機械設備修理課件 系統(tǒng)故障診斷與維修

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1、機械設備維修工藝機械設備維修工藝精品課程精品課程學習單元學習單元4 數(shù)控機床的維修數(shù)控機床的維修 學習任務學習任務4.1 系統(tǒng)故障診斷與維修系統(tǒng)故障診斷與維修學習單元學習單元4 數(shù)控機床的維修數(shù)控機床的維修 學習任務學習任務4.1 系統(tǒng)故障診斷與維修系統(tǒng)故障診斷與維修任務任務 對數(shù)控機床的機械部件故障進行診斷和維修 對數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)的故障進行診斷與維修 維護數(shù)控機床液壓與氣壓傳動系統(tǒng)數(shù)控機床中的主軸上一頁上一頁下一頁下一頁數(shù)控車床主軸部件數(shù)控車床主軸部件主傳動系統(tǒng)主傳動系統(tǒng)滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副滑動導軌滑動導軌回轉刀架回轉刀架Funac主板主板 進給驅動裝置一、主軸部件的診斷維護一、

2、主軸部件的診斷維護 1維護特點維護特點 數(shù)控機床主軸部件是影響機床加工精度的主要部件，它數(shù)控機床主軸部件是影響機床加工精度的主要部件，它的回轉精度影響工件的加工精度。它的功率大小與回轉速度的回轉精度影響工件的加工精度。它的功率大小與回轉速度影響加工效率；它的自動變速、準停和換刀等影響機床的自影響加工效率；它的自動變速、準停和換刀等影響機床的自動化程度。因此，要求主軸部件具有與本機床工作性能相適動化程度。因此，要求主軸部件具有與本機床工作性能相適應的高回轉精度、剛度、抗振性、耐磨性和低的溫升。在結應的高回轉精度、剛度、抗振性、耐磨性和低的溫升。在結構上，必須很好地解決刀具和工件的裝夾、軸承的配置

3、、軸構上，必須很好地解決刀具和工件的裝夾、軸承的配置、軸承間隙調整和潤滑密封等問題。承間隙調整和潤滑密封等問題。2主軸潤滑主軸潤滑 主軸潤滑主軸潤滑 油氣潤滑方式油氣潤滑方式噴注潤滑方式噴注潤滑方式 3防泄漏防泄漏 在密封件中，被密封的介質往往是以穿滑、溶透或擴散的在密封件中，被密封的介質往往是以穿滑、溶透或擴散的形式越界潤滑到密封連接處的彼側。造成泄漏的基本原因是流形式越界潤滑到密封連接處的彼側。造成泄漏的基本原因是流體從密封面上的間隙中溢出，或是由于密封部件內外兩側密封體從密封面上的間隙中溢出，或是由于密封部件內外兩側密封介質的壓力差或濃度差，致使流體向壓力或濃度低的一側滑動。介質的壓力差

4、或濃度差，致使流體向壓力或濃度低的一側滑動。4主傳動鏈的維護主傳動鏈的維護 熟悉數(shù)控機床主傳動鏈的結構，性能參數(shù)，嚴禁超熟悉數(shù)控機床主傳動鏈的結構，性能參數(shù)，嚴禁超性能使用、性能使用、主傳動鏈出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時，應立即停機排除故主傳動鏈出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時，應立即停機排除故障障-操作者應注意觀察主軸箱溫度，檢查主軸潤滑恒操作者應注意觀察主軸箱溫度，檢查主軸潤滑恒溫油箱，調節(jié)溫度范圍，使油量充足。溫油箱，調節(jié)溫度范圍，使油量充足。使用帶傳動的主軸系統(tǒng)，需定期觀察調整主軸驅使用帶傳動的主軸系統(tǒng)，需定期觀察調整主軸驅動皮帶的松緊程度，防止因皮帶打滑造成的丟轉現(xiàn)象。動皮帶的松緊程度，防止因皮帶打滑造成的丟轉

5、現(xiàn)象。由液壓系統(tǒng)平衡主軸箱重量的平衡系統(tǒng)，需定期觀由液壓系統(tǒng)平衡主軸箱重量的平衡系統(tǒng)，需定期觀察液壓系統(tǒng)的壓力表，當油壓低于要求值時，要進行補油。察液壓系統(tǒng)的壓力表，當油壓低于要求值時，要進行補油。使用液壓撥叉變速的主傳動系統(tǒng)，必須在主軸停車使用液壓撥叉變速的主傳動系統(tǒng)，必須在主軸停車后變速。后變速。使用嚙合式電磁離合器變速的主傳動系統(tǒng)，離合器使用嚙合式電磁離合器變速的主傳動系統(tǒng)，離合器必須在低于必須在低于1-2 r1-2 rminmin的轉速下變速。的轉速下變速。注意保持主軸與刀柄連接部位及刀柄的清潔，防止注意保持主軸與刀柄連接部位及刀柄的清潔，防止對主軸的機械碰擊。對主軸的機械碰擊。每年對

6、主軸潤滑恒溫油箱中的潤滑油更換一次，并每年對主軸潤滑恒溫油箱中的潤滑油更換一次，并清洗過濾器。清洗過濾器。每年清理潤滑油池底一次，并更換液壓泵濾油器。每年清理潤滑油池底一次，并更換液壓泵濾油器。每天檢查主軸潤滑恒溫油箱，使具油量充足，工作每天檢查主軸潤滑恒溫油箱，使具油量充足，工作正常。正常。防止各種雜質進入潤滑油箱，保持油液清潔。防止各種雜質進入潤滑油箱，保持油液清潔。經常檢查軸端及各處密封，防止?jié)櫥鸵旱男孤?。經常檢查軸端及各處密封，防止?jié)櫥鸵旱男孤?。刀具夾緊裝臀長時間使用后，會使活塞桿和拉桿問的間隙加刀具夾緊裝臀長時間使用后，會使活塞桿和拉桿問的間隙加大大,造成拉桿位移量減少，使蝶形彈

7、簧張閉伸縮量不夠，影響刀造成拉桿位移量減少，使蝶形彈簧張閉伸縮量不夠，影響刀具的夾緊，故需及時調整液壓缸活塞的位移量。具的夾緊，故需及時調整液壓缸活塞的位移量。經常檢查壓縮氣氣壓，并調整到標準要求值。足夠的氣壓才經常檢查壓縮氣氣壓，并調整到標準要求值。足夠的氣壓才能使主軸錐孔中的切屑和灰塵清理去徹底。能使主軸錐孔中的切屑和灰塵清理去徹底。5主軸故障診斷主軸故障診斷 故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象 故障原因故障原因 1.1.主軸發(fā)熱主軸發(fā)熱 軸承損傷或不清潔、軸承油軸承損傷或不清潔、軸承油 脂耗盡或油脂過多、軸承間隙過小脂耗盡或油脂過多、軸承間隙過小 2.2.主軸強力主軸強力 電機與主軸傳動的皮帶過松、電機與

8、主軸傳動的皮帶過松、切削停轉切削停轉 皮帶表面有油、離合器松皮帶表面有油、離合器松 3.3.潤滑油潤滑油 潤滑油過量、密封件損傷或失效、潤滑油過量、密封件損傷或失效、泄漏泄漏 管件損壞管件損壞 4.4.主軸噪聲主軸噪聲 缺少潤滑、皮帶輪動平衡不佳、帶輪過緊、缺少潤滑、皮帶輪動平衡不佳、帶輪過緊、齒輪磨損或嚙合間隙過大、軸承損壞齒輪磨損或嚙合間隙過大、軸承損壞5.5.主軸沒有主軸沒有 油泵轉向不正確、油管或油泵轉向不正確、油管或 或潤滑不足或潤滑不足 濾油器堵塞、油壓不足濾油器堵塞、油壓不足6.6.刀具不能刀具不能 蝶形彈簧位移量太小、刀具松夾蝶形彈簧位移量太小、刀具松夾 夾緊彈簧上螺母松動夾緊

9、彈簧上螺母松動7.7.刀具夾緊刀具夾緊 刀具松夾彈簧壓合過緊、液壓缸刀具松夾彈簧壓合過緊、液壓缸后后不能松開不能松開 壓力和行程不夠壓力和行程不夠 小結小結數(shù)控車床主軸部件的維修二、二、滾珠絲杠螺母副和導軌副的故障診斷與維修滾珠絲杠螺母副和導軌副的故障診斷與維修（一）、滾珠絲杠螺母副的特點（一）、滾珠絲杠螺母副的特點1 1摩擦損失小，傳動效率高，可達摩擦損失小，傳動效率高，可達90%96%90%96%2 2傳動靈敏，運動平穩(wěn)，低速時無爬行傳動靈敏，運動平穩(wěn)，低速時無爬行3 3使用壽命長使用壽命長4 4軸向剛度高軸向剛度高5 5具有傳動的可逆性具有傳動的可逆性6 6不能實現(xiàn)自鎖，且速度過高會卡珠

10、不能實現(xiàn)自鎖，且速度過高會卡珠7 7制造工藝復雜，成本高制造工藝復雜，成本高（二）、（二）、滾珠絲杠螺母副的維護滾珠絲杠螺母副的維護(1)軸向間隙的調整軸向間隙的調整 軸向間隙的調整軸向間隙的調整墊片調隙式墊片調隙式螺紋調螺紋調隙式隙式 齒差調隙式齒差調隙式墊片調隙式螺紋調隙式 齒差調隙式 (2)(2)支承軸承的定期檢查支承軸承的定期檢查 應定期檢查絲杠支承應定期檢查絲杠支承與床身的連接是否有松動以及支承軸承是否損壞等與床身的連接是否有松動以及支承軸承是否損壞等 (3)(3)滾珠絲杠螺母副的潤滑滾珠絲杠螺母副的潤滑 潤滑劑可提高耐磨潤滑劑可提高耐磨性及傳動效率。潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂兩大性

11、及傳動效率。潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂兩大類。類。(4)(4)滾珠絲杠的防護滾珠絲杠的防護 滾珠絲杠螺母副和其他滾滾珠絲杠螺母副和其他滾動摩擦的傳動元件一樣，應避免硬質灰塵或切屑污動摩擦的傳動元件一樣，應避免硬質灰塵或切屑污物進入，因此，必須有防護裝置。物進入，因此，必須有防護裝置。三、導軌副的維護與故障診斷三、導軌副的維護與故障診斷因此因此:導軌的性能對進給系統(tǒng)的影響是不容忽視的。導軌導軌的性能對進給系統(tǒng)的影響是不容忽視的。導軌的作用是用來支承和引導運動部件沿著直線或圓周方的作用是用來支承和引導運動部件沿著直線或圓周方向準確運動的。向準確運動的。數(shù)控機床對于導軌有著很高的要求：數(shù)控機床對于導

12、軌有著很高的要求：高速進高速進給時不給時不振動振動能在重能在重載下長載下長期連續(xù)期連續(xù)工作工作低速進低速進給時不給時不爬行爬行耐磨性耐磨性好，精好，精度保持度保持性好性好有高有高的靈的靈敏度敏度（一）（一）導軌的類型和要求導軌的類型和要求 按運動部件的運動軌跡分：直線運動導軌和圓周按運動部件的運動軌跡分：直線運動導軌和圓周運動導軌。運動導軌。按導軌接合面的摩擦性分：滑動導軌、滾動導軌和靜按導軌接合面的摩擦性分：滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌。壓導軌?；瑒訉к売钟校夯瑒訉к売钟校浩胀ɑ瑒訉к壠胀ɑ瑒訉к?塑料滑動導軌塑料滑動導軌1.導軌的類型導軌的類型2導軌的性能要求導軌的性能要求(1)(1)高的

13、導向精度高的導向精度 (2)(2)良好的耐磨性良好的耐磨性 精度喪失的主要因素是導軌的磨損。精度喪失的主要因素是導軌的磨損。(3)(3)足夠的剛度足夠的剛度(4)(4)良好的摩擦特性良好的摩擦特性（二）導軌副的維護與故障診斷（二）導軌副的維護與故障診斷 1導軌副的維護導軌副的維護(1)間隙調整間隙調整1.1.壓板調整間隙。壓板調整間隙。2.2.鑲條調整間隙。鑲條調整間隙。3.3.壓板鑲條調節(jié)間隙。壓板鑲條調節(jié)間隙。壓板調整間隙 鑲條調整間隙(2)滾動導軌的預緊滾動導軌的預緊 為了提高滾動導軌的剛度，必須對滾動導軌預為了提高滾動導軌的剛度，必須對滾動導軌預緊。緊。采用過盈配合。采用過盈配合。常見

14、的預緊方法有兩種：常見的預緊方法有兩種：調整法調整法 (3)導軌的潤滑導軌的潤滑 導軌常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂前者用導軌常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂前者用于滑動導軌，而滾動導軌兩種都用。于滑動導軌，而滾動導軌兩種都用。2導軌的故障診斷導軌的故障診斷滾動導軌的預緊的方法導軌防護罩 四、四、主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修（一）（一）主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 主軸驅動變速目前主要有主軸驅動變速目前主要有3種形式：種形式：一是帶有變速齒輪傳動方式 二是通過帶傳動方式 三是由調速電動機直接驅動的傳動方式FANUC直流主軸電動機的驅動控制示意圖 1 常

15、用主軸驅動系統(tǒng)介紹常用主軸驅動系統(tǒng)介紹FANUC公司主軸驅動系統(tǒng)SIEMENS公司主軸驅動系統(tǒng) MITSUBISH公司主軸驅動系統(tǒng)2主軸伺服系統(tǒng)的常見故障形式主軸伺服系統(tǒng)的常見故障形式常見數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)的故障有以下幾種常見數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)的故障有以下幾種:外界干擾主軸過載主軸定位抖動主軸轉速與進給不匹配轉速偏離指令值 主軸異常噪聲及振動 主軸電動機不轉 磁傳感器的電器準停裝置 2直流主軸伺服系統(tǒng)的日常維護直流主軸伺服系統(tǒng)的日常維護(1)安裝注意事項(2)使用檢查(3)日常維護FANUC直流主軸電動機的驅動控制示意圖 直流伺服電機直流伺服電機直流電機修理直流電機修理3交流主軸伺服系統(tǒng)交

16、流主軸伺服系統(tǒng) 交流伺服電機交流伺服電機 （二）主軸驅動系統(tǒng)的故障診斷與維修實例：（二）主軸驅動系統(tǒng)的故障診斷與維修實例：FANUCFANUC直流主軸驅動系統(tǒng)的故障診斷與維修直流主軸驅動系統(tǒng)的故障診斷與維修 1.FANUC直流主軸驅動系統(tǒng)的保護功能 2.FANUC直流主軸驅動系統(tǒng)使用注意點 3FANUC直流主軸驅動系統(tǒng)的故障診斷 五、進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修五、進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修伺服驅動系統(tǒng)的框圖伺服驅動系統(tǒng)的框圖（一）常見進給驅動系統(tǒng)（一）常見進給驅動系統(tǒng)1.1.直流進給驅動系統(tǒng)直流進給驅動系統(tǒng)（1）FANUC公司直流進給驅動系統(tǒng)公司直流進給驅動系統(tǒng)2.2.交流進給驅動系統(tǒng)交流進給

17、驅動系統(tǒng)（1）FANUC公司交流進給驅動系統(tǒng)公司交流進給驅動系統(tǒng)（2）SIEMENS公司交流進給驅動系統(tǒng)公司交流進給驅動系統(tǒng)3.3.步進驅動系統(tǒng)步進驅動系統(tǒng) 應用范圍：應用范圍：簡易型數(shù)控機床、普通機床簡易型數(shù)控機床、普通機床 的數(shù)控改造。的數(shù)控改造。步進驅動及開環(huán)進給控制步進驅動及開環(huán)進給控制 方式方式1 1轉速反饋與位置反饋信號處理分離。轉速反饋與位置反饋信號處理分離。方式方式2 2編碼器同時作為轉速和位置檢測，編碼器同時作為轉速和位置檢測，處理均在數(shù)控系統(tǒng)中完成。處理均在數(shù)控系統(tǒng)中完成。方式方式3 3編碼器方式同上，處理方式不同。編碼器方式同上，處理方式不同。方式方式4 4數(shù)字式伺服系統(tǒng)

18、。數(shù)字式伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)不同的結構形式，主要體現(xiàn)在檢測信號的反伺服系統(tǒng)不同的結構形式，主要體現(xiàn)在檢測信號的反饋形式上，以帶編碼器的伺服電動機為例，主要形式有：饋形式上，以帶編碼器的伺服電動機為例，主要形式有：（二）伺服系統(tǒng)結構形式（二）伺服系統(tǒng)結構形式伺服系統(tǒng)（方式1）伺服系統(tǒng)（方式2）伺服系統(tǒng)（方式3）伺服系統(tǒng)（方式4）（三）（三）進給伺服系統(tǒng)故障及診斷方法進給伺服系統(tǒng)故障及診斷方法 一一)故障出現(xiàn)后的表現(xiàn)方式：故障出現(xiàn)后的表現(xiàn)方式：超程超程 過載過載 竄動竄動 爬行爬行 振動振動 伺服電動機不轉伺服電動機不轉 位置誤差位置誤差 漂移漂移 機械傳動部件的機械傳動部件的 間隙與松動間隙與松動

19、 二二)故障定位故障定位 三三)進給驅動的故障診斷進給驅動的故障診斷 1.1.直流進給驅動直流進給驅動晶閘管調速是利用速度調晶閘管調速是利用速度調節(jié)器對晶閘管的導通角進行控制，通過改變導節(jié)器對晶閘管的導通角進行控制，通過改變導通角的大小來改變電樞兩端的電壓，從而達到通角的大小來改變電樞兩端的電壓，從而達到調速的目的。調速的目的。2.2.交流進給驅動交流進給驅動因采用交流同步電動機，因采用交流同步電動機，驅動裝置實質上是一個電子換向的直流電動機驅動裝置實質上是一個電子換向的直流電動機驅動裝置。驅動裝置。小結小結六、液壓傳動系統(tǒng)的故障診斷與維護六、液壓傳動系統(tǒng)的故障診斷與維護（一）液壓傳動系統(tǒng)在數(shù)

20、控機床上的應用（一）液壓傳動系統(tǒng)在數(shù)控機床上的應用（二）液壓系統(tǒng)的維護要點（二）液壓系統(tǒng)的維護要點 （三）（三）.液壓系統(tǒng)的點檢液壓系統(tǒng)的點檢（四）（四）液壓系統(tǒng)的故障及維修液壓系統(tǒng)的故障及維修 一）液壓系統(tǒng)常見故障的特征一）液壓系統(tǒng)常見故障的特征 二）液壓元件常見故障及排除二）液壓元件常見故障及排除 1 1液壓泵故障液壓泵故障 2.2.液壓系統(tǒng)的維護要點液壓系統(tǒng)的維護要點控制油液污染，保持油液清潔控制油液污染，保持油液清潔控制液壓系統(tǒng)中油液的溫升控制液壓系統(tǒng)的泄漏?？刂埔簤合到y(tǒng)中油液的溫升控制液壓系統(tǒng)的泄漏。防止液壓系統(tǒng)振動和噪聲嚴格執(zhí)行日常點檢制度防止液壓系統(tǒng)振動和噪聲嚴格執(zhí)行日常點檢制度

21、嚴格執(zhí)行定期緊固、清洗、過濾和更換制度嚴格執(zhí)行定期緊固、清洗、過濾和更換制度 3.3.液壓系統(tǒng)的點檢液壓系統(tǒng)的點檢 元件和管接頭是否有泄漏元件和管接頭是否有泄漏液壓泵和液壓馬達運轉時有否異常噪聲液壓泵和液壓馬達運轉時有否異常噪聲液壓缸移動時是否正常平穩(wěn)液壓缸移動時是否正常平穩(wěn)液壓系統(tǒng)的各點壓力是否正常和穩(wěn)定液壓系統(tǒng)的各點壓力是否正常和穩(wěn)定油液的溫度是否在允許范圍內油液的溫度是否在允許范圍內電氣控制及換向閥工作是否靈敏可靠電氣控制及換向閥工作是否靈敏可靠4 4液壓缸故障及排除方法液壓缸故障及排除方法 供油回路的故障維修供油回路的故障維修 油箱內油量是否在標線范圍內油箱內油量是否在標線范圍內定期對

22、油箱內的油液進行檢驗、過濾、更換定期對油箱內的油液進行檢驗、過濾、更換定期檢查和緊固重要部位的螺釘和接頭定期檢查和緊固重要部位的螺釘和接頭定期檢查、更換密封件定期檢查、更換密封件定期檢查、清洗或更換濾芯和液壓元件定期檢查、清洗或更換濾芯和液壓元件定期檢查清洗油箱和管道定期檢查清洗油箱和管道 七、氣動系統(tǒng)的故障及維修七、氣動系統(tǒng)的故障及維修 （一）、氣動系統(tǒng)在數(shù)控機床上的應用（一）、氣動系統(tǒng)在數(shù)控機床上的應用 驅動對象驅動對象 主軸的松刀主軸的松刀 數(shù)控機床主軸錐孔的吹氣和開關防護門數(shù)控機床主軸錐孔的吹氣和開關防護門 實現(xiàn)機械手的動作實現(xiàn)機械手的動作（二）氣動系統(tǒng)維護的要點（二）氣動系統(tǒng)維護的要

23、點 1.1.維護的要點維護的要點 保證供給潔凈的壓縮空氣（水分、油分、粉塵）。保證供給潔凈的壓縮空氣（水分、油分、粉塵）。保證空氣中含有適量的潤滑油（使氣動控制和執(zhí)行元保證空氣中含有適量的潤滑油（使氣動控制和執(zhí)行元件適度的潤滑）。件適度的潤滑）。采用壓縮空氣調理裝置。采用壓縮空氣調理裝置。保持氣動系統(tǒng)的密封性保持氣動系統(tǒng)的密封性漏氣將增加能量的消耗、導漏氣將增加能量的消耗、導致供氣壓力下降甚至氣動元件工作失常，使用儀表或肥致供氣壓力下降甚至氣動元件工作失常，使用儀表或肥皂水檢漏。皂水檢漏。保證氣動元件中運動零件的靈敏度保證氣動元件中運動零件的靈敏度使用油霧分離使用油霧分離器分離油霧。器分離油霧。保證氣動裝置具有合適的工作壓力和運動速度。保證氣動裝置具有合適的工作壓力和運動速度。2.2.氣動系統(tǒng)的點檢與定檢氣動系統(tǒng)的點檢與定檢 管路系統(tǒng)點檢管路系統(tǒng)點檢主要內容是對冷凝水和潤滑油的管理，主要內容是對冷凝水和潤滑油的管理，還要檢查供氣壓力是否正常、有無漏氣等。還要檢查供氣壓力是否正常、有無漏氣等。氣動元件的定檢氣動元件的定檢主要內容是徹底處理系統(tǒng)的漏氣現(xiàn)象。主要內容是徹底處理系統(tǒng)的漏氣現(xiàn)象。小結小結 氣動系統(tǒng)故障維修實例：刀柄和主軸的故障維修氣動系統(tǒng)故障維修實例：刀柄和主軸的故障維修 （三）氣動系統(tǒng)常見故障及排除（三）氣動系統(tǒng)常見故障及排除 故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象故障排除故障排除