數(shù)控車床典型故障診斷與維修

王小飛

[摘要]主要以國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的數(shù)控車床為例，對(duì)數(shù)控車床的主軸驅(qū)動(dòng)控制的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并結(jié)合數(shù)車在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，將其典型的一些故障進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)的維修措施，希望能對(duì)數(shù)車維修工作起到一定的幫助。

[關(guān)鍵詞]數(shù)控車床;故障診斷;維修措施

[中圖分類號(hào)]? TG519.1?????? ??????? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A???????? ?????? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2018）36-0261-01

在機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程中數(shù)控車床有非常廣泛的應(yīng)用，但是通過(guò)實(shí)際應(yīng)用表明，數(shù)控車床出現(xiàn)故障的幾率要比普通車床高很多。數(shù)控車床從技術(shù)角度講，其技術(shù)含量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通車床，因此，在實(shí)際的維修過(guò)程中數(shù)控車床的維修也有非常大的難度，國(guó)產(chǎn)的數(shù)車主軸的驅(qū)動(dòng)方式主要有直流驅(qū)動(dòng)與交流驅(qū)動(dòng)兩種形式，比較常見(jiàn)的沈陽(yáng)機(jī)床廠制造的CAK36s型數(shù)控車床是國(guó)產(chǎn)數(shù)控車床中比較典型的一款數(shù)車。本文主要以此為例分析了數(shù)車主軸在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的典型故障以及故障的診斷及維修措施。

一、數(shù)車主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)形式

數(shù)車的主軸系統(tǒng)主要有石油主軸、帶輪減速器、電機(jī)、主動(dòng)輪等幾部分，大部分零部件的連接采取的形式是鍵連接，變頻器通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速的變化。因此，整個(gè)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)核心就是變頻器。當(dāng)數(shù)控車床的主軸組裝完成且配合完好，而且變頻器以及相關(guān)的控制信號(hào)都正常運(yùn)行的情況下，根據(jù)車床實(shí)際發(fā)出的數(shù)控指令電機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。如果在數(shù)車運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了機(jī)械部件損壞、變頻器故障、車床運(yùn)行異常、電動(dòng)機(jī)故障燈現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致無(wú)法正常運(yùn)行，這時(shí)候就需要針對(duì)數(shù)車的故障進(jìn)行診斷。

二、常見(jiàn)故障形式及故障診斷分析

（一）主軸在運(yùn)行過(guò)程中噪聲過(guò)大，振動(dòng)較大

故障分析與檢測(cè)：在故障診斷的時(shí)候，手感主軸箱的振動(dòng)比較強(qiáng)烈，能夠初步確定是主軸箱的機(jī)械部件出現(xiàn)了故障，但是車床機(jī)械結(jié)構(gòu)拆裝的過(guò)程非常復(fù)雜，而且耗費(fèi)時(shí)間也比較長(zhǎng)，因此，我們首先將影響電氣部分的故障進(jìn)行排除。將主電動(dòng)機(jī)的皮帶拆除后，單獨(dú)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)，如果電機(jī)運(yùn)行正常，就可以將電機(jī)皮帶復(fù)位，在對(duì)機(jī)械故障進(jìn)行確診。在機(jī)械故障診斷中經(jīng)常使用的一種診斷儀器叫做振動(dòng)診斷儀，在使用振動(dòng)診斷儀測(cè)量時(shí)如果測(cè)量結(jié)果顯示主軸全段軸承運(yùn)行異常，就可以使用振動(dòng)診斷儀對(duì)軸承故障進(jìn)行診斷;如果結(jié)果顯示軸承的運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)了危險(xiǎn)，那么就可以確定主軸的前端軸承出現(xiàn)了故障。

維修措施：軸承故障的主要維修措施就是更換軸承。在將前端軸承拆卸下來(lái)后會(huì)發(fā)現(xiàn)其混動(dòng)體已經(jīng)損壞，且外環(huán)上的傷痕非常明顯。

（二）開(kāi)機(jī)后發(fā)現(xiàn)主軸的轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速存在明顯的差異，隨后主軸的電機(jī)出現(xiàn)過(guò)載停轉(zhuǎn)的現(xiàn)象

故障分析與檢測(cè)：引起數(shù)車電機(jī)過(guò)載的因素主要有機(jī)械和電氣兩方面，如果在沒(méi)有進(jìn)行超負(fù)荷進(jìn)到的前提下，有一個(gè)非常簡(jiǎn)便而且有效的判斷是機(jī)械故障還是電氣故障的方法，首先將皮帶拆除，用手盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)主軸夾頭，如果感覺(jué)到轉(zhuǎn)動(dòng)比較費(fèi)力，再用同樣的方法轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，如果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)比較靈活，那么就可以初步斷定是主軸的機(jī)械部分出現(xiàn)了故障。如果數(shù)車剛剛經(jīng)過(guò)維修，那么很有可能是維修過(guò)程中操作不當(dāng)造成的。

維修措施：根據(jù)檢測(cè)的過(guò)程中可以確定是因?yàn)橹鬏S軸承的間隙調(diào)整不當(dāng)，造成間隙過(guò)小引起，因此可以將軸承的間隙調(diào)整到適當(dāng)?shù)木嚯x，同時(shí)對(duì)數(shù)車的精度情況進(jìn)行調(diào)整，保證數(shù)車運(yùn)轉(zhuǎn)正常，就可以將故障排除。

上述兩種故障形式都是主軸的機(jī)械部門(mén)出現(xiàn)了故障，但是機(jī)械故障在維修的時(shí)候操作過(guò)程非常復(fù)雜，實(shí)際的維修量也比較大，因此在診斷的過(guò)程中要盡量排除其他因素的影響，如果對(duì)診斷的結(jié)果沒(méi)有太大的把握，不要輕易對(duì)機(jī)械部門(mén)進(jìn)行拆卸。

（三）數(shù)車不能加工螺紋

故障分析與檢測(cè)：數(shù)車在進(jìn)行螺紋加工的時(shí)候主要依靠的就是主軸的編碼器，因此可以初步判斷是主軸編碼器與其連接部分出現(xiàn)了故障。根據(jù)數(shù)車故障診斷先易后難的原則，首先對(duì)編碼器的連接情況進(jìn)行檢查，將主軸側(cè)蓋打開(kāi)后，查看編碼器連接態(tài)的緊固螺釘是否出現(xiàn)了松動(dòng)現(xiàn)象，如果螺釘有松動(dòng)，那么就會(huì)造成連接套位置后退，編碼器與主軸之間的間隙就會(huì)增加，從而引起了旋轉(zhuǎn)不同步的現(xiàn)象，從而造成數(shù)車不能加工螺紋。

維修措施：擰緊編碼器螺釘，就可以將故障排除。

（四）主軸出現(xiàn)空轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)物力，而且數(shù)車會(huì)發(fā)出嗡嗡的聲響

故障分析與檢測(cè)：考慮到數(shù)車在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)出聲響，因此，首先考慮從主軸軸承出現(xiàn)問(wèn)題，然后通過(guò)手感測(cè)試，如果結(jié)果顯示數(shù)車沒(méi)有振動(dòng)出現(xiàn)，可以再使用測(cè)振儀進(jìn)行測(cè)量，如果振動(dòng)在允許的范圍內(nèi)，可以排除軸承問(wèn)題。在針對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)后如果發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生聲響，那么首先就要針對(duì)電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)行檢查，看是否W相出現(xiàn)短路故障，如果發(fā)現(xiàn)變頻器的輸出端W相電源連接正常，然后可以將數(shù)車停機(jī)，輕拉變頻器W相接線端口，如果感覺(jué)到接頭出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象，那么可以確定是電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)缺相從而引起數(shù)車運(yùn)行發(fā)出聲音。

維修措施：將變頻器W向接頭重新連接并壓緊后，可以排除故障。

三、結(jié)語(yǔ)

上述四種故障形式是數(shù)車在運(yùn)行過(guò)程中比較典型的幾種故障形式，通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)數(shù)車的故障診斷一定要遵循先易后難的原則，而數(shù)車的故障維修過(guò)程比較復(fù)雜，因此在不能確定故障形式的情況下，不要輕易拆卸零件，避免造成傷人事故。故障的排除也要擴(kuò)展思路，充分考慮各種因素，這樣才能提升故障維修效率。

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