機(jī)械設(shè)備維護(hù)常見故障分析
——以機(jī)床精度維護(hù)對加工產(chǎn)品質(zhì)量的影響為例

熊 芬 (荊州市工業(yè)學(xué)校，湖北 荊州 434100)

劉學(xué)章 (四機(jī)賽瓦石油鉆采設(shè)備有限公司，湖北 荊州 434024)

機(jī)械設(shè)備維護(hù)常見故障分析
——以機(jī)床精度維護(hù)對加工產(chǎn)品質(zhì)量的影響為例

熊 芬 (荊州市工業(yè)學(xué)校，湖北 荊州 434100)

劉學(xué)章 (四機(jī)賽瓦石油鉆采設(shè)備有限公司，湖北 荊州 434024)

對機(jī)械設(shè)備維護(hù)時(shí)常見的故障，如機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)不平衡、轉(zhuǎn)子不對中、零部件松動(dòng)、各種形式的摩擦等進(jìn)行了分析，闡述了機(jī)床精度維護(hù)所遇到的問題及機(jī)床精度對加工產(chǎn)品質(zhì)量的影響，并提出了機(jī)床凈度維護(hù)的一些措施。為防止機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障和及時(shí)修復(fù)機(jī)械設(shè)備故障，需要對機(jī)械設(shè)備加強(qiáng)管理、監(jiān)測、檢查和維護(hù)，其中，機(jī)床精度是確保加工產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，保持機(jī)床檢查維護(hù)制度是保證機(jī)床精度的重要環(huán)節(jié)。

機(jī)械設(shè)備；故障；維護(hù)；機(jī)床；精度

機(jī)械設(shè)備是各類機(jī)加工生產(chǎn)的重要手?jǐn)?，它們每天都在不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，都存不同程度的故障。為防止機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障和及時(shí)修復(fù)機(jī)械設(shè)備故障，需要對機(jī)械設(shè)備加強(qiáng)管理、監(jiān)測、檢查和維護(hù)。掌握并測量機(jī)械設(shè)備的信息，通過手動(dòng)、耳聽各種信號(hào)判斷機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況，這對于機(jī)械設(shè)備是否出現(xiàn)故障與如何維護(hù)是十分重要的。下面對機(jī)械設(shè)備維護(hù)常見故障進(jìn)行分析，并就機(jī)床精度維護(hù)對加工產(chǎn)品質(zhì)量的影響進(jìn)行相關(guān)探討。

1 常見故障

1)旋轉(zhuǎn)不平衡 機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)不平衡，引起的旋轉(zhuǎn)軸彎曲振動(dòng)或轉(zhuǎn)子振動(dòng)，使軸承間隙變化、油膜消失形成干摩擦或軸承系統(tǒng)遭到破壞；同時(shí)齒輪局部嚙合應(yīng)力加大，加速齒輪磨損，是旋轉(zhuǎn)機(jī)械不平衡引起的常發(fā)故障。這種不平衡主要是由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸上各種零部件的材質(zhì)不均勻引起的，包括材料中存在氣孔、砂眼產(chǎn)生的加工誤差，零部件裝配時(shí)出現(xiàn)偏心，機(jī)械零部件長期運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的不均勻磨損、腐蝕、變形、松、脫等，都會(huì)導(dǎo)致零件發(fā)生質(zhì)心偏移，從而產(chǎn)生不平衡振動(dòng)。產(chǎn)生不平衡振動(dòng)的要素主要有：轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，質(zhì)心到兩軸承連線的距離(即偏心距)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角速度，一個(gè)物體作用于另一物體上的力。當(dāng)上述各要素大小方向發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)造成質(zhì)心不平衡，就會(huì)引起振動(dòng)?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，主要零部件如產(chǎn)生徑向和軸向不平衡，一般會(huì)出現(xiàn)徑向振動(dòng)比軸向振動(dòng)要大，這是因?yàn)椴黄胶猱a(chǎn)生的離心力作用方向垂直于轉(zhuǎn)子軸線方向所致，且在徑向振動(dòng)中水平方向大于垂直方向。

2)轉(zhuǎn)子不對中 ①一轉(zhuǎn)子與另一轉(zhuǎn)子聯(lián)接時(shí)不對中，即兩轉(zhuǎn)子軸心不在同一條軸線上；②轉(zhuǎn)子軸頸與兩端軸承座孔不對中，即轉(zhuǎn)子軸心與軸承座心不在同一條軸線上；③轉(zhuǎn)子軸線與軸承孔端面傾鈄不對中，即轉(zhuǎn)子軸線與軸承座端面不垂直；④轉(zhuǎn)子軸兩端軸承孔或轉(zhuǎn)子軸本身的同軸度誤差大。由于轉(zhuǎn)子不對中，轉(zhuǎn)子軸將產(chǎn)生一個(gè)微小的附加變距，給軸承增加一種不平衡載荷，致使軸承負(fù)荷重新分配，形成非正常激勵(lì)而引起振動(dòng)；振動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)會(huì)導(dǎo)致軸承和聯(lián)軸器損壞、轉(zhuǎn)軸彎曲、各連接件斷裂或彎曲變形；同時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子間因油膜失效而發(fā)生碰磨。振動(dòng)大小與轉(zhuǎn)子不對中形式有關(guān)，振動(dòng)幅值與機(jī)械設(shè)備負(fù)荷有關(guān)，一般是隨負(fù)荷增加而成正比增加。

3)零部件松動(dòng) ①地腳聯(lián)接螺栓松動(dòng)，即基礎(chǔ)松動(dòng)，后果是引起整個(gè)機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)，加速機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)與各零部件的松動(dòng)；②零部件之間正常的配合間隙被改變，配合間隙超差時(shí)就會(huì)引起零部件松動(dòng)；③機(jī)械設(shè)備搬運(yùn)過程中的搖擺運(yùn)動(dòng)，或某個(gè)結(jié)構(gòu)斷裂，或軸承座斷裂，都會(huì)引起零部件的松動(dòng)。由于松動(dòng)通常引起如下故障：軸承座中軸承松動(dòng)指跑外圈，過大的軸承間隙指軸承本身過渡磨損；軸徑磨損指跑內(nèi)圈，軸承座中的軸承襯套松動(dòng)等，它們有很明顯的且大于幾倍的噪音并有非常明顯的強(qiáng)力振動(dòng)，使用機(jī)械效能和設(shè)備精度迅速下降。由松動(dòng)引起的振動(dòng)屬非線性振動(dòng)，其振動(dòng)信號(hào)頻率成分復(fù)雜，除具有基頻外，還產(chǎn)生高頻次諧波和分頻振動(dòng)；而且振動(dòng)的方向特征很明顯。

4)摩擦 ①轉(zhuǎn)子與密封件的摩擦，會(huì)造成密封件磨損漏油；②電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與定子的摩擦，會(huì)加大轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙，引起電動(dòng)機(jī)振動(dòng)，產(chǎn)生噪音，會(huì)加速轉(zhuǎn)子與定子的磨損；③滾動(dòng)軸承外圈與軸承孔、轉(zhuǎn)軸與軸承內(nèi)圈由于長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦，導(dǎo)致部件跳動(dòng)、振動(dòng)，產(chǎn)生噪音，引起設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)精度降低；④因零部件松動(dòng)而引起的各種摩擦，加速零部件的磨損。

摩擦一般引起非線性振動(dòng)的頻帶范圍較寬，會(huì)產(chǎn)生一倍至幾倍的振動(dòng)和噪音，常被認(rèn)為是摩擦故障的重要標(biāo)志。

2 機(jī)床精度維護(hù)所遇到的問題

實(shí)際生產(chǎn)過程中存在這樣一個(gè)矛盾，產(chǎn)品質(zhì)量要求愈高，對機(jī)床的精度要求也愈高。然而，現(xiàn)實(shí)加工過程中，對機(jī)床的精度檢驗(yàn)手段和檢驗(yàn)工具是不完備的，或者欠缺的很多。比方說，檢驗(yàn)所有機(jī)床主軸線對導(dǎo)軌的平行度誤差，首先需要有主軸檢驗(yàn)棒，而生產(chǎn)加工單位不可能擁有各類機(jī)床的主軸芯棒，那么想要真實(shí)反映機(jī)床當(dāng)前的精度狀況是很難的。所得到的質(zhì)量信息，只有在加工后才能得以反映出來，也就是說只能以加工出來的產(chǎn)品實(shí)際精度來衡量機(jī)床的精度狀況。技術(shù)素質(zhì)強(qiáng)的操作人員會(huì)說機(jī)床精度好，技術(shù)素質(zhì)差點(diǎn)的操作人員會(huì)說機(jī)床精度差，眾口不一，對機(jī)床的精度狀態(tài)最終難下定論，機(jī)床究竟能保證多高的產(chǎn)品精度就是一個(gè)未知數(shù)。機(jī)床檢驗(yàn)的薄弱環(huán)節(jié)給產(chǎn)品質(zhì)量的提高帶來諸多的不利因素，而現(xiàn)實(shí)工作條件下又無法解決。因此，引進(jìn)高質(zhì)量機(jī)床和保持機(jī)床的原始精度尤為重要。

3 機(jī)床精度對加工產(chǎn)品質(zhì)量的影響

機(jī)床精度的維護(hù)和保養(yǎng)，對產(chǎn)品質(zhì)量的提高有著深刻的影響。機(jī)床在使用過程中，由于零部件的磨損或變形，都可能造成零部件之間的某種失調(diào)，特別是潤滑劑會(huì)逐漸贓污變質(zhì)，某些聯(lián)接螺栓可能出現(xiàn)松動(dòng)等。機(jī)床加工出的產(chǎn)品達(dá)不到產(chǎn)品質(zhì)量要求，說明機(jī)床發(fā)生故障的可能性增大。機(jī)床精度總是隨著它的使用時(shí)間延長而逐漸降低。維護(hù)和保養(yǎng)能保持和延緩機(jī)床精度的下降速度，對保證產(chǎn)品合格率起到了積極的促進(jìn)作用。

4 機(jī)床精度維護(hù)的措施

精度維護(hù)和保養(yǎng)是保持機(jī)床原始精度的唯一方法。維護(hù)和保養(yǎng)的內(nèi)容很多，包括例保、月保、定期檢查、調(diào)整和更換，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備巡回點(diǎn)檢制度等。機(jī)床設(shè)備是加工零配件的武器，要切實(shí)搞好維護(hù)和保養(yǎng)，其實(shí)并非易事。

(1)機(jī)床操作人員要對機(jī)床加工原理和操作過程有一個(gè)全面的了解，對機(jī)床各部位的潤滑點(diǎn)和潤滑部位以及潤滑性質(zhì)都能夠清楚明了。在這里有一點(diǎn)要提醒，既使比較熟練的操作人員也未必說得清機(jī)床有哪些潤滑點(diǎn)，哪些潤滑部位，因此，持證上崗就必須嚴(yán)格執(zhí)行。只有得到了充分的潤滑減少磨損，機(jī)床的幾何精度、傳動(dòng)精度、定位精度才得以盡量保持原始狀態(tài)，充分發(fā)揮機(jī)床的加工性能。

(2)定期檢查、調(diào)整和更換。機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)、摩擦副之間的磨合會(huì)使機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部位之間產(chǎn)生一定的變動(dòng)或松動(dòng)，對機(jī)床的幾何精度、傳動(dòng)精度、定位精度或多或少會(huì)產(chǎn)生一定的影響。在現(xiàn)實(shí)檢驗(yàn)條件下，對機(jī)床的水平、各傳動(dòng)件的間隙以及操作手柄要進(jìn)行定期檢查，該調(diào)整的調(diào)整，該更換的更換，這樣就可以消除機(jī)床對產(chǎn)品產(chǎn)生的質(zhì)量安全隱患。

(3)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備巡回點(diǎn)檢制度，做到有問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)，有問題及時(shí)解決，把設(shè)備安全隱患降低到最低限度。有了問題不能及時(shí)解決湊合著干，小問題逐漸變成大問題，不但加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，機(jī)床的使用壽命也大為降低。巡回點(diǎn)檢制度也是一個(gè)齊抓共管的事件，缺了哪一方面都不行，都不能把制度真正落實(shí)到實(shí)處。

[編輯] 洪云飛

TH17

A

1673-1409(2013)22-0093-02

2013-05-24

熊芬(1976-)，女，工程師，現(xiàn)主要從事機(jī)械方面的教學(xué)與研究工作。