浅析机床机械故障的诊断及维修

全　威,蔡　杰（.浙江海洋学院,浙江　舟山　36000;　.丽水学院,浙江　丽水　33000）

浅析机床机械故障的诊断及维修

全威1,蔡杰2
（1.浙江海洋学院,浙江舟山316000;2.丽水学院,浙江丽水323000）

数控机床在运行的过程中出现故障的概率逐年增加，其中机械故障又占有较大比重。由于数控机床组成的复杂性，给诊断及维修工作带来了极大困难，也对维修人员提出了更高要求。本文对数控机床常见的机械故障进行了分类与归纳，便于维修人员进行故障识别。在此基础上，给出了机械故障诊断的常用方法和具体步骤。最后，本文就机械故障的维修提出了可行性方案。

数控机床；机械故障；诊断及维修

1　前言

数控机床是现代化加工制造产业必需的设备，具有通用、灵活、高效率和高精度、高质量的特点。但是由于其组成和构造的复杂性，加上机械故障发生时间的随机性及发生部位的不确定性；一旦发生机械故障，维修人员往往难以判对具体故障级及故障部位。这一现实问题需要通过对常见机械故障进行归纳总结，并结合维修经验，确定维修的方案来解决。

2　常见机械故障分类

本文主要从故障产生的原因进行归纳分类，这样有利于维修人员确定故障的特征及成因，从而有针对性地进行诊断及维修工作。（1）磨损性故障：机械系统因使用过程中正常磨损而引发的故障；（2）错用性故障：因操作人员使用不当或操作失误而引发的故障；（3）先天性故障：机床在制造过程中有错误或偏差而引起的故障。

3　机械故障的诊断

3.1常用诊断方法

（1）简易诊断法。简易诊断法主要是通过人体的感官（包括视、听、触、嗅等），借助一些常用的工具和和量具，对机床故障部位进行探测。采用此种方法，需要事先询问故障发生的具体情形、机器的保养情况及曾经发生过的故障，以便进行综合分析。

在进行详细的询问之后，首先使用视觉仔细观察数控机床的部件有无松动、裂纹及其他的损伤，润滑油有无跑、冒、滴、漏现象，机床外表有无明显的颜色变化等。其次，利用听觉判断机床运转的声响，着重听取重、杂、怪、乱的声音，并与正常有节奏的运转声音进行比较。必要时可以借助手锤和电子听诊器进辅助操作。最后，需要利用人类最敏感的触觉感受故障部分的温度情况，判断机器是过冷、正常还是过热。

（2）无损探伤法。无损探伤法是能够在不损伤被检测对象的前提下，查探出可能具有的故障。这种方法适用于探测机床内重要组件及焊缝处的故障。目前常用的无损探伤法有几十种之多，但常用的手段主要有射线探伤、超声波探伤、渗透探伤和磁粉探伤。

其中射线和超声波探伤法主要用于检测机床内部组件的缺陷或故障，其诊断的准确度较高。对于机床表面的损伤，多采取渗透法和磁粉法，能够清晰地发现外部焊缝的开裂和表面的磨损情况。此外，有多现代的探测技术如红外探测和全喜摄影技术也开始应用到机床机械故障的探测之中，但由于其成本较高，大多数的加工制造企业无法负担，因此应用的普遍性较低。

3.2故障诊断流程

（1）故障的初步查找。故障发生的原因具有多样化、综合性的特点，首先要对故障部位及相关的部件通过上述的方法进行初步的查探，大致确定故障发生的相关因素。比如，听到部件之间摩擦声音强烈，则应将所需要考虑的因素确定在润滑油不足或表面磨损过重，或是连接轴承错位这三个方面。

（2）故障因素的排除。如果确定的可以引发故障的因素有多种，需要逐项进行排查。这个过程需要重复利用或者综合利用上述方法的具体环节，比如将听觉诊断和超声波诊断相结合，可以判断部件之间的接合程度、焊缝的疏密程度，通过对照技术手册判断是否存在问题。这样一来，就需要维修者要有丰富的经验和熟练的技术做后盾，也需要维修者对数控机床的结构有非常清晰的认识。

（3）故障原因的确认。在完成故障的排除步骤后，就可以对故障进行确认了。为了保证所确定的因素的准确性，常常需要进行测试，即通过修复具体故障后，使机床在空载、负载的情况下分别运行，通过CRT显示屏观察各项指数，以判断所确定的因素是否为导致故障的因素。若是则进行进一步修理，若不是则需要重复排除步骤和确认步骤，直至找到故障产生的原因。

4　机械故障的维修实例

4.1主轴故障处理

故障现象：车床在转速增加到1200转时，主轴出现明显噪声。

该车床采用的是齿轮变速传动方式，可能产生噪声的原因有以下几点：齿轮之间的咬合不紧密造成冲击和过度摩擦；主轴润滑油不足摩擦产生的噪声；主轴轴承出现问题产生噪声。

具体的维修步骤如下:拆下润滑油储油箱上盖，发现油箱的油在正常水平。进一步检查齿轮咬合的状况，结果正常。同时在变速所用的拨叉上未发现摩擦痕迹。

在排除以上故障后，可确定声响来源于主轴轴承故障。此时应当拆下传动皮带和卡盘，松动前后的螺丝，将主轴卸下，检查其轴承情况。结果发现轴承破裂。在更换新的轴承后，运行机床，噪声明显衰减。

4.2动换刀装置故障处理

故障现象:在自动换刀时，主轴“松刀”动作不能快速完成,所需时间示正常换刀时间的两倍左右。

可能造成主轴松刀时间加长的主要有三点，一是气动系统压力太低；二是主轴“拉刀”系统期间的连接出现问题；三是“松刀”系统的气缸内部出现问题。

具体的操作步骤是：检查工作系统的气压,发现工作压力与技术手册记录相符。之后检查“拉刀”系统，通过视觉触觉及超声波探测未发现故障。

此时可以确定是主轴“松刀”机械出现问题，应当手动进行主轴“松刀”操作,发现气缸的活塞杆缓慢伸出，有明显的气压降低现象。在将气缸打开后发现是密封环老化。更换新的密封环，机器运行正常。

5　小结

只有做好日常的维护工作，才能从根本上降低故障，特别是机械故障发生的频率。其次，面对机床的机械性故障，维修人员应当把握其特点，尽职尽责，耐心地对可能存在的故障因素进行排查，在修理过程中要以保证机床稳定持续运转为第一目的。最后，希望本文的介绍对维修人员有参考意义，能够处理更多的机械类故障，是数控机床发挥最佳的效能。

[1]冯超.数控机床机械故障诊断方式研究[J].数字化用户,2013(05):19-20.

[2]郭俊杰.数控机床机械故障的诊断与维修实例[J].装备制造技术，2010(10):80-81.

[3]黄祥.“望、闻、问、切”在数控机床机械故障诊断中的应用[J].长春大学学报，2012(04):30.

[4]聂晓根.数控机床常见的机械故障诊断与维修实例[J].机械工程师,2011(20):36.

[5]魏姗姗.数控机床机械故障诊断与常规处理方法[J].科技信息,2013(15):50-52.

[6]徐宏.有关机床运行中机械故障诊断与维修[J].科技传播,2010(03):22-23.