定位置卡死。故障原因及排除方法：鋼珠脫落或傳動(dòng)鋼珠套內(nèi)有異物，清潔并配齊鋼珠。⑸軸持續(xù)一個(gè)方向走位精準(zhǔn)，反向位移失準(zhǔn)后持續(xù)反向不失準(zhǔn)。故障原因及排除方法：軸與連接裝置螺釘松動(dòng)或脫落，從新安裝即可。⑹主軸不能定向或定向不到位。故障原因及排除方法：在檢查定向控制電路設(shè)置和調(diào)整，檢查定向板，主軸控制印刷電路板調(diào)整的同時(shí)，應(yīng)檢查位置檢測(cè)器（編碼器）是否不良，此時(shí)測(cè)編碼器輸出波形。⑺主軸無(wú)變速。故障原因及排除方法：檢查處理電氣變檔信號(hào)是否輸出；壓力是否足夠，需檢查并調(diào)整壓力；變檔液壓缸研損或卡死，應(yīng)修去飛邊或研傷，清洗后重裝；變檔電磁閥卡死，需檢修并清洗電磁閥；變檔液壓缸撥叉脫落，可修復(fù)或更換；變檔液壓缸竄油或內(nèi)泄，需更換密封圈；變檔復(fù)合開(kāi)關(guān)失靈，應(yīng)更換新開(kāi)關(guān)。⑻主軸不轉(zhuǎn)動(dòng)。故障原因及排除方法：主軸轉(zhuǎn)動(dòng)指令無(wú)輸出，應(yīng)檢查并處理；保護(hù)開(kāi)關(guān)沒(méi)壓合或失靈，可檢修壓合開(kāi)關(guān)或更換；卡盤(pán)未夾緊工件，需調(diào)整或修理卡盤(pán)；變檔復(fù)合開(kāi)關(guān)損壞，應(yīng)更換復(fù)合開(kāi)關(guān)；變檔電磁閥體內(nèi)泄漏，可更換或修理電磁閥。⑼主軸有噪聲。故障原因及排除方法：缺少潤(rùn)滑，可涂抹潤(rùn)滑脂，保證每個(gè)軸承涂抹潤(rùn)滑脂量約為軸承空間的1/3；傳動(dòng)軸承損壞或傳動(dòng)軸彎曲，應(yīng)修復(fù)或更換軸承，校直傳動(dòng)軸；齒輪嚙合間隙不均勻或齒輪損壞，需調(diào)整嚙合間隙或更換新齒輪；主軸與電動(dòng)機(jī)連接帶過(guò)緊，調(diào)整連接帶的松緊程度；小帶輪與大帶輪傳動(dòng)平衡不良，可能是帶輪上的動(dòng)平衡塊脫落，應(yīng)重新調(diào)整動(dòng)平衡。⑽刀具不能夾緊。故障原因及排除方法：蝶形彈簧位移量較小，應(yīng)調(diào)整蝶形彈簧行程長(zhǎng)度；檢查松夾刀彈簧上的螺母是否松動(dòng)，可順時(shí)針旋轉(zhuǎn)松夾刀彈簧上的螺母，使其最大工作載荷為13kN。實(shí)驗(yàn)四數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)故障診斷數(shù)控車(chē)床的液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部分，主要有車(chē)床卡盤(pán)的夾緊與松開(kāi)、卡盤(pán)夾緊力的高低壓轉(zhuǎn)換、回轉(zhuǎn)刀架的松開(kāi)與夾緊、刀架刀盤(pán)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、尾座套筒的伸出與退回等，液壓系統(tǒng)中各電磁鐵的動(dòng)作由數(shù)控系統(tǒng)的PLC控制實(shí)現(xiàn)的。絕大多數(shù)數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的主要驅(qū)動(dòng)對(duì)象有:機(jī)械手的動(dòng)作，主軸的刀具夾緊裝置，主軸箱的液壓平衡，液壓卡盤(pán)，工件的定位夾緊，導(dǎo)軌和滾珠絲杠的潤(rùn)滑等。因此，液壓系統(tǒng)的故障是困擾數(shù)控機(jī)床正常工作的主要原因之一。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的工作原理；2、了解液壓系統(tǒng)故障診斷的方法；3、掌握數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的故障排除方法。二、液壓系統(tǒng)原理分析-5.ZU1_J_一SYA%盤(pán)槍耳卡-5.ZU1_J_一SYA%盤(pán)槍耳卡ma奪簡(jiǎn)忡出數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖1、2、3、4、5-換向閥；6、7、8-減壓閥；9、10、11-調(diào)速閥；12、13、14-壓力表卡盤(pán)的夾緊與松開(kāi)主軸卡盤(pán)的夾緊與松開(kāi)，由電磁閥1控制。卡盤(pán)的高壓與低壓夾緊轉(zhuǎn)換，由電磁閥2控制。當(dāng)卡盤(pán)處于正卡（也稱(chēng)外卡）且在高壓夾緊狀態(tài)下，夾緊力的大小由減壓閥6來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)卡盤(pán)處于外卡且在低壓夾緊狀態(tài)下，夾緊力的大小由減壓閥7來(lái)調(diào)整?；剞D(zhuǎn)刀架動(dòng)作回轉(zhuǎn)刀架換刀時(shí)，首先是刀盤(pán)松開(kāi)，之后刀盤(pán)就轉(zhuǎn)到指定的刀位，最后刀盤(pán)夾緊。刀盤(pán)的夾緊與松開(kāi)，由電磁閥4控制。刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)可正反轉(zhuǎn)，由電磁閥3控制，其轉(zhuǎn)速分別由單向調(diào)速閥9和10調(diào)節(jié)控制。尾座套筒伸縮動(dòng)作尾座套筒伸出與退回由電磁閥5控制。當(dāng)6YA通電時(shí)，套筒伸出。當(dāng)5YA通電時(shí)，套筒退回。三、MJ-50數(shù)控車(chē)床液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)采用變量葉片泵供油，減少了能量損失。系統(tǒng)采用不同減壓閥調(diào)節(jié)卡盤(pán)高壓夾緊或低壓夾緊時(shí)的壓力大小、尾座套筒伸出工作時(shí)的預(yù)緊力大小，可適用不同工件的需要。系統(tǒng)采用雙向液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)刀架的轉(zhuǎn)位，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，并能控制刀架的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)采用斷電時(shí)刀盤(pán)夾緊，消除了加工過(guò)程中突然停電所引起的事故隱患。四、液壓回路常見(jiàn)故障及維修液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障的特征設(shè)備調(diào)試階段的故障率較高，存在問(wèn)題較為復(fù)雜,其特征是設(shè)計(jì)、制造、安裝以及管理等問(wèn)題交織在一起。一般液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障有：⑴接頭連接處泄漏。⑵運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定。⑶閥心卡死或運(yùn)動(dòng)不靈活造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作失靈。⑷阻尼小孔被堵造成系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定或壓力調(diào)不上去。⑸閥類(lèi)元件漏裝彈簧或密封件，或管道接錯(cuò)而使動(dòng)作混亂。液壓元件常見(jiàn)故障及排除液壓泵故障液壓泵主要有齒輪泵、葉片泵等，下面以齒輪泵為例介紹故障及其診斷。齒輪泵最常見(jiàn)的故障是泵體與齒輪的磨損、泵體的裂紋和機(jī)械損傷。出現(xiàn)以上情況一般必須大修或更換零件。在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，齒輪泵常見(jiàn)的故障有：噪聲嚴(yán)重及壓力波動(dòng)；輸油量不足：液壓泵不正常或有咬死現(xiàn)象。⑴噪聲嚴(yán)重及壓力波動(dòng)可能原因及排除方法泵的過(guò)濾器被污物阻塞不能起濾油作用：用干凈的清洗油將過(guò)濾器去除污物。油位不足，吸油位置太高，吸油管露出油面：加油到油標(biāo)位，降低吸油位置。泵體與泵蓋的兩側(cè)沒(méi)有加紙墊;泵體與泵蓋不垂直密封;旋轉(zhuǎn)時(shí)吸入空氣；泵體與泵蓋間加入紙墊；泵體用金剛砂在平板上研磨，使泵體與泵蓋垂直度誤差不超過(guò)0.005mm，緊固泵體與泵蓋的聯(lián)結(jié)，不得有泄漏現(xiàn)象。泵的主動(dòng)軸與電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器不同心，有扭曲磨擦：調(diào)整泵與電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器的同心度，使其誤差不超過(guò)0.2mm。泵齒輪的嚙合精度不夠：對(duì)研齒輪達(dá)到齒輪嚙合精度。泵軸的油封骨架脫落，泵體不密封：更換合格泵軸油封。⑵輸油不足的可能原因及排除方法軸向間隙與徑向間隙過(guò)大：小于齒輪泵的齒輪兩側(cè)端面在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與軸承座圈產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)造成磨損，軸向間隙和徑向間隙過(guò)大時(shí)必須更換零件。泵體裂紋與氣孔泄漏現(xiàn)象：泵體出現(xiàn)裂紋時(shí)需要更換泵體，泵體與泵蓋間加入紙墊，緊固各聯(lián)接處螺釘。油液粘度太高或油溫過(guò)高：用20#機(jī)械油選用適合的溫度，一般20#全損耗系統(tǒng)用油適用10~50°C的溫度工作，如果三班工作，應(yīng)裝冷卻裝置。電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)：糾正電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。過(guò)濾器有污物，管道不暢通：清除污物，更換油液，保持油液清潔。壓力閥失靈：修理或更換壓力閥。⑶液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)不正常或有咬死現(xiàn)象的可能原因及排除方法泵軸向間隙及徑向間隙過(guò)?。狠S向、徑向間隙過(guò)小則應(yīng)更換零件間隙。滾針轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活：更換滾針軸承。蓋板和軸的同心度不好：更換蓋板，使其與軸同心。調(diào)整軸向或徑向間隙。壓力閥失靈：檢查壓力閥彈簧是否失靈，閥體小孔是否被污物堵塞，滑閥和閥體是否失靈；更換彈簧，清除閥體小孔污物或換滑閥。泵和電動(dòng)機(jī)間聯(lián)軸器同心度不夠：調(diào)整泵軸與電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器同心度，使其誤差不超過(guò)0.20mm。泵中有雜質(zhì):可能在裝配時(shí)有鐵屑遺留，用細(xì)銅絲網(wǎng)過(guò)濾全損耗系統(tǒng)用油,去除污物。實(shí)驗(yàn)五機(jī)床電氣系統(tǒng)故障診斷一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉數(shù)控機(jī)床綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源的組成及接口；2、能讀懂電氣原理圖，通過(guò)電氣原理圖能獨(dú)立地進(jìn)行電源各部件之間的連接；3、掌握數(shù)控機(jī)床電源的主要功能，能根據(jù)電氣原理圖排除電源故障。二、實(shí)驗(yàn)器材1、數(shù)控機(jī)床綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)一臺(tái)；2、10mm十字起、2mm與1.5mm一字起各一把；3、萬(wàn)用表一塊。三、相關(guān)知識(shí)1、電源類(lèi)故障電源是電路板的能源供應(yīng)部分，電源不正常，電路板的工作必然異常。而且，電源部分故障率較高，修理時(shí)應(yīng)足夠重視，在外觀法檢查后，可先對(duì)電源部分進(jìn)行檢查。電路板的工作電源，有的是由外部電源系統(tǒng)供給；有的由板上本身的穩(wěn)壓電路產(chǎn)生，電源檢查包括輸出電壓穩(wěn)定性檢查和輸出紋波檢查。輸出紋波過(guò)大，會(huì)引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，用示波器交流輸入檔可檢查紋波幅值，紋波大一般是由集成穩(wěn)壓器損壞或?yàn)V波電容不良引起。運(yùn)算放大器、比較器，有些用單電源供電，有些用雙電源供電，用雙電源的運(yùn)放，要求正負(fù)供電對(duì)稱(chēng)，其差值一般不能大于0.2V（具有調(diào)零功能的運(yùn)放除外）。2、單元輸入電路工作原理圖1電源單元的輸入電路3、電源單元輸出工作原理RG13RG12-I1-12312RG13RG12-I1-1231233456電源單元G543545A547SB2卜SB3549圖3SSCK-20數(shù)控車(chē)床電源單元的連接圖3為SSCK-20數(shù)控車(chē)床電源單元連接圖。當(dāng)按下NC準(zhǔn)備SB2時(shí)，CRT無(wú)任何顯示且CRT的燈絲不亮。測(cè)量CRT的CP15無(wú)24V輸出，則說(shuō)明電源單元沒(méi)工作，即電源無(wú)法接通。當(dāng)電源狀態(tài)指示燈LED｛綠色PIL｝不亮?xí)r，則故障原因可能是外部AC輸入電路｛CP1輸入端｝故障、熔斷器Fll、F12故障或輔助電路熔斷器F1故障。當(dāng)電源單元狀態(tài)指示燈LED亮?xí)r｛此時(shí)ALM故障狀態(tài)指示燈不亮｝，故障原因可能是CP3外部連接開(kāi)關(guān)SB2、SB3、SQ21及接線(xiàn)故障，也可能是內(nèi)部電路RY2、RY3、RY4繼電器控制電路故障。當(dāng)電源單元指示燈和故障狀態(tài)指示燈都亮?xí)r，如果機(jī)床斷電再送電故障解除，則為電源單元受到外界的干擾導(dǎo)致。如果不能解除，則可能是電源單元輸出電壓+5V、+15V、-15、+24V直流電壓異?；騼?nèi)部電路故障。2、電源單元熔斷器熔斷故障的診斷⑴熔斷器F11、F12熔斷故障診斷熔斷器F11、F12用來(lái)實(shí)現(xiàn)電源單元輸入側(cè)電路短路保護(hù)的。當(dāng)F11、F12熔斷時(shí),CRT不亮，電源單元狀態(tài)指示燈PIL和故障狀態(tài)指示燈ALM不亮。產(chǎn)生故障原因可能是:浪涌吸收器VS11故障。整流塊DS11擊穿短路或電容C12、C13嚴(yán)重漏電。開(kāi)關(guān)管Q14、Q15擊穿短路或保護(hù)二極管D33、D34開(kāi)路。輔助電路短路（如開(kāi)關(guān)管Q1擊穿短路）。F11、F12的規(guī)格為A60L-0001-0194（7.5A）。⑵熔斷器F13熔斷故障診斷熔斷器F13用來(lái)實(shí)現(xiàn)電源單元+24V的輸出側(cè)短路保護(hù)。當(dāng)F13熔斷時(shí),CRT不亮（CRT燈絲也不亮），電源單元狀態(tài)指示燈PIL和故障狀態(tài)指示燈ALM都亮。產(chǎn)生故障原因可能是:CRT單元中可能發(fā)生短路或與之相連的+24V電源電纜線(xiàn)發(fā)生短路。從電源單元上拔下CP15的插頭，系統(tǒng)重新上電，如果電源單元的報(bào)警燈（紅色指示燈ALM）不亮，且CP15端子有+24V輸出，則故障在系統(tǒng)顯示裝置CRT側(cè)。電源單元內(nèi)部電路發(fā)生短路。從電源單元上拔下CP15的插頭，系統(tǒng)重新上電，如果電源單元的報(bào)警燈（紅色指示燈ALM）還亮，說(shuō)明故障在電源單元的內(nèi)部，如二極管DS17擊穿短路或電容C74、C75嚴(yán)重漏電等。F13的規(guī)格為A60L-0001-0075（3.2A）。⑶熔斷器F14熔斷故障診斷熔斷器F14用來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部（各印刷電路板單元）、電源單元內(nèi)部+24E電路及機(jī)床側(cè)信號(hào)控制輸入電路短路保護(hù)的。當(dāng)F14熔斷時(shí),CRT上將顯示系統(tǒng)“95