淺析機床機械故障的診斷及維修

全　威,蔡　杰（.浙江海洋學院,浙江　舟山　36000;　.麗水學院,浙江　麗水　33000）

淺析機床機械故障的診斷及維修

全威1,蔡杰2
（1.浙江海洋學院,浙江舟山316000;2.麗水學院,浙江麗水323000）

數控機床在運行的過程中出現故障的概率逐年增加，其中機械故障又占有較大比重。由于數控機床組成的復雜性，給診斷及維修工作帶來了極大困難，也對維修人員提出了更高要求。本文對數控機床常見的機械故障進行了分類與歸納，便于維修人員進行故障識別。在此基礎上，給出了機械故障診斷的常用方法和具體步驟。最后，本文就機械故障的維修提出了可行性方案。

數控機床；機械故障；診斷及維修

1　前言

數控機床是現代化加工制造產業必需的設備，具有通用、靈活、高效率和高精度、高質量的特點。但是由于其組成和構造的復雜性，加上機械故障發生時間的隨機性及發生部位的不確定性；一旦發生機械故障，維修人員往往難以判對具體故障級及故障部位。這一現實問題需要通過對常見機械故障進行歸納總結，并結合維修經驗，確定維修的方案來解決。

2　常見機械故障分類

本文主要從故障產生的原因進行歸納分類，這樣有利于維修人員確定故障的特征及成因，從而有針對性地進行診斷及維修工作。（1）磨損性故障：機械系統因使用過程中正常磨損而引發的故障；（2）錯用性故障：因操作人員使用不當或操作失誤而引發的故障；（3）先天性故障：機床在制造過程中有錯誤或偏差而引起的故障。

3　機械故障的診斷

3.1常用診斷方法

（1）簡易診斷法。簡易診斷法主要是通過人體的感官（包括視、聽、觸、嗅等），借助一些常用的工具和和量具，對機床故障部位進行探測。采用此種方法，需要事先詢問故障發生的具體情形、機器的保養情況及曾經發生過的故障，以便進行綜合分析。

在進行詳細的詢問之后，首先使用視覺仔細觀察數控機床的部件有無松動、裂紋及其他的損傷，潤滑油有無跑、冒、滴、漏現象，機床外表有無明顯的顏色變化等。其次，利用聽覺判斷機床運轉的聲響，著重聽取重、雜、怪、亂的聲音，并與正常有節奏的運轉聲音進行比較。必要時可以借助手錘和電子聽診器進輔助操作。最后，需要利用人類最敏感的觸覺感受故障部分的溫度情況，判斷機器是過冷、正常還是過熱。

（2）無損探傷法。無損探傷法是能夠在不損傷被檢測對象的前提下，查探出可能具有的故障。這種方法適用于探測機床內重要組件及焊縫處的故障。目前常用的無損探傷法有幾十種之多，但常用的手段主要有射線探傷、超聲波探傷、滲透探傷和磁粉探傷。

其中射線和超聲波探傷法主要用于檢測機床內部組件的缺陷或故障，其診斷的準確度較高。對于機床表面的損傷，多采取滲透法和磁粉法，能夠清晰地發現外部焊縫的開裂和表面的磨損情況。此外，有多現代的探測技術如紅外探測和全喜攝影技術也開始應用到機床機械故障的探測之中，但由于其成本較高，大多數的加工制造企業無法負擔，因此應用的普遍性較低。

3.2故障診斷流程

（1）故障的初步查找。故障發生的原因具有多樣化、綜合性的特點，首先要對故障部位及相關的部件通過上述的方法進行初步的查探，大致確定故障發生的相關因素。比如，聽到部件之間摩擦聲音強烈，則應將所需要考慮的因素確定在潤滑油不足或表面磨損過重，或是連接軸承錯位這三個方面。

（2）故障因素的排除。如果確定的可以引發故障的因素有多種，需要逐項進行排查。這個過程需要重復利用或者綜合利用上述方法的具體環節，比如將聽覺診斷和超聲波診斷相結合，可以判斷部件之間的接合程度、焊縫的疏密程度，通過對照技術手冊判斷是否存在問題。這樣一來，就需要維修者要有豐富的經驗和熟練的技術做后盾，也需要維修者對數控機床的結構有非常清晰的認識。

（3）故障原因的確認。在完成故障的排除步驟后，就可以對故障進行確認了。為了保證所確定的因素的準確性，常常需要進行測試，即通過修復具體故障后，使機床在空載、負載的情況下分別運行，通過CRT顯示屏觀察各項指數，以判斷所確定的因素是否為導致故障的因素。若是則進行進一步修理，若不是則需要重復排除步驟和確認步驟，直至找到故障產生的原因。

4　機械故障的維修實例

4.1主軸故障處理

故障現象：車床在轉速增加到1200轉時，主軸出現明顯噪聲。

該車床采用的是齒輪變速傳動方式，可能產生噪聲的原因有以下幾點：齒輪之間的咬合不緊密造成沖擊和過度摩擦；主軸潤滑油不足摩擦產生的噪聲；主軸軸承出現問題產生噪聲。

具體的維修步驟如下:拆下潤滑油儲油箱上蓋，發現油箱的油在正常水平。進一步檢查齒輪咬合的狀況，結果正常。同時在變速所用的撥叉上未發現摩擦痕跡。

在排除以上故障后，可確定聲響來源于主軸軸承故障。此時應當拆下傳動皮帶和卡盤，松動前后的螺絲，將主軸卸下，檢查其軸承情況。結果發現軸承破裂。在更換新的軸承后，運行機床，噪聲明顯衰減。

4.2動換刀裝置故障處理

故障現象:在自動換刀時，主軸“松刀”動作不能快速完成,所需時間示正常換刀時間的兩倍左右。

可能造成主軸松刀時間加長的主要有三點，一是氣動系統壓力太低；二是主軸“拉刀”系統期間的連接出現問題；三是“松刀”系統的氣缸內部出現問題。

具體的操作步驟是：檢查工作系統的氣壓,發現工作壓力與技術手冊記錄相符。之后檢查“拉刀”系統，通過視覺觸覺及超聲波探測未發現故障。

此時可以確定是主軸“松刀”機械出現問題，應當手動進行主軸“松刀”操作,發現氣缸的活塞桿緩慢伸出，有明顯的氣壓降低現象。在將氣缸打開后發現是密封環老化。更換新的密封環，機器運行正常。

5　小結

只有做好日常的維護工作，才能從根本上降低故障，特別是機械故障發生的頻率。其次，面對機床的機械性故障，維修人員應當把握其特點，盡職盡責，耐心地對可能存在的故障因素進行排查，在修理過程中要以保證機床穩定持續運轉為第一目的。最后，希望本文的介紹對維修人員有參考意義，能夠處理更多的機械類故障，是數控機床發揮最佳的效能。

[1]馮超.數控機床機械故障診斷方式研究[J].數字化用戶,2013(05):19-20.

[2]郭俊杰.數控機床機械故障的診斷與維修實例[J].裝備制造技術，2010(10):80-81.

[3]黃祥.“望、聞、問、切”在數控機床機械故障診斷中的應用[J].長春大學學報，2012(04):30.

[4]聶曉根.數控機床常見的機械故障診斷與維修實例[J].機械工程師,2011(20):36.

[5]魏姍姍.數控機床機械故障診斷與常規處理方法[J].科技信息,2013(15):50-52.

[6]徐宏.有關機床運行中機械故障診斷與維修[J].科技傳播,2010(03):22-23.