數(shù)控車床滾珠絲杠螺母副的診斷與維修兩例

滾珠絲杠螺母副是直線運動與回轉(zhuǎn)運動能相互轉(zhuǎn)換的新型傳動裝置，其結(jié)構(gòu)原理是在絲杠和螺母上都有半圓弧形的螺旋槽，當它們套裝在一起時便形成了滾珠的螺母滾道。螺母上有滾珠回路管道，將幾圈螺母滾道的兩端連接起來，構(gòu)成封閉的循環(huán)滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。當絲杠旋轉(zhuǎn)時，滾珠在滾道內(nèi)既自轉(zhuǎn)又沿滾道循環(huán)轉(zhuǎn)動，從而迫使螺母軸向移動。珠絲杠螺母副具有傳動效率高、摩擦損失小、運動平穩(wěn)、傳動精度高以及給予適當預(yù)緊，可消除絲杠和螺母間隙、反向時無空行程、定位精度高、使用壽命長等特點。因此，被廣泛用于數(shù)控機床等高精度設(shè)備的進給傳動鏈中。

滾珠絲杠螺母副常見故障表現(xiàn)有以下幾種現(xiàn)象：

故障現(xiàn)象一：加工零件粗糙度值過高。

造成此類故障首先考慮是否是由于導軌的潤滑油不足，致使溜板爬行造成的；其次是滾珠絲杠螺母有局部磨損或損壞造成運動不平穩(wěn)。

故障現(xiàn)象二：反向誤差大，加工精度不穩(wěn)定。

這類故障往往是由于絲杠聯(lián)軸器松動、絲杠滑板配合過松及潤滑油不足造成的。

故障現(xiàn)象三：滾珠絲杠在運轉(zhuǎn)中扭矩過大。

這類故障主要是由滑板配合過緊或磨損、滾珠絲杠反向器損壞、絲杠卡死及潤滑油不足造成的。

故障現(xiàn)象四：滾珠絲杠螺母副噪聲。

噪聲主要走來源于滾珠絲杠軸承壓蓋壓合不良、絲杠與滑板配合過松、電動機與絲杠聯(lián)軸器松動、滾珠破損。

筆者根據(jù)下列兩例典型的故障，簡要分析故障產(chǎn)生的原因及解決方法。

典例一：一臺型號為CJK6140H數(shù)控車床加工過程中發(fā)現(xiàn)Z軸反向誤差大，加工精度不穩(wěn)定。同時，快速移動Z軸時，伴隨的有噪聲。通過對Z軸重復(fù)定位精度檢測發(fā)現(xiàn)Z軸誤差在0.26mm左右。

故障分析與解決：作為維修人員，首先想到的是這臺數(shù)控車床已經(jīng)使用五年左右，可能是絲杠軸滑板配合壓板及楔鐵長期磨損造成配合間隙過大引起的。筆者重新調(diào)整或研磨大滑板前后壓板并對中滑板楔鐵適當預(yù)緊，并用0.03mm塞尺進行檢測。筆者重新開機試機后發(fā)現(xiàn)問題依然存在。筆者此時可以確認是滾珠絲杠螺母副和聯(lián)軸器的問題。于是，筆者用手握住Z軸絲杠來回轉(zhuǎn)動，并未發(fā)現(xiàn)異常。為了確保此處沒有問題，筆者又打開Z軸伺服電機及Z軸防護罩，首先確認聯(lián)軸器并沒有松動，然后筆者松開絲母與滑板連接螺釘，讓絲母與滑板脫離，筆者此時發(fā)現(xiàn)兩個產(chǎn)生該故障的主要原因：（1）滾珠絲杠螺母副的左右兩螺母已經(jīng)松動；（2）絲杠長期沒有潤滑已經(jīng)銹跡斑斑。這告訴我們：造成雙螺母的松動原因是由于潤滑不良導致滾珠和絲杠磨損。處理這個問題首要做的是檢查并恢復(fù)此處以及整個機床潤滑系統(tǒng)，其次才是調(diào)隙。

通過圖示，可以看出該滾珠絲杠螺母副是采用雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)整墊片的厚度使左、右兩壓鉚螺母柱產(chǎn)生軸向相對位移，即可達到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的作用。對于雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)的滾珠絲杠螺母副，一般以反向間隙大小作為加厚墊片厚度的依據(jù)。通過加厚墊片消除間隙，滾珠與絲杠的接觸面積將有所減小，但不影響其正常使用。于是，筆者松開螺釘，拿下壓板，將墊片取下，按照該墊片形狀加工了一個比現(xiàn)有墊片厚0.26mm的墊片，安裝完成好后，再次試機，Z軸誤差已被控制。

典例二：一臺型號為CKA6136的數(shù)控車床在加工過程中，現(xiàn)在X軸坐標值改變但X軸滑板不動，查看Z軸正常。

故障分析與解決：出現(xiàn)這種情況，只有兩方面原因：（1）連接X軸電機與絲杠的同步帶折斷；（2）就是X軸的絲杠折斷。

筆者打開X向滑板防護罩，同步帶沒有折斷。松掉滑板上四個鎖緊螺釘，移開滑板，的確是X軸絲杠折斷，同時發(fā)現(xiàn)，滑板與螺母之間的墊片在絲杠下面。詢問操作工得知，半個月前這臺數(shù)控車床由于絲杠上面的軸承磨損，機修工把絲杠拆卸后更換過軸承。

造成絲杠折斷的原因就是由于機修工在安裝過程中墊片脫落，使絲杠被鎖緊螺釘高高抬起，從而導致絲杠扭斷。這種情況唯一的解決方法就是更換滾珠絲杠螺母副。

以上關(guān)于滾珠絲杠螺母副的故障提醒我們：潤滑系統(tǒng)直接影響滾珠絲杠螺母的正常工作。所以，在數(shù)控機床的日常維護和保養(yǎng)中，首先要確保機床潤滑系統(tǒng)。對于絲杠螺母的潤滑，如果采用油脂，則定期潤滑；如果使用潤滑油時則要潤滑系統(tǒng)暢通。同時也要求我們維修人員，專業(yè)知識面要廣，要勤于學習，善于分析，具有較強的動手能力，對于沒有見過的故障，要先熟悉情況，后動手，不要盲目蠻干，以免造成不必要的損失。

（作者單位 河南省許昌市高級技工學校）