《机械设备修理》课件- 系统故障诊断与维修

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1、机械设备维修工艺精 品 课 程学 习 单 元 4 数 控 机 床 的 维 修 学 习 任 务 4.1 系 统 故 障 诊 断 与 维 修 学 习 单 元 4 数 控 机 床 的 维 修 学 习 任 务 4.1 系 统 故 障 诊 断 与 维 修任务 对 数 控 机 床 的 机 械 部 件 故 障 进 行 诊 断 和 维 修 对 数 控 机 床 的 伺 服 系 统 的 故 障 进 行 诊 断 与 维 修 维 护 数 控 机 床 液 压 与 气 压 传 动 系 统 数 控 机 床 中 的 主 轴 上 一 页 下 一 页 数 控 车 床 主 轴 部 件 主 传 动 系 统 滚 珠 丝 杠 螺 母 副

2、 滑 动 导 轨 回 转 刀 架 Funac主 板 进 给 驱 动 装 置 一 、 主 轴 部 件 的 诊 断 维 护 1 维 护 特 点 数 控 机 床 主 轴 部 件 是 影 响 机 床 加 工 精 度 的 主 要 部 件 ， 它的 回 转 精 度 影 响 工 件 的 加 工 精 度 。 它 的 功 率 大 小 与 回 转 速 度影 响 加 工 效 率 ； 它 的 自 动 变 速 、 准 停 和 换 刀 等 影 响 机 床 的 自动 化 程 度 。 因 此 ， 要 求 主 轴 部 件 具 有 与 本 机 床 工 作 性 能 相 适应 的 高 回 转 精 度 、 刚 度 、 抗 振 性 、

3、耐 磨 性 和 低 的 温 升 。 在 结构 上 ， 必 须 很 好 地 解 决 刀 具 和 工 件 的 装 夹 、 轴 承 的 配 置 、 轴承 间 隙 调 整 和 润 滑 密 封 等 问 题 。 2 主 轴 润 滑 主 轴 润 滑 油 气 润 滑 方 式喷 注 润 滑 方 式 3 防 泄 漏 在 密 封 件 中 ， 被 密 封 的 介 质 往 往 是 以 穿 滑 、 溶 透 或 扩 散 的形 式 越 界 润 滑 到 密 封 连 接 处 的 彼 侧 。 造 成 泄 漏 的 基 本 原 因 是 流体 从 密 封 面 上 的 间 隙 中 溢 出 ， 或 是 由 于 密 封 部 件 内 外 两 侧

4、 密 封介 质 的 压 力 差 或 浓 度 差 ， 致 使 流 体 向 压 力 或 浓 度 低 的 一 侧 滑 动 。 4 主 传 动 链 的 维 护 熟 悉 数 控 机 床 主 传 动 链 的 结 构 ， 性 能 参 数 ， 严 禁 超性 能 使 用 、 主 传 动 链 出 现 不 正 常 现 象 时 ， 应 立 即 停 机 排 除 故障 - 操 作 者 应 注 意 观 察 主 轴 箱 温 度 ， 检 查 主 轴 润 滑 恒温 油 箱 ， 调 节 温 度 范 围 ， 使 油 量 充 足 。 使 用 带 传 动 的 主 轴 系 统 ， 需 定 期 观 察 调 整 主 轴 驱动 皮 带 的 松

5、紧 程 度 ， 防 止 因 皮 带 打 滑 造 成 的 丢 转 现 象 。 由 液 压 系 统 平 衡 主 轴 箱 重 量 的 平 衡 系 统 ， 需 定 期 观察 液 压 系 统 的 压 力 表 ， 当 油 压 低 于 要 求 值 时 ， 要 进 行 补 油 。 使 用 液 压 拨 叉 变 速 的 主 传 动 系 统 ， 必 须 在 主 轴 停 车后 变 速 。 使 用 啮 合 式 电 磁 离 合 器 变 速 的 主 传 动 系 统 ， 离 合 器必 须 在 低 于 1-2 r min的 转 速 下 变 速 。 注 意 保 持 主 轴 与 刀 柄 连 接 部 位 及 刀 柄 的 清 洁 ，

6、防 止对 主 轴 的 机 械 碰 击 。 每 年 对 主 轴 润 滑 恒 温 油 箱 中 的 润 滑 油 更 换 一 次 ， 并清 洗 过 滤 器 。 每 年 清 理 润 滑 油 池 底 一 次 ， 并 更 换 液 压 泵 滤 油 器 。 每 天 检 查 主 轴 润 滑 恒 温 油 箱 ， 使 具 油 量 充 足 ， 工 作正 常 。 防 止 各 种 杂 质 进 入 润 滑 油 箱 ， 保 持 油 液 清 洁 。 经 常 检 查 轴 端 及 各 处 密 封 ， 防 止 润 滑 油 液 的 泄 漏 。 刀 具 夹 紧 装 臀 长 时 间 使 用 后 ， 会 使 活 塞 杆 和 拉 杆 问 的 间

7、 隙 加大 ,造 成 拉 杆 位 移 量 减 少 ， 使 蝶 形 弹 簧 张 闭 伸 缩 量 不 够 ， 影 响 刀具 的 夹 紧 ， 故 需 及 时 调 整 液 压 缸 活 塞 的 位 移 量 。 经 常 检 查 压 缩 气 气 压 ， 并 调 整 到 标 准 要 求 值 。 足 够 的 气 压 才能 使 主 轴 锥 孔 中 的 切 屑 和 灰 尘 清 理 去 彻 底 。 5 主 轴 故 障 诊 断 故 障 现 象 故 障 原 因 1.主 轴 发 热 轴 承 损 伤 或 不 清 洁 、 轴 承 油 脂 耗 尽 或 油 脂 过 多 、 轴 承 间 隙 过 小 2.主 轴 强 力 电 机 与 主

8、 轴 传 动 的 皮 带 过 松 、 切 削 停 转 皮 带 表 面 有 油 、 离 合 器 松 3.润 滑 油 润 滑 油 过 量 、 密 封 件 损 伤 或 失 效 、 泄 漏 管 件 损 坏 4.主 轴 噪 声 缺 少 润 滑 、 皮 带 轮 动 平 衡 不 佳 、 带 轮 过 紧 、 齿 轮 磨 损 或 啮 合 间 隙 过 大 、 轴 承 损 坏 5.主 轴 没 有 油 泵 转 向 不 正 确 、 油 管 或 或 润 滑 不 足 滤 油 器 堵 塞 、 油 压 不 足6.刀 具 不 能 蝶 形 弹 簧 位 移 量 太 小 、 刀 具 松 夹 夹 紧 弹 簧 上 螺 母 松 动7.刀 具

9、 夹 紧 刀 具 松 夹 弹 簧 压 合 过 紧 、 液 压 缸后 不 能 松 开 压 力 和 行 程 不 够 小 结 数 控 车 床 主 轴 部 件 的 维 修 二 、 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 和 导 轨 副 的 故 障 诊 断 与 维 修（ 一 ） 、 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 特 点1 摩 擦 损 失 小 ， 传 动 效 率 高 ， 可 达 90%96%2 传 动 灵 敏 ， 运 动 平 稳 ， 低 速 时 无 爬 行3 使 用 寿 命 长4 轴 向 刚 度 高5 具 有 传 动 的 可 逆 性6 不 能 实 现 自 锁 ， 且 速 度 过 高 会 卡 珠7 制 造 工 艺 复

10、 杂 ， 成 本 高 （ 二 ） 、 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 维 护(1)轴 向 间 隙 的 调 整 轴 向 间 隙 的 调 整垫 片 调 隙 式 螺 纹 调隙 式 齿 差 调 隙 式 垫 片 调 隙 式 螺 纹 调 隙 式 齿 差 调隙 式 (2)支 承 轴 承 的 定 期 检 查 应 定 期 检 查 丝 杠 支 承与 床 身 的 连 接 是 否 有 松 动 以 及 支 承 轴 承 是 否 损 坏 等 (3)滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 润 滑 润 滑 剂 可 提 高 耐 磨性 及 传 动 效 率 。 润 滑 剂 可 分 为 润 滑 油 和 润 滑 脂 两 大类 。 (4)滚 珠

11、丝 杠 的 防 护 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 和 其 他 滚动 摩 擦 的 传 动 元 件 一 样 ， 应 避 免 硬 质 灰 尘 或 切 屑 污物 进 入 ， 因 此 ， 必 须 有 防 护 装 置 。 三 、 导 轨 副 的 维 护 与 故 障 诊 断因 此 : 导 轨 的 性 能 对 进 给 系 统 的 影 响 是 不 容 忽 视 的 。 导 轨的 作 用 是 用 来 支 承 和 引 导 运 动 部 件 沿 着 直 线 或 圆 周 方向 准 确 运 动 的 。数 控 机 床 对 于 导 轨 有 着 很 高 的 要 求 ：高 速 进给 时 不振 动 能 在 重载 下 长期 连 续工 作低

12、 速 进给 时 不爬 行 耐 磨 性好 ， 精度 保 持性 好有 高的 灵敏 度 （ 一 ） 导 轨 的 类 型 和 要 求 按 运 动 部 件 的 运 动 轨 迹 分 ： 直 线 运 动 导 轨 和 圆 周运 动 导 轨 。 按 导 轨 接 合 面 的 摩 擦 性 分 ： 滑 动 导 轨 、 滚 动 导 轨 和 静压 导 轨 。 滑 动 导 轨 又 有 ： 普 通 滑 动 导 轨 塑 料 滑 动 导 轨1.导 轨 的 类 型 2 导 轨 的 性 能 要 求(1)高 的 导 向 精 度 (2)良 好 的 耐 磨 性 精 度 丧 失 的 主 要 因 素 是 导 轨 的 磨 损 。(3)足 够 的

13、 刚 度 (4)良 好 的 摩 擦 特 性 （ 二 ） 导 轨 副 的 维 护 与 故 障 诊 断 1 导 轨 副 的 维 护(1)间 隙 调 整 1.压 板 调 整 间 隙 。2.镶 条 调 整 间 隙 。3.压 板 镶 条 调 节 间 隙 。 压 板 调 整 间 隙 镶 条 调 整 间 隙 (2)滚 动 导 轨 的 预 紧 为 了 提 高 滚 动 导 轨 的 刚 度 ， 必 须 对 滚 动 导 轨 预紧 。 采 用 过 盈 配 合 。 常 见 的 预 紧 方 法 有 两 种 ： 调 整 法 (3)导 轨 的 润 滑 导 轨 常 用 的 润 滑 剂 有 润 滑 油 和 润 滑 脂 前 者 用

14、于 滑 动 导 轨 ， 而 滚 动 导 轨 两 种 都 用 。2 导 轨 的 故 障 诊 断 滚 动 导 轨 的 预 紧 的 方 法 导 轨 防 护 罩 四 、 主 轴 伺 服 系 统 故 障 诊 断 与 维 修（ 一 ） 主 轴 伺 服 系 统 故 障 诊 断 与 维 修 主 轴 驱 动 变 速 目 前 主 要 有 3种 形 式 ： 一 是 带 有 变 速 齿 轮 传 动 方 式 二 是 通 过 带 传 动 方 式 三 是 由 调 速 电 动 机 直 接 驱 动 的 传 动 方 式 FANUC直 流 主 轴 电 动 机 的 驱 动 控 制 示 意 图 1 常 用 主 轴 驱 动 系 统 介

15、绍 FANUC公 司 主 轴 驱 动 系 统 SIEMENS公 司 主 轴 驱 动 系 统 MITSUBISH公 司 主 轴 驱 动 系 统2 主 轴 伺 服 系 统 的 常 见 故 障 形 式常 见 数 控 机 床 主 轴 伺 服 系 统 的 故 障 有 以 下 几 种 : 外 界 干 扰 主 轴 过 载 主 轴 定 位 抖 动 主 轴 转 速 与 进 给 不 匹 配 转 速 偏 离 指 令 值 主 轴 异 常 噪 声 及 振 动 主 轴 电 动 机 不 转 磁 传 感 器 的 电 器 准 停 装 置 2 直 流 主 轴 伺 服 系 统 的 日 常 维 护(1) 安 装 注 意 事 项(2)

16、 使 用 检 查(3) 日 常 维 护 FANUC直 流 主 轴 电 动 机 的 驱 动 控 制 示 意 图 直 流 伺 服 电 机 直 流 电 机 修 理 3 交 流 主 轴 伺 服 系 统 交 流 伺 服 电 机 （ 二 ） 主 轴 驱 动 系 统 的 故 障 诊 断 与 维 修 实 例 ： FANUC直 流 主 轴 驱 动 系 统 的 故 障 诊 断 与 维 修 1.FANUC直 流 主 轴 驱 动 系 统 的 保 护 功 能 2.FANUC直 流 主 轴 驱 动 系 统 使 用 注 意 点 3 FANUC直 流 主 轴 驱 动 系 统 的 故 障 诊 断 五 、 进 给 伺 服 系 统

17、 故 障 诊 断 与 维 修伺 服 驱 动 系 统 的 框 图 （ 一 ） 常 见 进 给 驱 动 系 统1.直 流 进 给 驱 动 系 统（ 1） FANUC公 司 直 流 进 给 驱 动 系 统2.交 流 进 给 驱 动 系 统（ 1） FANUC公 司 交 流 进 给 驱 动 系 统（ 2） SIEMENS公 司 交 流 进 给 驱 动 系 统3.步 进 驱 动 系 统 应 用 范 围 ： 简 易 型 数 控 机 床 、 普 通 机 床 的 数 控 改 造 。步进驱动及开环进给控制 方 式 1转 速 反 馈 与 位 置 反 馈 信 号 处 理 分 离 。 方 式 2编 码 器 同 时 作

18、 为 转 速 和 位 置 检 测 ， 处 理 均 在 数 控 系 统 中 完 成 。 方 式 3编 码 器 方 式 同 上 ， 处 理 方 式 不 同 。 方 式 4数 字 式 伺 服 系 统 。 伺 服 系 统 不 同 的 结 构 形 式 ， 主 要 体 现 在 检 测 信 号 的 反馈 形 式 上 ， 以 带 编 码 器 的 伺 服 电 动 机 为 例 ， 主 要 形 式 有 ： （ 二 ） 伺 服 系 统 结 构 形 式 伺 服 系 统 （ 方 式 1） 伺 服 系 统 （ 方 式 2） 伺 服 系 统 （ 方 式 3） 伺 服 系 统 （ 方 式 4） （ 三 ） 进 给 伺 服 系

19、统 故 障 及 诊 断 方 法 一 ) 故 障 出 现 后 的 表 现 方 式 ： 超 程 过 载 窜 动 爬 行 振 动 伺 服 电 动 机 不 转 位 置 误 差 漂 移 机 械 传 动 部 件 的 间 隙 与 松 动 二 ) 故 障 定 位 三 ) 进 给 驱 动 的 故 障 诊 断 1.直 流 进 给 驱 动 晶 闸 管 调 速 是 利 用 速 度 调节 器 对 晶 闸 管 的 导 通 角 进 行 控 制 ， 通 过 改 变 导通 角 的 大 小 来 改 变 电 枢 两 端 的 电 压 ， 从 而 达 到调 速 的 目 的 。 2.交 流 进 给 驱 动 因 采 用 交 流 同 步 电

20、 动 机 ，驱 动 装 置 实 质 上 是 一 个 电 子 换 向 的 直 流 电 动 机驱 动 装 置 。小 结 六 、 液 压 传 动 系 统 的 故 障 诊 断 与 维 护（ 一 ） 液 压 传 动 系 统 在 数 控 机 床 上 的 应 用（ 二 ） 液 压 系 统 的 维 护 要 点 （ 三 ） .液 压 系 统 的 点 检（ 四 ） 液 压 系 统 的 故 障 及 维 修 一 ） 液 压 系 统 常 见 故 障 的 特 征 二 ） 液 压 元 件 常 见 故 障 及 排 除 1 液 压 泵 故 障 2.液 压 系 统 的 维 护 要 点控 制 油 液 污 染 ， 保 持 油 液 清

21、 洁控 制 液 压 系 统 中 油 液 的 温 升 控 制 液 压 系 统 的 泄 漏 。防 止 液 压 系 统 振 动 和 噪 声 严 格 执 行 日 常 点 检 制 度严 格 执 行 定 期 紧 固 、 清 洗 、 过 滤 和 更 换 制 度 3.液 压 系 统 的 点 检 元 件 和 管 接 头 是 否 有 泄 漏液 压 泵 和 液 压 马 达 运 转 时 有 否 异 常 噪 声液 压 缸 移 动 时 是 否 正 常 平 稳液 压 系 统 的 各 点 压 力 是 否 正 常 和 稳 定油 液 的 温 度 是 否 在 允 许 范 围 内电 气 控 制 及 换 向 阀 工 作 是 否 灵 敏

22、 可 靠4 液 压 缸 故 障 及 排 除 方 法 供 油 回 路 的 故 障 维 修 油 箱 内 油 量 是 否 在 标 线 范 围 内定 期 对 油 箱 内 的 油 液 进 行 检 验 、 过 滤 、 更 换定 期 检 查 和 紧 固 重 要 部 位 的 螺 钉 和 接 头定 期 检 查 、 更 换 密 封 件定 期 检 查 、 清 洗 或 更 换 滤 芯 和 液 压 元 件定 期 检 查 清 洗 油 箱 和 管 道 七 、 气 动 系 统 的 故 障 及 维 修 （ 一 ） 、 气 动 系 统 在 数 控 机 床 上 的 应 用 驱 动 对 象 主 轴 的 松 刀 数 控 机 床 主 轴

23、 锥 孔 的 吹 气 和 开 关 防 护 门 实 现 机 械 手 的 动 作 （ 二 ） 气 动 系 统 维 护 的 要 点 1.维 护 的 要 点 保 证 供 给 洁 净 的 压 缩 空 气 （ 水 分 、 油 分 、 粉 尘 ） 。 保 证 空 气 中 含 有 适 量 的 润 滑 油 （ 使 气 动 控 制 和 执 行 元件 适 度 的 润 滑 ） 。 采 用 压 缩 空 气 调 理 装 置 。 保 持 气 动 系 统 的 密 封 性 漏 气 将 增 加 能 量 的 消 耗 、 导致 供 气 压 力 下 降 甚 至 气 动 元 件 工 作 失 常 ， 使 用 仪 表 或 肥皂 水 检 漏

24、。 保 证 气 动 元 件 中 运 动 零 件 的 灵 敏 度 使 用 油 雾 分 离 器 分 离 油 雾 。 保 证 气 动 装 置 具 有 合 适 的 工 作 压 力 和 运 动 速 度 。 2.气 动 系 统 的 点 检 与 定 检 管 路 系 统 点 检 主 要 内 容 是 对 冷 凝 水 和 润 滑 油 的 管 理 ，还 要 检 查 供 气 压 力 是 否 正 常 、 有 无 漏 气 等 。 气 动 元 件 的 定 检 主 要 内 容 是 彻 底 处 理 系 统 的 漏 气 现 象 。小 结 气 动 系 统 故 障 维 修 实 例 ： 刀 柄 和 主 轴 的 故 障 维 修 （ 三 ） 气 动 系 统 常 见 故 障 及 排 除 故 障 现 象 故 障 排 除