海科特机床HEC1600典型故障分析

2020-08-13中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213100荆黎杰符志晶印文博

金属加工(冷加工) 2020年8期

■ 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 (江苏常州 213100）蔡进荆黎杰符志晶印文博

我公司有一台德国海科特数控卧式加工中心HEC1600，主要用于齿轮箱体的加工。该机床的主轴转速最高可达10 000r/min，主轴内部的冷却效果至关重要，没有冷却作用的主轴会出现主轴精度的变化，此情况严重的会导致主轴报废。在使用过程中，主轴内冷却液流量的问题频繁出现，当机床出现报警号700222（镗杆内冷却液流量不足）时，会导致加工停止。

1. 故障现象与原因分析

机床有一套独立的主轴冷却系统，主要用于主轴内部轴承和镗杆的冷却，经过对冷却系统的分析发现，主轴在高速运转的情况下，会产生很高热量，这套系统对于主轴的冷却有着良好的效果，起着重要的保护作用。我们现在遇到的问题就是主轴内部冷却的流量监测频繁发生报警，发生这样的报警，机床各运动轴会立即停止运行，程序加工无法正常进行。

分析原因主要有：①水箱内部的水量低于最低液位，导致流量不足。②镗杆内部太脏而堵塞，导致流量不足。

2. 解决方案

（1）第一种情况我们在检查水箱时发现，水箱的水位一直在降低，而且每次报警时，水箱水位到达下限位，说明主轴内冷系统出现严重的漏水情况。经过仔细查找，发现镗杆内冷旋转机构内部的密封圈磨损严重，导致水箱的水不断消耗，如图1所示，直至出现报警。起初的解决方案是不断地加水，采用国产密封圈进行替代，但是在主轴高速旋转下，国产密封圈支撑不了一个月，然后继续漏水。等待了两个月的进口密封圈，效果也不是很好，两个月后仍会出现漏水情况。在这种情况下，分析原因主要是镗杆内冷旋转接头内部的转轴磨损严重，如图2所示，密封圈的更换已经是治标不治本的方法。通过购买新的旋转接头进行更换，终于解决了漏水的问题，同时也了解到这个部件本身就是易损件，使用5年左右就要进行更换。

（2）第二种情况更换新的内冷旋转接头后，发现镗杆内冷却液的流量仍然不足。调节流量监测模拟量开关，将原来低于设定流量70%就会出现报警的情况，调整到低于设定流量30%才会出现报警。通过这样的操作，虽然可以不让它出现报警，机床可以继续使用，但一个月后发现，我们把设定流量调节到10%（最低的设定值）还是会出现报警，这样就意味着管路完全被堵。

图1 密封圈位置

图2 转轴磨损

对冷却系统图进行分析，发现主要是主轴镗杆内部管路堵塞，镗杆内部的进水管标号P3，出水管标号T3，它们通过直径为8mm的水管直接连接在旋转接头上。将水管P3和T3接上直径为8mm的气管引到外部，先采用通气疏通（主要考虑每台机床都有气源，方便快捷），气压达0.6MPa，将进水管P3和出水管T3分别作为进口和出口，反复吹气，从内部吹出大量黑色的杂质，但是效果不理想。后采用高压水枪，水压达到3MPa，将进水管P3和出水管T3分别作为进口和出口，反复用水冲击，从内部冲出大量黑色的杂质。通过高压水压的冲洗效果还是不错的，显示的流量监测可以达到30%，但不稳定，流量低的报警时有发生。

这是一个长期艰巨的过程，我们将水源由原来的自来水换成专业的碱性清洗剂，有利于对管路的清洗，镗杆内部的循环孔径是6mm，杂质的生成是长期堆积的过程，碱液只能慢慢溶解杂质，再被水带出来。为了提高清洗的效率，我们购买循环泵进行24h工作。在保障生产的情况下，持续进行了近3个月，镗杆内冷却液流量才能稳定70%，终于满足设备的使用要求。