機(jī)床機(jī)械故障維修的診斷及方法之我見

文/佟延平 包洪臣，.沈陽(yáng)機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司精密數(shù)控機(jī)床分公司；.希斯機(jī)床（沈陽(yáng)）有限責(zé)任公司

1 機(jī)械故障診斷

1.1 概念及意義

機(jī)床的機(jī)械部分故障就是指其機(jī)械系統(tǒng)（包含各零部件、整臺(tái)設(shè)備或者多臺(tái)設(shè)備的組合等）在偏離預(yù)設(shè)狀態(tài)而導(dǎo)致某些或者全部功能喪失的狀況。從多角度出發(fā)，機(jī)械故障可以根據(jù)不同的起因、性質(zhì)、影響范圍、發(fā)生頻率以及發(fā)展規(guī)律進(jìn)行分類。而所謂的機(jī)械故障診斷就是指通過對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障并對(duì)其進(jìn)行精確分析，進(jìn)而避免機(jī)械事故等惡性事件的發(fā)生，有效提高機(jī)床的安全性能以及生產(chǎn)效率。機(jī)械故障診斷還可以在一定程度上完善設(shè)備工藝，削弱甚至消除機(jī)床生產(chǎn)過程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。此外，故障診斷改變了傳統(tǒng)的設(shè)備維修制度，由定期維修到預(yù)知維修的轉(zhuǎn)化使機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性得以大幅度提升。

1.2 簡(jiǎn)易診斷法

一般來講，機(jī)床機(jī)械部分的故障診斷包含以下幾個(gè)基本模塊：明確運(yùn)行監(jiān)測(cè)狀態(tài)及內(nèi)容；構(gòu)建檢測(cè)系統(tǒng)；提取相關(guān)特征；辨析狀態(tài)以及發(fā)展規(guī)律，制定可行性方案。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子監(jiān)測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，完全憑借感官或者經(jīng)驗(yàn)來分析故障位置與故障起因的方式顯然已經(jīng)無法適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，儀器測(cè)試、專家系統(tǒng)診斷逐漸成為大勢(shì)所趨。

簡(jiǎn)易診斷法就是利用人類的視聽觸嗅等感官，并配以常用的工量工具監(jiān)測(cè)、分析機(jī)床運(yùn)行狀況的過程。視就是要檢查機(jī)床各部件是否存在松動(dòng)、裂紋以及其他磨損；檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)有無問題，是否存在干摩擦、漏油、滴油、跑油等狀況；檢查機(jī)床外觀，分析其轉(zhuǎn)動(dòng)部件是否存在過熱現(xiàn)象；檢查油箱燃油狀態(tài)，比如說顏色、稀稠狀態(tài)、雜質(zhì)沉淀等，以便動(dòng)態(tài)掌控相關(guān)部件的運(yùn)行狀況；檢查主傳動(dòng)軸、進(jìn)給傳動(dòng)軸以及絲杠等是否存在變形，各主要元件有無跳動(dòng)問題。聽是要檢查機(jī)床運(yùn)行聲音是否正常，并通過對(duì)比分析機(jī)床故障的異常噪聲，判斷機(jī)床是否存在松動(dòng)、不平衡等問題。觸是要通過人體觸感檢查機(jī)身溫度。采用該種方式時(shí)，一定先要彎曲手指，利用食指、中指以及無名指的指背中間部位進(jìn)行試探性接觸，若溫度不高，無明顯灼痛感時(shí)，方可全面接觸機(jī)床分析溫升狀態(tài)，以免因盲目探查而造成的人身傷害。

2 機(jī)械故障及維修

通常情況下，所有屬于常規(guī)機(jī)床機(jī)械故障范圍內(nèi)的故障均可以依照常規(guī)機(jī)械故障處理?xiàng)l件進(jìn)行應(yīng)急處置。但是對(duì)于數(shù)空機(jī)床而言，其機(jī)械構(gòu)造簡(jiǎn)化，且通常采用電氣控制模式，因而數(shù)空機(jī)床的機(jī)械故障率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通機(jī)床。下面將簡(jiǎn)述幾種常見的機(jī)械故障維修方法。

2.1 進(jìn)給傳動(dòng)鏈故障

因?yàn)闄C(jī)床傳動(dòng)鏈多數(shù)采用滾動(dòng)摩擦副，所以當(dāng)運(yùn)動(dòng)品質(zhì)下滑時(shí)（特別是發(fā)生機(jī)械硬碰撞現(xiàn)象時(shí)），極易產(chǎn)生反向間隙升高，定位精度不足、機(jī)械爬行、軸承噪聲增加等進(jìn)給傳動(dòng)鏈故障。進(jìn)給傳動(dòng)鏈部分的維修往往與預(yù)緊力、松動(dòng)環(huán)以及補(bǔ)償調(diào)整有著十分緊密的聯(lián)系。

2.2 主軸部件故障

機(jī)床刀柄拉緊裝置、自動(dòng)變檔裝置以及主軸運(yùn)行精度是導(dǎo)致主軸部件故障的主要因素。采用電氣控制系統(tǒng)之后，機(jī)床的變速系統(tǒng)由原始的機(jī)械變速箱轉(zhuǎn)變?yōu)殡姎庾詣?dòng)調(diào)節(jié)裝置，即使配置變速箱的情況，其結(jié)構(gòu)也相當(dāng)簡(jiǎn)化，機(jī)械故障率大幅度減少。據(jù)可靠數(shù)據(jù)指出，ATC刀具自動(dòng)交換裝置故障是數(shù)控機(jī)床最為多發(fā)的故障，其所占比重大約為數(shù)控機(jī)床整體故障的50%，甚至更高。刀具自動(dòng)交換裝置故障包含刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)故障、定位精度故障、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)誤差過大以及機(jī)械手持刀柄穩(wěn)定性欠佳等，以上故障均會(huì)對(duì)換刀動(dòng)作造成不良影響，嚴(yán)重的話還會(huì)因ATC刀具換刀問題而導(dǎo)致機(jī)床自動(dòng)停車。

2.3 行程開關(guān)壓合故障

數(shù)控機(jī)床通常會(huì)配有很多限位行程開關(guān)，而這些限位開關(guān)的機(jī)械性能與其自身特性都對(duì)機(jī)床的整體運(yùn)行狀態(tài)有著或多或少的影響。因此，機(jī)床運(yùn)行一段時(shí)間之后，應(yīng)該注重探尋各運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)特性以及發(fā)展規(guī)律，做好位置檢查，及時(shí)排查運(yùn)行故障、維修、替換問題元件。

2.4 配套附件故障

機(jī)床配套附件由冷卻系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)、防護(hù)系統(tǒng)、主軸冷卻以及恒溫裝置、油箱、氣動(dòng)泵等構(gòu)成。上述任一元件磨損或者功能喪失都會(huì)導(dǎo)致故障，迫使機(jī)床停車。因而，應(yīng)該加大對(duì)配套附件的檢查力度。舉例來說，以空氣壓縮作為動(dòng)力的加工中心，一旦其氣泵壓力不足或儲(chǔ)氣罐漏氣等，機(jī)床換刀動(dòng)作則會(huì)無法滿足機(jī)床運(yùn)行要求，進(jìn)而出現(xiàn)報(bào)警及停車現(xiàn)象。只有滿足約束條件，排除上述故障后，機(jī)床才能恢復(fù)正常運(yùn)作。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)床作為機(jī)械加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其正常運(yùn)行與否對(duì)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。因此，相關(guān)單位應(yīng)該對(duì)機(jī)床故障診斷給予高度重視，培養(yǎng)預(yù)防維修意識(shí)，根據(jù)機(jī)床實(shí)際使用狀態(tài)的不同，有針對(duì)性地選擇故障診斷方法，以便及時(shí)維修、更換故障部件，有效提高機(jī)床的加工精度以及生產(chǎn)效率，為加工制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有可靠助力。

【參考文獻(xiàn)】

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