淺析機床機械故障的診斷及維修

全　威,蔡　杰（.浙江海洋學院,浙江　舟山　36000;　.麗水學院,浙江　麗水　33000）

淺析機床機械故障的診斷及維修

全威1,蔡杰2
（1.浙江海洋學院,浙江舟山316000;2.麗水學院,浙江麗水323000）

數(shù)控機床在運行的過程中出現(xiàn)故障的概率逐年增加，其中機械故障又占有較大比重。由于數(shù)控機床組成的復雜性，給診斷及維修工作帶來了極大困難，也對維修人員提出了更高要求。本文對數(shù)控機床常見的機械故障進行了分類與歸納，便于維修人員進行故障識別。在此基礎上，給出了機械故障診斷的常用方法和具體步驟。最后，本文就機械故障的維修提出了可行性方案。

數(shù)控機床；機械故障；診斷及維修

1　前言

數(shù)控機床是現(xiàn)代化加工制造產(chǎn)業(yè)必需的設備，具有通用、靈活、高效率和高精度、高質量的特點。但是由于其組成和構造的復雜性，加上機械故障發(fā)生時間的隨機性及發(fā)生部位的不確定性；一旦發(fā)生機械故障，維修人員往往難以判對具體故障級及故障部位。這一現(xiàn)實問題需要通過對常見機械故障進行歸納總結，并結合維修經(jīng)驗，確定維修的方案來解決。

2　常見機械故障分類

本文主要從故障產(chǎn)生的原因進行歸納分類，這樣有利于維修人員確定故障的特征及成因，從而有針對性地進行診斷及維修工作。（1）磨損性故障：機械系統(tǒng)因使用過程中正常磨損而引發(fā)的故障；（2）錯用性故障：因操作人員使用不當或操作失誤而引發(fā)的故障；（3）先天性故障：機床在制造過程中有錯誤或偏差而引起的故障。

3　機械故障的診斷

3.1常用診斷方法

（1）簡易診斷法。簡易診斷法主要是通過人體的感官（包括視、聽、觸、嗅等），借助一些常用的工具和和量具，對機床故障部位進行探測。采用此種方法，需要事先詢問故障發(fā)生的具體情形、機器的保養(yǎng)情況及曾經(jīng)發(fā)生過的故障，以便進行綜合分析。

在進行詳細的詢問之后，首先使用視覺仔細觀察數(shù)控機床的部件有無松動、裂紋及其他的損傷，潤滑油有無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，機床外表有無明顯的顏色變化等。其次，利用聽覺判斷機床運轉的聲響，著重聽取重、雜、怪、亂的聲音，并與正常有節(jié)奏的運轉聲音進行比較。必要時可以借助手錘和電子聽診器進輔助操作。最后，需要利用人類最敏感的觸覺感受故障部分的溫度情況，判斷機器是過冷、正常還是過熱。

（2）無損探傷法。無損探傷法是能夠在不損傷被檢測對象的前提下，查探出可能具有的故障。這種方法適用于探測機床內重要組件及焊縫處的故障。目前常用的無損探傷法有幾十種之多，但常用的手段主要有射線探傷、超聲波探傷、滲透探傷和磁粉探傷。

其中射線和超聲波探傷法主要用于檢測機床內部組件的缺陷或故障，其診斷的準確度較高。對于機床表面的損傷，多采取滲透法和磁粉法，能夠清晰地發(fā)現(xiàn)外部焊縫的開裂和表面的磨損情況。此外，有多現(xiàn)代的探測技術如紅外探測和全喜攝影技術也開始應用到機床機械故障的探測之中，但由于其成本較高，大多數(shù)的加工制造企業(yè)無法負擔，因此應用的普遍性較低。

3.2故障診斷流程

（1）故障的初步查找。故障發(fā)生的原因具有多樣化、綜合性的特點，首先要對故障部位及相關的部件通過上述的方法進行初步的查探，大致確定故障發(fā)生的相關因素。比如，聽到部件之間摩擦聲音強烈，則應將所需要考慮的因素確定在潤滑油不足或表面磨損過重，或是連接軸承錯位這三個方面。

（2）故障因素的排除。如果確定的可以引發(fā)故障的因素有多種，需要逐項進行排查。這個過程需要重復利用或者綜合利用上述方法的具體環(huán)節(jié)，比如將聽覺診斷和超聲波診斷相結合，可以判斷部件之間的接合程度、焊縫的疏密程度，通過對照技術手冊判斷是否存在問題。這樣一來，就需要維修者要有豐富的經(jīng)驗和熟練的技術做后盾，也需要維修者對數(shù)控機床的結構有非常清晰的認識。

（3）故障原因的確認。在完成故障的排除步驟后，就可以對故障進行確認了。為了保證所確定的因素的準確性，常常需要進行測試，即通過修復具體故障后，使機床在空載、負載的情況下分別運行，通過CRT顯示屏觀察各項指數(shù)，以判斷所確定的因素是否為導致故障的因素。若是則進行進一步修理，若不是則需要重復排除步驟和確認步驟，直至找到故障產(chǎn)生的原因。

4　機械故障的維修實例

4.1主軸故障處理

故障現(xiàn)象：車床在轉速增加到1200轉時，主軸出現(xiàn)明顯噪聲。

該車床采用的是齒輪變速傳動方式，可能產(chǎn)生噪聲的原因有以下幾點：齒輪之間的咬合不緊密造成沖擊和過度摩擦；主軸潤滑油不足摩擦產(chǎn)生的噪聲；主軸軸承出現(xiàn)問題產(chǎn)生噪聲。

具體的維修步驟如下:拆下潤滑油儲油箱上蓋，發(fā)現(xiàn)油箱的油在正常水平。進一步檢查齒輪咬合的狀況，結果正常。同時在變速所用的撥叉上未發(fā)現(xiàn)摩擦痕跡。

在排除以上故障后，可確定聲響來源于主軸軸承故障。此時應當拆下傳動皮帶和卡盤，松動前后的螺絲，將主軸卸下，檢查其軸承情況。結果發(fā)現(xiàn)軸承破裂。在更換新的軸承后，運行機床，噪聲明顯衰減。

4.2動換刀裝置故障處理

故障現(xiàn)象:在自動換刀時，主軸“松刀”動作不能快速完成,所需時間示正常換刀時間的兩倍左右。

可能造成主軸松刀時間加長的主要有三點，一是氣動系統(tǒng)壓力太低；二是主軸“拉刀”系統(tǒng)期間的連接出現(xiàn)問題；三是“松刀”系統(tǒng)的氣缸內部出現(xiàn)問題。

具體的操作步驟是：檢查工作系統(tǒng)的氣壓,發(fā)現(xiàn)工作壓力與技術手冊記錄相符。之后檢查“拉刀”系統(tǒng)，通過視覺觸覺及超聲波探測未發(fā)現(xiàn)故障。

此時可以確定是主軸“松刀”機械出現(xiàn)問題，應當手動進行主軸“松刀”操作,發(fā)現(xiàn)氣缸的活塞桿緩慢伸出，有明顯的氣壓降低現(xiàn)象。在將氣缸打開后發(fā)現(xiàn)是密封環(huán)老化。更換新的密封環(huán)，機器運行正常。

5　小結

只有做好日常的維護工作，才能從根本上降低故障，特別是機械故障發(fā)生的頻率。其次，面對機床的機械性故障，維修人員應當把握其特點，盡職盡責，耐心地對可能存在的故障因素進行排查，在修理過程中要以保證機床穩(wěn)定持續(xù)運轉為第一目的。最后，希望本文的介紹對維修人員有參考意義，能夠處理更多的機械類故障，是數(shù)控機床發(fā)揮最佳的效能。

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