机床机械故障维修的诊断及方法之我见

文/佟延平 包洪臣，.沈阳机床（集团）有限责任公司精密数控机床分公司；.希斯机床（沈阳）有限责任公司

1 机械故障诊断

1.1 概念及意义

机床的机械部分故障就是指其机械系统（包含各零部件、整台设备或者多台设备的组合等）在偏离预设状态而导致某些或者全部功能丧失的状况。从多角度出发，机械故障可以根据不同的起因、性质、影响范围、发生频率以及发展规律进行分类。而所谓的机械故障诊断就是指通过对机械系统的实时监控，及时发现机械故障并对其进行精确分析，进而避免机械事故等恶性事件的发生，有效提高机床的安全性能以及生产效率。机械故障诊断还可以在一定程度上完善设备工艺，削弱甚至消除机床生产过程中的潜在风险。此外，故障诊断改变了传统的设备维修制度，由定期维修到预知维修的转化使机床机械系统的经济性、可靠性、安全性得以大幅度提升。

1.2 简易诊断法

一般来讲，机床机械部分的故障诊断包含以下几个基本模块：明确运行监测状态及内容；构建检测系统；提取相关特征；辨析状态以及发展规律，制定可行性方案。随着计算机技术、电子监测技术的快速发展，完全凭借感官或者经验来分析故障位置与故障起因的方式显然已经无法适应时代发展的需要，仪器测试、专家系统诊断逐渐成为大势所趋。

简易诊断法就是利用人类的视听触嗅等感官，并配以常用的工量工具监测、分析机床运行状况的过程。视就是要检查机床各部件是否存在松动、裂纹以及其他磨损；检查润滑系统有无问题，是否存在干摩擦、漏油、滴油、跑油等状况；检查机床外观，分析其转动部件是否存在过热现象；检查油箱燃油状态，比如说颜色、稀稠状态、杂质沉淀等，以便动态掌控相关部件的运行状况；检查主传动轴、进给传动轴以及丝杠等是否存在变形，各主要元件有无跳动问题。听是要检查机床运行声音是否正常，并通过对比分析机床故障的异常噪声，判断机床是否存在松动、不平衡等问题。触是要通过人体触感检查机身温度。采用该种方式时，一定先要弯曲手指，利用食指、中指以及无名指的指背中间部位进行试探性接触，若温度不高，无明显灼痛感时，方可全面接触机床分析温升状态，以免因盲目探查而造成的人身伤害。

2 机械故障及维修

通常情况下，所有属于常规机床机械故障范围内的故障均可以依照常规机械故障处理条件进行应急处置。但是对于数空机床而言，其机械构造简化，且通常采用电气控制模式，因而数空机床的机械故障率要远远低于普通机床。下面将简述几种常见的机械故障维修方法。

2.1 进给传动链故障

因为机床传动链多数采用滚动摩擦副，所以当运动品质下滑时（特别是发生机械硬碰撞现象时），极易产生反向间隙升高，定位精度不足、机械爬行、轴承噪声增加等进给传动链故障。进给传动链部分的维修往往与预紧力、松动环以及补偿调整有着十分紧密的联系。

2.2 主轴部件故障

机床刀柄拉紧装置、自动变档装置以及主轴运行精度是导致主轴部件故障的主要因素。采用电气控制系统之后，机床的变速系统由原始的机械变速箱转变为电气自动调节装置，即使配置变速箱的情况，其结构也相当简化，机械故障率大幅度减少。据可靠数据指出，ATC刀具自动交换装置故障是数控机床最为多发的故障，其所占比重大约为数控机床整体故障的50%，甚至更高。刀具自动交换装置故障包含刀库运动故障、定位精度故障、机械手运动误差过大以及机械手持刀柄稳定性欠佳等，以上故障均会对换刀动作造成不良影响，严重的话还会因ATC刀具换刀问题而导致机床自动停车。

2.3 行程开关压合故障

数控机床通常会配有很多限位行程开关，而这些限位开关的机械性能与其自身特性都对机床的整体运行状态有着或多或少的影响。因此，机床运行一段时间之后，应该注重探寻各运动部件的运动特性以及发展规律，做好位置检查，及时排查运行故障、维修、替换问题元件。

2.4 配套附件故障

机床配套附件由冷却系统、排屑系统、防护系统、主轴冷却以及恒温装置、油箱、气动泵等构成。上述任一元件磨损或者功能丧失都会导致故障，迫使机床停车。因而，应该加大对配套附件的检查力度。举例来说，以空气压缩作为动力的加工中心，一旦其气泵压力不足或储气罐漏气等，机床换刀动作则会无法满足机床运行要求，进而出现报警及停车现象。只有满足约束条件，排除上述故障后，机床才能恢复正常运作。

3 结语

综上所述，机床作为机械加工的关键环节，其正常运行与否对制造产业的发展起着举足轻重的作用。因此，相关单位应该对机床故障诊断给予高度重视，培养预防维修意识，根据机床实际使用状态的不同，有针对性地选择故障诊断方法，以便及时维修、更换故障部件，有效提高机床的加工精度以及生产效率，为加工制造产业的可持续发展提供有可靠助力。

【参考文献】

[1]程帝斌，杨向东.浅谈数控机床电气.机械故障检测与维修方法[J].科学咨询(决策管理)，2017(10).

[2]李有智.机床数控系统常见故障诊断方法[J].科技创新导报，2016(14).