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數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)常見故障分析

發(fā)布者：雪寧來源：蘇州吉海機(jī)電有限公司發(fā)布時(shí)間：2020-9-25

數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)常見故障分析

一、主傳動系統(tǒng)

主傳動系統(tǒng)作為機(jī)床中最重要的部分也是最常出現(xiàn)故障的部分，它是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動的，它將主電機(jī)的原動力變成可供主軸上刀具切削加工的力矩和切削速度。目前數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)大致可分為4類：無變速的電機(jī)與主軸直聯(lián)；用V形帶連接的一級變速；帶有變速齒輪的主傳動和電主軸傳動。
主傳動系統(tǒng)常見故障有：主軸切削時(shí)突然停止轉(zhuǎn)動，主軸發(fā)熱，主軸箱噪聲過大，刀具不能夾緊，刀具夾緊后不能松開及主軸無變速。
二、故障實(shí)例
1、主軸切削時(shí)停止轉(zhuǎn)動
（1）加工中心在工作過程中主軸停轉(zhuǎn)。機(jī)床本身是帶有變速齒輪的主傳動，摩擦離合器調(diào)整過松，離合器磨損都會產(chǎn)生此現(xiàn)象。
檢查離合器沒有磨損，離合器過松。調(diào)整離合器后，機(jī)床正常工作。注意，如果離合器磨損較重需更換摩擦片。同時(shí)，按照檢修周期對設(shè)備進(jìn)行小修，定期調(diào)整離合器并更換摩擦片，即可避免此類故障的發(fā)生。
（2）某數(shù)控立式加工中心在強(qiáng)力切削時(shí)突然停轉(zhuǎn)。機(jī)床工作時(shí)，電機(jī)與主軸由皮帶連接。皮帶過松、失效，都會產(chǎn)生這一現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)皮帶松動或失效，更新皮帶后便可解決此問題。注意，更換新皮帶時(shí)，要用汽油清洗皮帶表面的油。
2、主軸發(fā)熱
（1）數(shù)控機(jī)床經(jīng)過長時(shí)間工作，發(fā)生主軸過熱現(xiàn)象。此機(jī)床使用的是電主軸。主軸過熱一般是主軸軸承預(yù)緊力過大，軸承研傷或損壞，軸承潤滑油脂耗盡，潤滑油臟或有雜質(zhì)。
檢查后發(fā)現(xiàn)軸承潤滑油脂耗盡且輕微有研傷。更換新軸承，涂上潤滑油脂后即解決。此故障屬于保養(yǎng)問題，如果每隔一段時(shí)間進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，即可避免此類故障的發(fā)生。
（2）新購數(shù)控快速輕型加工中心，主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)熱嚴(yán)重。數(shù)控快速輕型電主軸高速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的過熱的原因，一是主軸軸承，另一個(gè)是內(nèi)藏式主電機(jī)。經(jīng)檢查，主軸軸承無問題，是主電機(jī)散熱問題所致。解決方法是，采用水或油對主電機(jī)循環(huán)冷卻。
更換新型號潤滑油，此問題即解決。注意，對于新購設(shè)備嚴(yán)格按照使用說明書進(jìn)行設(shè)備潤滑，盡可能少使用替代產(chǎn)品，即使更換潤滑油或冷卻液，也要使用品質(zhì)有保證的潤滑油或冷卻液，方可避免產(chǎn)生不必要的故障。
3、主軸箱噪聲過大
（1）某加工中心，主軸箱經(jīng)過數(shù)次變擋后，主軸箱噪聲變大。設(shè)備是帶有變速齒輪的主傳動。當(dāng)機(jī)床接到變擋指令后，液壓缸通過撥叉帶動滑移齒輪移動。此時(shí)，相嚙合的齒輪相互間必然發(fā)生沖擊和摩擦。齒輪齒面硬度不夠，齒端倒角、倒圓不好，變速過快造成齒面破壞或軸承損壞，都會產(chǎn)生這一現(xiàn)象。
發(fā)現(xiàn)齒面凹凸不平，更換齒輪即解決。注意，操作者減少變擋次數(shù)或有規(guī)律的進(jìn)行變擋，可減少此類故障的發(fā)生。
（2）某大型數(shù)控設(shè)備，主軸噪聲較大，在無負(fù)載的情況下，負(fù)載表指示超過50％。檢查主軸參數(shù)的設(shè)定，包括對電機(jī)、放大器及伺服增益等進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤。轉(zhuǎn)而分析機(jī)械主傳動系統(tǒng)故障，包括主軸部件動平衡不良、齒輪磨損、軸承損壞及潤滑不良。
分析檢查后，發(fā)現(xiàn)主軸軸承損壞，更換軸承后，在脫開機(jī)械側(cè)的情況下檢查主軸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)負(fù)載表指示正常但仍有較大噪聲。注意，出現(xiàn)此現(xiàn)象，即屬于機(jī)械和電氣復(fù)合故障，說明速度檢測器件PLG有問題。檢查后發(fā)現(xiàn)PLG安裝不正，調(diào)整位置后再運(yùn)行設(shè)備，噪聲消失。
4、刀具不能夾緊
（1）某附帶多種刀庫的加工中心，換刀過程中出現(xiàn)刀具不能夾緊現(xiàn)象。常見原因有碟形彈簧位移量過小、彈簧夾頭損壞或碟形彈簧失效。經(jīng)檢查試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只在換其中一把刀時(shí)出現(xiàn)此情況，所以排除上述情況。檢查故障刀具，因這把刀為后配刀具，刀柄拉釘過長導(dǎo)致不能夾緊。更換新型刀具后，問題即解決。
（2）某加工中心主軸定位不良，引發(fā)換刀過程中斷。開始時(shí)出現(xiàn)的次數(shù)不多，重新開機(jī)后又能工作，但故障的真正原因是主軸在定向后發(fā)生位置偏移且主軸定位后如果進(jìn)行觸碰，主軸則會產(chǎn)生相反方向的漂移。檢查電氣單元無任何報(bào)警，該機(jī)床的定位采用的是編碼器，而編碼器最易產(chǎn)生的問題是連接問題，所以決定檢查連接部分。
檢查編碼器連接時(shí)發(fā)現(xiàn)，編碼器上連接套的緊定螺釘松動使連接套后退，與主軸連接部分間隙過大使旋轉(zhuǎn)不同步。將緊定螺釘按要求固定好后故障消除。注意，發(fā)生主軸定位方面的故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析處理，先檢查連接部分。
5、刀具夾緊后不能松開
某常用的配套FANUC數(shù)控床，換刀時(shí)，手爪未將主軸中刀具拔出，報(bào)警。手爪不能將主軸刀具拔出的原因有刀庫不能伸出，主軸松刀液壓缸未動作，松刀機(jī)構(gòu)卡死和碟形彈簧壓合過緊。
首先復(fù)位，消除報(bào)警；如不能消除，則停電后再送電開機(jī)。用手動方式將主軸搖下，手動更換主軸刀具，仍不能拔出刀具，故懷疑松刀液壓缸有問題。在主軸后部觀察，松刀缸未動作而氣液轉(zhuǎn)換缸顯示無油，發(fā)現(xiàn)其供油管脫落。重新安裝好供油管后，打開液壓缸放氣塞放氣兩次，松刀恢復(fù)正常。
6、主軸無變速
某數(shù)控機(jī)床在發(fā)出主軸箱變擋指令后，主軸處于慢速來回?fù)u擺狀態(tài)，一直掛不上擋。主軸無變速的原因通常為變擋液壓缸壓力不足、變擋液壓缸損壞、變擋電磁閥損壞、變擋液壓缸拔叉脫落或損壞、變擋液壓缸內(nèi)泄或竄油。經(jīng)檢查，電磁閥正常，油路可以正常切換，液壓缸動作，但沒有反饋信號，負(fù)責(zé)發(fā)出反饋信號的無觸點(diǎn)開關(guān)失效，滑移齒輪變擋后不能發(fā)出反饋信號均可出現(xiàn)此故障。更換新的液壓閥或失效的無觸點(diǎn)開關(guān)后，故障消除。

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