文/佟延平 包洪臣，.沈陽機床（集團）有限責任公司精密數(shù)控機床分公司；.希斯機床（沈陽）有限責任公司

1 機械故障診斷

1.1 概念及意義

機床的機械部分故障就是指其機械系統(tǒng)（包含各零部件、整臺設備或者多臺設備的組合等）在偏離預設狀態(tài)而導致某些或者全部功能喪失的狀況。從多角度出發(fā)，機械故障可以根據(jù)不同的起因、性質(zhì)、影響范圍、發(fā)生頻率以及發(fā)展規(guī)律進行分類。而所謂的機械故障診斷就是指通過對機械系統(tǒng)的實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)機械故障并對其進行精確分析，進而避免機械事故等惡性事件的發(fā)生，有效提高機床的安全性能以及生產(chǎn)效率。機械故障診斷還可以在一定程度上完善設備工藝，削弱甚至消除機床生產(chǎn)過程中的潛在風險。此外，故障診斷改變了傳統(tǒng)的設備維修制度，由定期維修到預知維修的轉化使機床機械系統(tǒng)的經(jīng)濟性、可靠性、安全性得以大幅度提升。

1.2 簡易診斷法

一般來講，機床機械部分的故障診斷包含以下幾個基本模塊：明確運行監(jiān)測狀態(tài)及內(nèi)容；構建檢測系統(tǒng)；提取相關特征；辨析狀態(tài)以及發(fā)展規(guī)律，制定可行性方案。隨著計算機技術、電子監(jiān)測技術的快速發(fā)展，完全憑借感官或者經(jīng)驗來分析故障位置與故障起因的方式顯然已經(jīng)無法適應時代發(fā)展的需要，儀器測試、專家系統(tǒng)診斷逐漸成為大勢所趨。

簡易診斷法就是利用人類的視聽觸嗅等感官，并配以常用的工量工具監(jiān)測、分析機床運行狀況的過程。視就是要檢查機床各部件是否存在松動、裂紋以及其他磨損；檢查潤滑系統(tǒng)有無問題，是否存在干摩擦、漏油、滴油、跑油等狀況；檢查機床外觀，分析其轉動部件是否存在過熱現(xiàn)象；檢查油箱燃油狀態(tài)，比如說顏色、稀稠狀態(tài)、雜質(zhì)沉淀等，以便動態(tài)掌控相關部件的運行狀況；檢查主傳動軸、進給傳動軸以及絲杠等是否存在變形，各主要元件有無跳動問題。聽是要檢查機床運行聲音是否正常，并通過對比分析機床故障的異常噪聲，判斷機床是否存在松動、不平衡等問題。觸是要通過人體觸感檢查機身溫度。采用該種方式時，一定先要彎曲手指，利用食指、中指以及無名指的指背中間部位進行試探性接觸，若溫度不高，無明顯灼痛感時，方可全面接觸機床分析溫升狀態(tài)，以免因盲目探查而造成的人身傷害。

2 機械故障及維修

通常情況下，所有屬于常規(guī)機床機械故障范圍內(nèi)的故障均可以依照常規(guī)機械故障處理條件進行應急處置。但是對于數(shù)空機床而言，其機械構造簡化，且通常采用電氣控制模式，因而數(shù)空機床的機械故障率要遠遠低于普通機床。下面將簡述幾種常見的機械故障維修方法。

2.1 進給傳動鏈故障

因為機床傳動鏈多數(shù)采用滾動摩擦副，所以當運動品質(zhì)下滑時（特別是發(fā)生機械硬碰撞現(xiàn)象時），極易產(chǎn)生反向間隙升高，定位精度不足、機械爬行、軸承噪聲增加等進給傳動鏈故障。進給傳動鏈部分的維修往往與預緊力、松動環(huán)以及補償調(diào)整有著十分緊密的聯(lián)系。

2.2 主軸部件故障

機床刀柄拉緊裝置、自動變檔裝置以及主軸運行精度是導致主軸部件故障的主要因素。采用電氣控制系統(tǒng)之后，機床的變速系統(tǒng)由原始的機械變速箱轉變?yōu)殡姎庾詣诱{(diào)節(jié)裝置，即使配置變速箱的情況，其結構也相當簡化，機械故障率大幅度減少。據(jù)可靠數(shù)據(jù)指出，ATC刀具自動交換裝置故障是數(shù)控機床最為多發(fā)的故障，其所占比重大約為數(shù)控機床整體故障的50%，甚至更高。刀具自動交換裝置故障包含刀庫運動故障、定位精度故障、機械手運動誤差過大以及機械手持刀柄穩(wěn)定性欠佳等，以上故障均會對換刀動作造成不良影響，嚴重的話還會因ATC刀具換刀問題而導致機床自動停車。

2.3 行程開關壓合故障

數(shù)控機床通常會配有很多限位行程開關，而這些限位開關的機械性能與其自身特性都對機床的整體運行狀態(tài)有著或多或少的影響。因此，機床運行一段時間之后，應該注重探尋各運動部件的運動特性以及發(fā)展規(guī)律，做好位置檢查，及時排查運行故障、維修、替換問題元件。

2.4 配套附件故障

機床配套附件由冷卻系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)、防護系統(tǒng)、主軸冷卻以及恒溫裝置、油箱、氣動泵等構成。上述任一元件磨損或者功能喪失都會導致故障，迫使機床停車。因而，應該加大對配套附件的檢查力度。舉例來說，以空氣壓縮作為動力的加工中心，一旦其氣泵壓力不足或儲氣罐漏氣等，機床換刀動作則會無法滿足機床運行要求，進而出現(xiàn)報警及停車現(xiàn)象。只有滿足約束條件，排除上述故障后，機床才能恢復正常運作。

3 結語

綜上所述，機床作為機械加工的關鍵環(huán)節(jié)，其正常運行與否對制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。因此，相關單位應該對機床故障診斷給予高度重視，培養(yǎng)預防維修意識，根據(jù)機床實際使用狀態(tài)的不同，有針對性地選擇故障診斷方法，以便及時維修、更換故障部件，有效提高機床的加工精度以及生產(chǎn)效率，為加工制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有可靠助力。

【參考文獻】

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