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數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)常見故障分析

發(fā)布者：雪寧    來源：蘇州吉海機電有限公司     發(fā)布時間：2020-9-25

    數(shù)控機床主傳動系統(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，它是用來實現(xiàn)機床主運動的，它將主電機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)控機床的主傳動系統(tǒng)大致可分為4類：無變速的電機與主軸直聯(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、故障實例
    1、主軸切削時停止轉(zhuǎn)動
    （1）加工中心在工作過程中主軸停轉(zhuǎn)。機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，機床正常工作。注意，如果離合器磨損較重需更換摩擦片。同時，按照檢修周期對設(shè)備進行小修，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力切削時突然停轉(zhuǎn)。機床工作時，電機與主軸由皮帶連接。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，要用汽油清洗皮帶表面的油。
    2、主軸發(fā)熱
    （1）數(shù)控機床經(jīng)過長時間工作，發(fā)生主軸過熱現(xiàn)象。此機床使用的是電主軸。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，如果每隔一段時間進行保養(yǎng)維護，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)時發(fā)熱嚴重。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，另一個是內(nèi)藏式主電機。經(jīng)檢查，主軸軸承無問題，是主電機散熱問題所致。解決方法是，采用水或油對主電機循環(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)備嚴格按照使用說明書進行設(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。當機床接到變擋指令后，液壓缸通過撥叉帶動滑移齒輪移動。此時，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，在無負載的情況下，負載表指示超過50％。檢查主軸參數(shù)的設(shè)定，包括對電機、放大器及伺服增益等進行檢查，確認無誤。轉(zhuǎn)而分析機械主傳動系統(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，在脫開機械側(cè)的情況下檢查主軸電機運轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)負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，發(fā)現(xiàn)只在換其中一把刀時出現(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。開始時出現(xiàn)的次數(shù)不多，重新開機后又能工作，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警，該機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，應(yīng)根據(jù)機床的具體結(jié)構(gòu)進行分析處理，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，手爪未將主軸中刀具拔出，報警。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，松刀機構(gòu)卡死和碟形彈簧壓合過緊。
    首先復(fù)位，消除報警；如不能消除，則停電后再送電開機。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)控機床在發(fā)出主軸箱變擋指令后，主軸處于慢速來回搖擺狀態(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，負責發(fā)出反饋信號的無觸點開關(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開關(guān)后，故障消除。



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