数控机床机械结构主要故障诊断方法Word格式文档下载.docx
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近年来有些数控机床的主轴轴承采用高级油脂封放方式润滑,每加一次油脂可以使用7—10年,简化了结构,降低了成本且维护保养简单,但需防止润滑油和油脂组合,通常采用迷宫式密封方式。
为了适应主轴转速向更高速化发展的需要,新的润滑冷却方式相继开发出来。
这些新型润滑冷却方式不单要减少轴承温升,还要减少轴承内外围的温差.以保证主轴热变形小。
(1)油气润滑方式这种润滑方式近似于油雾润滑方式,所不同的是,油气润滑是定时定量地把油雾送进轴承空隙中,这样既实现了油雾润滑,又不致于油雾太多而污染周围空气;
后者则是连续供给油雾。
(2)喷注润滑方式它用较大流量的恒温油(每个轴承3--4L/min)喷注到主轴轴承,以达到润滑、冷却的目的。
这里要特别指出的是,较大流量喷注的油,不是自然回流,而是用排油泵强制排油,同时,采用专用高精度大容量恒温油箱、油温变动控制在±
0.5℃。
1.1.2防泄漏
在密封件中,被密封的介质往往是以穿漏、渗透或扩散的形式越界泄漏到密封连接处的彼侧。
造成泄漏的基本原因是流体从密封面上的间隙中溢出,或是由于密封部件内外两侧密封介质的压力差或浓度差,致使流体向压力或浓度低的一侧流动。
图3—6为卧式加工中心主轴前支承的密封结构。
图3—6主轴前支承的密封结构
1一进油口2一轴承3一套筒4、5一法兰盘
6—主轴7—泄漏孔8一回油斜孔9一泄油孔
这种主轴前端密封结构也适合于普通卧式车床的主轴前端密封;
在油脂润滑状态下使用浓密封结构时,取消了法兰盘泄油孔及回油斜孔,并且有关配合间隙适当放大,经正确加工及装配后同样可达到较为理想的密封效果。
1.1.3刀具夹紧
在自动换刀机床的刀具自动夹紧装置中,刀具自动夹紧装置的刀杆常采用7:
24的大锥度锥柄,既利于定心,也为松刀带来方便。
用碟形弹簧通过拉杆及夹头拉住刀柄的尾部,使刀具锥柄和主轴锥孔紧密配合,夹紧力达l0000N以上。
松刀时,通过液压缸活塞推动拉杆来压缩碟形弹簧,使夹头涨开,夹头与刀柄上的拉钉脱离,刀具即可拔出进行新、旧刀具的交换,新刀装入后,液压缸活塞后移,新刀具又被碟形弹簧拉紧。
在活塞推动拉杆松开刀柄的过程中,压缩空气内喷气头经过活塞中心孔和拉杆中的孔吹出,将锥孔清理干净,防止主轴锥孔中掉人切屑和灰尘,把主轴锥孔表面和刀杆的锥柄划伤,同时保证刀具的正确位置。
主轴锥孔的清洁十分重要。
1.2主传动链的维护
1)熟悉数控机床主传动链的结构、性能参数,严禁超性能使用。
2)主传动链出现不正常现象时,应立即停机排除故障
3)操作者应注意观察主轴箱温度,检查主轴润滑恒温油箱,调节温度范围,使油量充足。
4)使用带传动的主轴系统,需定期观察调整主轴驱动皮带的松紧程度,防因皮带打滑造成的丢转现象。
5)因液压系统平衡主轴箱重量的平衡系统,需定期观察液压系统的压力表,当油压低于要求值时,要进行补油。
6)使用液压拔叉变速的主传动系统,必须在主轴停车后变速。
7)使用啮合式电磁离合器变速的主传动系统,离合器必须在低于1~2r/min的转速下变速:
8)注意保持主轴与刀柄连接部位及刀柄的清洁,防止对主轴的机械碰撞。
9)每年对主轴润滑恒温油箱中的润滑油更换一次,并清洗过滤器。
10)每年清理润滑油池底一次,并更换液压泵滤油器。
11)每天检查主轴润滑恒温油箱,使其油量充足,工作正常。
12)防止各种杂质进入润滑油箱,保持油液清洁。
13)经常检查轴端及各处密封,防止润滑油液的泄漏。
14)刀具夹紧装量长时间使用后,会使活塞杆和拉杆和拉杆之间的间隙加大,造成拉杆位移量减少,使碟形弹簧张闭伸缩量不够,影响刀具的夹紧,故需及时调整液压缸活塞的位移量。
15)经常检查压缩空气气压,并调整到标准要求值足够的气压才能使主轴锥孔中的切屑和灰尘清理彻底。
1.3主传动链的故障诊断
1.3.1主轴发热
1.3.2主轴在强力切削时停转
1.3.3主轴噪声
1.3.4主轴没有润滑油循环或滑油不足
1.3.5滑油油泄漏
1.3.6刀具不能夹紧
1.3.7刀具夹紧后不能松开
2滚珠丝杠螺母副
2.1滚珠丝杠螺母副的维护
2.1.1轴向间隙的调整
为了保证反向传动精度和轴向刚度,必须消除轴向间隙。
双螺母滚珠丝杠副消除间隙的方法是,利用两个螺母的相对轨向位移,使两个滚珠螺母中的滚珠分别贴紧在螺旋滚道的两个相反的侧面上。
用这种方法预紧消除轴向间隙时,应注意须紧力不宜过大,预紧力过大会使空载力矩增加,从而降低传动效率,缩短使用寿命。
此外还要消除丝杠安装部分和驱动部分的间隙。
常用的双螺母丝杠消除间隙的方法有:
①垫片调隙式。
⑦螺纹调隙式。
⑦齿差调隙式。
2.1.2支承轴承的定期检查
应定期检查丝杠支承与床身的连接是否有松动以及支承轴承是否损坏等。
如有以上问题,要及时紧固松动部位并更换支承轴承。
2.1.3滚珠丝杠副的润滑
润滑剂可提高耐磨性及传动效率。
润滑刑可分为润滑油和润滑脂两大类。
润滑油一般为全损耗系统用油;
润滑脂可采用理基润滑脂。
润滑脂一般加个螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内,而润滑油则经过壳体卜的油孔注人螺母的空间内:
每半年对滚珠丝杠上的润滑脂更换一次,清洗丝杠上的旧润滑脂,涂上新的润滑脂。
用润滑油润滑的滚珠丝杠副,可在每次机床工作前加油一次。
2.1.4滚珠丝杠的防护
滚珠丝杠副和其他滚动摩擦的传动元件一样,应避免硬质灰尘或切屑话物进入,因此,必须有防护装置。
如滚珠丝杠副在机床上外露,应采用封闭的防护罩,如采用螺旋弹簧钢带套管、伸缩套管以及折叠式套管等。
安装时将防护罩的一端连接在滚珠螺母的端面,另一端固定在滚珠丝杠的文承座上。
如果处于隐蔽的位置,则可采用密封圈防护,密封圈装在螺母的两端。
接触式的弹性密封圈系用耐油橡胶或尼龙制成,其内孔做成与丝杠螺纹滚道相配的形状,接触式密封圈的防尘效果好,但固有接触压力,使摩擦力矩略有增加。
非接触式密封圈又称迷宫式密封圈,它用硬质塑料制成,其内孔与丝杠螺纹滚道的形状相反,并稍有间
隙,这样可避免摩擦力矩,但防尘效果差。
工作中应避免碰击防护装置,防护装置一有损坏要及时更换。
2.2滚珠丝杠副的故障诊断
2.2.1滚珠丝杠副的噪声
2.2.2滚珠丝杠运动不灵活
2.2.3滚珠丝杠副润滑状况不良
3导轨副
3.1导轨副的维护
3.1.1间隙调整
导轨副维护很重要的一项工作是保证导轨面之间具有合理的间隙。
间隙过小,则摩擦阻力大,导轨磨损加剧;
间隙过大,则运动失去准确性和平稳性,失去导向精度。
间隙调整的方法行:
(1)压板调整间隙图3—7所示为矩形导轨上常用的几种压板装置。
压板用螺钉固定在动导轨上,常用钳工配合刮研及选用调整垫片、平镶条等机构,使导轨面与支承面之间的间隙均匀,达到规定的接触点数。
对图3—7a所示的压板结构,如间隙过大,应修磨或副研B面;
间隙过小或压板与导轨压得太紧,则可刮研或修磨A面。
(2)镶条调整间隙图3—8a是一种全长厚度相等、横截面为平行四边形(用于燕尾形导轨)或矩形的平镶条,通过侧面的螺钉调节和螺母锁紧,以其横向位移来调整间隙。
由于收紧力不均匀,故在螺钉的着力点有挠曲。
图3—8b是一种全长厚度变化的斜镶条及三种用于斜镶条的调节螺钉,以其斜镶条的纵向位移来调整间隙。
斜镶条在全长上支承,其斜度为1:
40或1:
100,由于楔形的增压作用会产生过大的横向压力,因此调整时应细心。
(3)压板镶条调整间隙如图3—9所示,T形压板用螺钉固定在运动部件上,运动部件内侧和T形压板之间放置斜镶条,镶条不是在纵向有斜度,而是在高度方面做成倾斜。
调整时,借助压板上几个推拉螺钉,使镶条上下移动。
从而调整间隙。
图3—9压板镶条调整间隙
三角形导轨的上滑动面能自动补偿,下滑动面的间隙调整和矩形导轨的下压板调整底面间隙的方法相同。
圆形导轨的间隙不能调整。
3.1.2滚动导轨的预紧
为了提高滚动导轨的刚度,对滚动导轨应须紧。
预紧可提高接触刚度和消除间隙;
在立式滚动导轨上,预紧可防止滚动体脱落和企斜。
常见的预紧方法有两种:
(1)采用过盈配合顶加载荷大干外载荷,预紧力产生过盈量为2~3um,过大会使牵引力增加。
若运动部件较重,其重力可起
预加载荷作用,若刚度满足要求,可不施预加载荷。
(2)调整法利用螺钉、斜块或偏心轮调整来进行预紧。
图3—10为滚动导轨的预紧方法。
图3—10滚动导轨的预紧
a)滚柱或滚针导轨自由支承b)滚柱或滚针导轨顶加载
c)交叉式滚柱导轨d)循环式滚动导轨块
1一循环式直线滚动块2一淬火销导轨
3.1.3导轨的润滑
导轨面上进行润滑后,可降低摩擦系数、减少磨损,并且可防止导轨面锈蚀。
导轨常用的润滑剂有润滑油和润滑脂,前者用于滑动导轨,而滚动导轨两种都用。
(1)润滑方法导轨最简单的润滑方式是人工定期加油或用油杯供油。
这种方法简单、成本低,但不可靠,一般用于调节辅助导轨及运动速度低、工作不频繁的滚动导轨。
对运动速度较高的导轨大都采用润滑泵,以压力油强制润滑;
这样不但可连续或间歇供油给导轨进行润滑,而且可利用油的流动冲洗和冷却导轨表面。
为实现强制润滑,必须备有专门的供油系统。
图3—11为某加工中心导轨的润滑系统。
(2)对润滑油的要求在工作温度变化时,润滑油粘度变化要小,要有良好的润滑性能和足够的油膜刚度,油中杂质尽量少且
不浸蚀机件。
常用的全损耗系统用油有L-AN10、15、32、42、68,精密机床导轨油L-HG8,汽轮机油鳖L-TSA32、46等。
3.1.4导轨的防护
为了防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨面上而引起磨损、擦伤和锈蚀,导轨面上应有可靠的防护装置。
常用的刮板式、卷帘式和叠层式防护罩,大多用于长导轨上。
在机床使用过程中应防止损坏防护罩,对叠层式防护罩应经常用刷子蘸机油清理移动接缝,以避免碰壳现象的产生。
3.2导轨的故障诊断
3.2.1导轨研伤
3.2.2导轨上移动部件运动不良或不能移动
3.2.3加工面在接刀处不平
4刀库及换刀装置
加工中心刀库及自动换刀装置的故障表现在:
刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定和机械手运动误差过大等。
这些故障最后都造成换刀动作卡位,整机停止工作,机械维修人员对此要有足够的重视。
4.1刀库与换刀机械手的维护要点
1)严禁把超重、超长的刀具装入刀库,防止在机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。
2)顺序选刀方式必须注意刀具放置在刀库上的顺序要正确。
其他选刀方式也要注意所换刀具号是否与所需刀具一致,防止换错刀具导致事故发生
3)用手动方式往刀库上装刀时,要确保装到位、装牢靠。
检查刀座上的锁紧是否可靠。
4)经常检查刀库的回零位置是否正确,检查机床主轴叫换刀点位置是
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