胡輝春

（湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410100）

在目前我國(guó)廣大工業(yè)企業(yè)的車(chē)間實(shí)踐布局中，數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、搖臂鉆床、普通車(chē)床等類(lèi)型萬(wàn)能通用機(jī)床仍然是主流設(shè)備，承擔(dān)著機(jī)械零件加工的主要任務(wù)。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，該類(lèi)型機(jī)床存在部件數(shù)量多、機(jī)電故障高發(fā)問(wèn)題，以下針對(duì)部分常見(jiàn)的機(jī)械故障進(jìn)行分析判斷，闡述故障排除方法及預(yù)防措施。

1 數(shù)控車(chē)床電動(dòng)刀架換刀故障分析與處理

1.1 故障現(xiàn)象

某CKA6140數(shù)控車(chē)床電動(dòng)刀架切換到2號(hào)、3號(hào)刀位時(shí)不能反轉(zhuǎn)鎖緊，刀架在轉(zhuǎn)位狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)約15秒左右保護(hù)停機(jī)，復(fù)位后切換到其它兩個(gè)刀位運(yùn)行正常。

1.2 故障分析

該機(jī)床配置的刀架為L(zhǎng)DB4-70四工位電動(dòng)刀架，換刀動(dòng)力為一臺(tái)微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由電機(jī)的正反轉(zhuǎn)完成刀架的抬起、轉(zhuǎn)位、鎖緊，刀架刀位信號(hào)是由安裝于刀架頂部端蓋內(nèi)的發(fā)詢(xún)盤(pán)發(fā)出。當(dāng)操作人員或加工程序發(fā)出換刀指令后，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，刀架松開(kāi)，內(nèi)部的定位齒盤(pán)抬起，刀架體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至預(yù)定刀位，發(fā)詢(xún)盤(pán)發(fā)出刀架刀位信號(hào)，機(jī)床CNC裝置接收到刀位信號(hào)后，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，定位齒盤(pán)落下鎖緊刀架體，完成換刀動(dòng)作。

因1號(hào)、4號(hào)刀位工作正常，基本可以排除刀架電機(jī)主回路故障與刀架機(jī)械問(wèn)題的可能，問(wèn)題應(yīng)該出在2號(hào)、3號(hào)刀位的信號(hào)反饋回路上。刀臺(tái)信號(hào)由SQ1～SQ4四個(gè)傳感器發(fā)出，開(kāi)關(guān)電源正極1L+經(jīng)過(guò)電阻板上的四個(gè)電阻R1、R2、R3、R4分別給四個(gè)霍爾傳感器提供信號(hào)電源。當(dāng)其中某個(gè)傳感器被跟隨刀架體一起旋轉(zhuǎn)的磁鋼靠近時(shí)，霍爾傳感器導(dǎo)通將通過(guò)電阻分配過(guò)來(lái)的17.4V直流電壓降至0.7V左右的低電平，從而使I/O模塊接收到刀架到位信號(hào)。2號(hào)、3號(hào)刀位沒(méi)有反轉(zhuǎn)鎖緊動(dòng)作，就說(shuō)明這兩個(gè)刀位的位置信號(hào)沒(méi)有反饋到I/O模塊，從而發(fā)生上述故障。

1.3 判斷過(guò)程

（1）拆除刀架頂蓋，測(cè)量發(fā)迅盤(pán)電源直流24V正常。

（2）在刀架沒(méi)有回位狀態(tài)測(cè)量四個(gè)霍爾傳感器接線(xiàn)端電壓，這時(shí)所有四個(gè)霍爾傳感器都沒(méi)有被磁鋼感應(yīng)，接線(xiàn)端電壓應(yīng)該均為高電平17.4V左右，實(shí)際檢測(cè)1、4號(hào)刀位電壓正常，2、3號(hào)刀位電壓為零。

（3）測(cè)量電控柜內(nèi)電阻板，四個(gè)電阻輸出電壓均正常。因電控柜與刀架之間的線(xiàn)路連接需經(jīng)過(guò)Z軸拖鏈，拖鏈部位長(zhǎng)期與鐵屑、切削液等接觸，是故障高發(fā)點(diǎn)，應(yīng)該首先確定拖鏈的完整性，線(xiàn)管是否外露。

（4）從機(jī)床后側(cè)打開(kāi)護(hù)罩，發(fā)現(xiàn)拖鏈已嚴(yán)重破損，所有電線(xiàn)均裸露在外，明顯可以看到有斷路現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)測(cè)量確認(rèn)故障點(diǎn)正位于此處。

1.4 故障排除方法

拖鏈破損是引起該故障的主要原因，接好斷線(xiàn)，試機(jī)恢復(fù)正常后，將破損拖鏈接好，電纜套管予以緊固，徹底消除故障隱患。

2 數(shù)控銑床不能松刀故障分析與處理

2.1 故障現(xiàn)象

某XKA5032數(shù)控銑床出現(xiàn)不能松刀故障，表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)松刀旋鈕能明顯聽(tīng)到機(jī)床后方液壓換向閥的動(dòng)作聲音，但是刀具在主軸上無(wú)任何反應(yīng)，液壓電機(jī)工作正常，無(wú)明顯噪音。

2.2 故障分析

該機(jī)床主軸內(nèi)部安裝有拉刀機(jī)構(gòu)，用以快速更換刀具，可以大幅降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升加工效率。

拉刀機(jī)構(gòu)工作原理是利用成組的蝶形彈簧拉緊刀具，在拉緊狀態(tài)下主軸上方的液壓油缸處于上位，與拉刀桿不產(chǎn)生接觸，此時(shí)液壓系統(tǒng)對(duì)于刀具拉緊沒(méi)有任何影響。

當(dāng)主軸換刀時(shí)，一只手托手柄，一只手操縱立銑頭左前方的換刀按鈕，按鈕控制電磁閥動(dòng)作，壓下開(kāi)關(guān)，拉刀機(jī)構(gòu)油路接通，壓力油推動(dòng)活塞卸刀，松開(kāi)開(kāi)關(guān)，刀具拉緊。

液壓控制板裝在機(jī)床床身后面主電機(jī)下方，由一單向齒輪泵供1MPa的壓力油供主軸變速時(shí)使用，使用拉刀機(jī)構(gòu)時(shí)齒輪泵供2MPa的壓力油供拉刀機(jī)構(gòu)卸刀使用，主軸變速或卸刀完畢，壓力油卸壓供主軸箱齒輪潤(rùn)滑，然后回到油箱。

故障顯示液壓泵工作正常，松刀時(shí)電磁閥工作正常，基本可以說(shuō)明電氣控制部分無(wú)故障，故障原因可能為液壓系統(tǒng)壓力過(guò)低，或液壓導(dǎo)致拉刀機(jī)構(gòu)因?yàn)槟撤N原因卡滯，使液壓油缸無(wú)法推動(dòng)拉刀桿實(shí)現(xiàn)松刀。鑒于拉刀機(jī)構(gòu)拆卸困難，不宜作為首選拆卸檢查目標(biāo)，所以先從液壓系統(tǒng)的松刀油壓著手檢查。

2.3 判斷過(guò)程

（1）扳動(dòng)主軸變速手柄至變速位置“1位置”，此時(shí)變速油缸應(yīng)動(dòng)作并推動(dòng)開(kāi)關(guān)將主軸運(yùn)行指示燈熄滅。但是實(shí)際操作，變速機(jī)構(gòu)無(wú)任何動(dòng)作。因?yàn)樽兯贆C(jī)構(gòu)同拉刀機(jī)構(gòu)共用一套液壓機(jī)構(gòu)，基本確定液壓系統(tǒng)壓力不足，引起上述故障。

（2）打開(kāi)床身后方護(hù)罩，開(kāi)機(jī)啟動(dòng)液壓電機(jī)，聽(tīng)液壓電機(jī)雖然運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但是感覺(jué)油泵出口油管無(wú)任何震動(dòng)，查看油壓指示表無(wú)任何油壓，查看油箱油位指示正常，判斷油泵損壞或者因?yàn)槠渌虿荒苌嫌汀?/p>

（3）拆卸油泵電機(jī)，以進(jìn)一步確定故障點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)油泵電機(jī)軸上安裝的4mm單鍵被切斷，電機(jī)與油泵之間的連接失效，電機(jī)空轉(zhuǎn)而引起此次故障。

2.4 故障處理方法

更換損壞的單鍵，安裝電機(jī)即可。安裝之前應(yīng)該仔細(xì)檢查與電機(jī)軸配合的套筒聯(lián)軸器內(nèi)孔尺寸是否合適，一般控制在比電機(jī)軸尺寸大0.02～0.05mm，孔徑過(guò)大必須更換套筒聯(lián)軸器，過(guò)小則不便安裝。另外套筒內(nèi)孔鍵槽尺寸也必須符合技術(shù)要求，鍵槽邊緣不允許出現(xiàn)明顯磨損與圓角，否則予以更換。

還應(yīng)該找到單鍵切斷的原因，預(yù)防故障重復(fù)發(fā)生。一般情況下，鍵切斷的主要原因有兩個(gè)：一是電機(jī)或油泵松動(dòng)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中電機(jī)或油泵產(chǎn)生不規(guī)則的擺動(dòng)和扭曲，使鍵迅速磨損切斷，同時(shí)也會(huì)引起聯(lián)軸器內(nèi)孔的早期磨損；二是油壓調(diào)整過(guò)大，油泵的輸入扭矩超過(guò)了單鍵的最大承受能力而斷裂。因此安裝完成后試機(jī)之前應(yīng)該先將溢流閥調(diào)整至壓力最低位置，待油泵啟動(dòng)后再觀(guān)察油壓表逐步調(diào)整油壓至額定范圍。在鎖刀狀態(tài)電磁換向閥沒(méi)有工作，表1油壓在0.6～0.8MPa范圍，松刀狀態(tài)則表2油壓需達(dá)到2MPa。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)電設(shè)備的維修一定要在詳盡分析設(shè)備原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行，忌盲目自信和隨意操作，遵循四步維修法，徹查原因、徹底解決。在此基礎(chǔ)上思考避免故障重復(fù)發(fā)生的改善方法，更好地為生產(chǎn)服務(wù)。