哈挺數(shù)控車床潤滑報警的故障分析

宓方瑋 曾 力 陳 濱

(中國工程物理研究院機械制造工藝研究所，四川 綿陽 621900)

一般而言，數(shù)控機床的潤滑控制相對于其它控制系統(tǒng)是比較簡單的，但是在實際工作中貌似簡單的東西里面卻蘊含著大道理。以下是我們在實際故障中遇到的一個數(shù)控車床潤滑故障的案例和分析，通過事后總結(jié)此次維修我們感到受益良多。

1 故障分析及維修

1.1 故障簡介

2013年4月，某單位一臺哈挺數(shù)控車床出現(xiàn)潤滑故障報警，無法清除，影響正常使用，請求我們予以協(xié)助。筆者感覺問題比較簡單，就在電話中建議他們對潤滑油箱進(jìn)行清洗，第二天他們告訴筆者清洗了，故障依舊。到現(xiàn)場后檢查發(fā)現(xiàn)機床開機后潤滑泵就開始打油，油泵壓力4 MPa，2 min后，油泵電動機停止工作，隨即出現(xiàn)1016號報警，機床無法正常執(zhí)行加工。

1.2 故障分析及過程

1016號報警的含義是：Iube System Fault(潤滑系統(tǒng)故障)，原因是：Lube lebel is low or system is blocked or broken(潤滑油液位低或者是潤滑系統(tǒng)堵塞或破損)。該故障會導(dǎo)致機床發(fā)出急停信號。該報警可以通過同時按下E-STOP RESET和ZERO RETURN按鍵暫時清除，但是過一段時間就還會出現(xiàn)報警。

根據(jù)報警號提示，我們首先檢查了潤滑油箱和浮漂限位開關(guān)，沒有發(fā)現(xiàn)問題，中斷開浮漂限位開關(guān)的接線，系統(tǒng)會出現(xiàn)2023號報警：Iube Iebel Iow(潤滑油液位低)。原因是：Low lube lebel or lube pump fault(潤滑油液位低或油泵電機故障)。而油泵電動機可以正常工作，潤滑油是新加滿的，故可以排除浮漂限位開關(guān)和油泵電動機故障的可能性。

通過進(jìn)一步的檢查，我們發(fā)現(xiàn)Lubrication Distribution Block(潤滑分配裝置)下方有一個Pressure Switch(壓力開關(guān))，檢查該壓力開關(guān)，該壓力開關(guān)使用的是常閉信號，通斷正常，同時在數(shù)控系統(tǒng)PLC狀態(tài)診斷畫面上X1.3 LLBEP信號的變化也正常，說明該壓力開關(guān)沒有問題，連接信號也是正常的。

檢查發(fā)現(xiàn)潤滑分配裝置的頂針在潤滑泵工作時沒有動作，壓力開關(guān)始終沒有被觸發(fā)，這個現(xiàn)象明顯不對。用手直接按壓壓力開關(guān)的觸頭，報警未能解除。按理說該機床潤滑系統(tǒng)的檢測開關(guān)應(yīng)該就只有液位和液壓兩個了，而這兩個檢測開關(guān)又都是好的，相應(yīng)的電氣連接也沒有問題，而且我們也模擬了潤滑分配裝置的按壓動作，為什么報警依然沒有消除呢？

上述現(xiàn)象說明一個問題，即潤滑分配裝置沒有接收到潤滑油路傳輸過來的潤滑油。打開潤滑分配裝置的進(jìn)油口，在潤滑泵工作時輸油管沒有油滴出來；進(jìn)一步檢查，打開潤滑油箱出油管發(fā)現(xiàn)該管在潤滑泵工作時幾乎也沒有油滴出來。現(xiàn)在的問題就明確了，輸油回路堵塞。清理油路后，潤滑分配裝置的進(jìn)油口開始出油了，接好接頭，發(fā)現(xiàn)這樣一個現(xiàn)象：潤滑分配裝置的頂針均勻地松開/壓下壓力開關(guān)的觸頭4次，在這4次期間，有4組潤滑油路依次接通并輸油，完成上述動作后，1016號報警沒有出現(xiàn)，機床恢復(fù)正常。

2 原理分析

由于該機床是外單位的設(shè)備，缺乏維修資料，對設(shè)備缺乏了解，事后總結(jié)感覺有很多的經(jīng)驗教訓(xùn)，同時也學(xué)到了新的知識。

該數(shù)控車床采用的是FANUC-18i數(shù)控系統(tǒng)，其潤滑系統(tǒng)由液壓油箱、油泵電動機、四路分油器組成，檢測液位和壓力分別由浮子開關(guān)和壓力開關(guān)實現(xiàn)。其工作原理是：系統(tǒng)上電后，首先啟動潤滑系統(tǒng)的油泵電機，油泵電勸機工作2 min后自動停止；潤滑系統(tǒng)的壓力達(dá)到正常工作的4 MPa后，潤滑系統(tǒng)要完成4個潤滑循環(huán)，即由四路分油器依次完成導(dǎo)軌、主軸、絲杠等4個部位的潤滑，其檢測方式是由壓力開關(guān)通斷4次，PLC檢測到該動作的邏輯信號后，認(rèn)可潤滑完成，否則就認(rèn)為初始化潤滑失敗，從而導(dǎo)致1016號報警。

遞進(jìn)式潤滑系統(tǒng)主要由潤滑油泵、遞進(jìn)工作式分配器以及連接泵到分配器、分配器到各給油部位的各種管材構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)是由潤滑油泵噴出的潤滑油/脂通過遞進(jìn)工作式分配器以遞進(jìn)方式分散供應(yīng)給各潤滑部位。遞進(jìn)式油量分配器是一種將潤滑油量進(jìn)行計量，并同時按一定順序進(jìn)行運行工作的潤滑元件。能將一定量的潤滑油(脂)按規(guī)定順序從出油口依次逐個注出并輸送至潤滑點，既能適用于末端壓力在1～6 MPa的潤滑油潤滑，又能適用于末端壓力在1～5 MPa的潤滑脂潤滑。從結(jié)構(gòu)上分為整體式、片式兩大類，根據(jù)實際應(yīng)用可選擇不同的結(jié)構(gòu)以及不同的組合，可實現(xiàn)周期或近似連續(xù)潤滑。

動作原理：遞進(jìn)式集中潤滑系統(tǒng)在構(gòu)成其系統(tǒng)的遞進(jìn)工作式分配器的動作方式上具有一個特點，遞進(jìn)工作式分配器是分配器內(nèi)部各柱塞在泵送潤滑劑的壓力下依次動作，把潤滑劑分配各給油部位。在潤滑劑由泵壓送至分配器期間，柱塞反復(fù)動作，把潤滑劑分送給各給油部位，隨泵供油量和啟動時間對給油部位各供給次數(shù)和供油量而不同，潤滑泵的啟停時間控制由機床PLC編程設(shè)定。

遞進(jìn)工作式分配器工作原理：主要有片式和塊式兩種類型，在潤滑系統(tǒng)中多采用片式分配器，即每一個遞進(jìn)工作式分配器都由3個起始片、3個終止片和至少3個中間片組成，中間片的數(shù)目從理論上來說可以是N片，但不管數(shù)目是多少都可以和起始片及終止片組成一個完整的整體。中間片每1片均有1個工作活塞和2個出油口，出油口設(shè)在中間片的左右兩端。圖1a所示原理圖，泵送潤滑劑通過進(jìn)油口流入分配器，通過環(huán)形槽到達(dá)活塞Ⅱ和活塞Ⅲ左端，并推動它們向右移動，使活塞容腔中的潤滑劑依次從出油口1和2排出。而當(dāng)活塞Ⅲ到達(dá)右端極限位置后，進(jìn)入分配器的潤滑劑又通過左邊的環(huán)形槽到達(dá)活塞Ⅰ的右端，推動活塞Ⅰ向左移動，使活塞容腔中的潤滑劑從出油口3排出；而圖1b所示的過程在活塞運動方向上正好相反，相應(yīng)的潤滑劑依次從出油口4、5、6排出。只要進(jìn)入遞進(jìn)工作式分配器的潤滑劑維持一定的壓力，分配器就可以連續(xù)工作。只要任何一個中間片中的活塞卡死不能動作，其它中間片的活塞就會全部受阻，整個分配器將停止工作，只要在中間片設(shè)置感應(yīng)活塞動作的接近開關(guān)，可以在活塞受阻時及時報警。

我們在剛開始維修時，沒有認(rèn)識到壓力開關(guān)的作用是檢測潤滑系統(tǒng)時要完成4個潤滑循環(huán)，只是以為壓力開關(guān)的作用是用來檢測潤滑壓力的，所以在檢查到浮子開關(guān)和壓力開關(guān)都正常時感到了困惑，使維修工作走了一點彎路。

3 結(jié)語

維修工作都存在這樣現(xiàn)象，即在沒有解決和查找問題時覺得難，問題解決了回頭再看就覺得簡單了。維修工作最好是要在搞懂原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行，這樣做可以做到有的放矢，使維修效率大大提高；但是在很多場合下，我們也會遇到對陌生設(shè)備或部件進(jìn)行維修，且缺乏相應(yīng)機床資料的情況，在這個摸著石頭過河的時候，維修經(jīng)驗往往會起到很重要的作用。此次維修經(jīng)歷，修完后，感覺問題很簡單，就是油路堵塞的原因，但是要做好事后的總結(jié)，把工作原理搞明白了，對今后的維修工作會有很好的幫助，對自己也是認(rèn)識上的進(jìn)步、經(jīng)驗的積累、技術(shù)能力的提高。