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监测数控机床机械运动故障诊断的状态
发布时间:2015-10-15   点击次数:1277次

数控机床机械运动故障诊断,就是对数控设备系统所处的状态进行监测,判断其是否正常,当出现异常时分析其产生的原因和部位,并预报其发展趋势。机械故障是数控机床zui容易和zui经常出现的故障。机械方面的故障主要发生在机床主机的各运动执行机构中,如主运动系统的主轴,进给运动系统的各坐标轴,自动换刀装置中的刀库、机械手,以及驱动这些运动执行机构的动力源(伺服电动机)。此外,还有润滑、液压、气动等方面的故障。 

数控机床机械故障诊断包括对机床运行状态的识别、预测和监视3个方面的内容。通过对数控机床机械装置的某些特征参数,如振动、噪声和温度等进行测定,将测定值与规定的正常值进行比较,以判断机械装置的工作状态是否正常。若对机械装置进行定期或连续监测,便可获得机械装置状态变化的趋势性规律,从而对机械装置的运行状态进行预测和预报。 
1)问问就是询问机床故障发生的经过,弄清故障是突发的,还是渐发的。操作者一般熟知机床性能,故障发生时又在现场耳闻目睹,所提供的情况对故障的分析是很有帮助 
的。通常应询问下列情况: 
①机床开动时有哪些异常现象。 
②对比故障前后工件的精度和表面粗糙度,以便分析故障产生的原因。 
③传动系统是否正常,出力是否均匀,背吃刀量和走刀量是否减小等。 
④润滑油品牌号是否符合规定,用量是否适当。 
⑤机床何时进行过保养检修等。 
2)看 
①看转速。观察主传动速度的变化,如带传动的线速度变慢,可能是传动带过松或负荷太大;对主传动系统中的齿轮,主要看它是否跳动、摆动;对传动轴主要看它是否弯曲或晃动。 
②看颜色。如果机床转动部位,特别是主轴和轴承运转不正常,就会发热。长时间升温会使机床外表颜色发生变化,大多呈黄色。油箱里的油也会因温升过高而变稀,颜色变样;有时也会因长时间不换油、杂质过多或油变质,而变成深墨色。 
③看伤痕。机床零部件碰伤损坏部位很容易发现,若发现裂纹时,应作一记号,隔一段时间后再比较它的变化情况,以便进行综合分析。 
④看工件。从工件来判别机床的好坏。若车削后的工件表面粗糙度R。数值大,主要是 
由于主轴与轴承之间的间隙过大,溜板、刀架等压板模铁有松动以及滚珠丝杠预紧松动等原因所致。若是磨削后的表面粗糙度尺。数值大,这主要是由于主轴或砂轮动平衡差,机床出现共振以及工作台爬行等原因所引起的。若工件表面出现波纹,则看波纹数是否与机床主轴传动齿轮的啮合频率相等,如果相等,则表明主轴齿轮啮合不良是故障的主要原因。 
⑤看变形。主要观察机床的传动轴、滚珠丝杠是否变形;直径大的带轮和齿轮的端面是否跳动。 
⑥看油箱与切削液箱。主要观察油或切削液是否变质,确定其能否能继续使用。 
3)听用以判别机床运转是否正常。一般运行正常的机床,其声响具有一定的音律和节奏,并保持持续的稳定。机械运动发出的正常声响大致可归纳为以下几种: 
①一般作旋转运动的机件,在运转区间较小或处于封闭系统时,多发出平静的“嗖嗖"声;若处于非封闭系统或运行区较大时,多发出较大的蜂鸣声;各种大型机床则产生低沉而振动声浪很大的轰隆声。 
②正常运行的齿轮副,一般在低速下无明显的声响;链轮和齿条传动副一般发出平稳的“嘟嘟"声;直线往复运动的机件,一般发出周期性的“咯噔"声;常见的凸轮顶杆机构、曲柄连杆机构和摆动摇杆机构等,通常都发出周期性的“嘀嗒"声;多数轴承副一般 
无明显的声响,借助传感器(通常用金属杆或螺钉旋具)可听到较为清晰的“嘤嘤"声。 
③各种介质的传输设备产生的输送声,一般均随传输介质的特性而异。如气体介质多为“呼呼"声;流体介质为“哗哗"声;固体介质发出“沙沙"声或“呵哕呵哕"的声响。 
掌握正常声响及其变化,并与故障时的声音相对比,是“听觉诊断"的关键。下面介绍几种一般容易出现的异声。 
①摩擦声。声音尖锐而短促,常常是两个接触面相对运动的研磨。如带打滑或主轴轴承及传动丝杠副之间缺少润滑油,均会产生这种异声。 
②泄漏声。声小而长,连续不断,如漏风、漏气和漏液等。 
③冲击声。声音低而沉闷,如气缸内的间断冲击声,一般是由于螺栓松动或内部有其他异物碰击。 
④对比声。用手锤轻轻敲击来鉴别零件是否有缺陷。有裂纹的零件敲击后发出的声音就不那么清脆。 
4)触用手感来判别机床的故障,通常有以下几方面: 
①温升。人的手指触觉是很灵敏的,能相当可靠地判断各种异常的温升,其误差可准确到3~5℃。根据经验,当机床温度在0℃左右时,手指感觉冰凉,长时间触摸会产生刺骨的痛感;lOoC左右时,手感较凉,但可忍受;20℃左右时,手感到稍凉,随着接触时间延长,手感潮温;300C左右时,手感微温有舒适感;40℃左右时,手感如触摸高烧病人;50。C以上时,手感较烫,如掌心扪的时间较长可有汗感;60℃左右时,手感很烫,但可忍受10s左右;70C左右时,手有灼痛感,且手的接触部位很快出现红色;800C以上时,瞬时接触手感“麻辣火烧",时间过长,可出现烫伤。为了防止手指烫伤,应注意手的触摸方法,一般先用右手并拢的食指、中指和无名指指背中节部位轻轻触及机件表面,断定对皮肤无损害后,才可用手指肚或手掌触摸。 
②振动。轻微振动可用手感鉴别,至于振动的大小可找一个固定基点,用一只手去同时触摸便可以比较出振动的大小。 
③伤痕和波纹。肉眼看不清的伤痕和波纹,若用手指去摸则可很容易地感觉出来。摸的方法是对圆形零件要沿切向和轴向分别去摸;对平面则要左右、前后均匀去摸。摸时不能用力太大,只需轻轻把手指放在被检查面上接触便可。 
④爬行。用手摸可直观地感觉出来,造成爬行的原因很多,常见的是润滑油不足或选择不当;活塞密封过紧或磨损造成机械摩擦阻力加大;液压系统进入空气或压力不足等。 
⑤松紧程度。用于转动主轴或摇动手轮,即可感到接触部位的松紧是否均匀适当,从而可判断出这些部位的松紧是否合适。 
5)嗅 由于剧烈摩擦或电器元件绝缘破损短路,使附着的油脂或其他可燃物质发生氧化蒸发或燃烧产生油烟气、焦糊气等异味,应用嗅觉诊断的方法可收到较好的效果。 
上述实用诊断技术的主要诊断方法,实用简便、相当有效,但有一定的局限性。 
在机械故障出现以前,可以通过精心维护、保养来延长机件的寿命。当故障发生以后,一般轻微的故障,可以通过精心调整来解决,如调整配合间隙、供油量、液(气)压力、流量、轴承及滚珠丝杠的预紧力,采取堵漏等措施。对于已磨损、损坏或丧失功能的零部件,则通过修复或更换的办法来排除故障。


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