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数控机床机械故障的诊断方法分析

1数控机床的结构和引发故障的因素

数控机床的机械结构较为复杂,通常由机床基础部件、传送部件、定位装置和具有辅助功能的系统、装置,以及一些具有特殊功能的装置组成。数控机床是一种较为高级的自动化机械,具体操作中基本不需要人为控制。作为一台合格的数控机床,应满足一定的要求——具有一定的刚度,在生产过程中应具备良好的抗震性;在生产中产生一定的热量时,应具有一定的热稳定性。数控机床作为一种精密仪器,在工作过程中必然有一定的精度要求,且在操作方面需要具有一定的安全防护功能。数控机床是机电一体化的机械设备,因此,其故障可分为机械故障和电气故障。根据笔者的经验,绝大多数数控机床的故障是因机械部分的零件失效,进而导致精度下降引起的。因此,在排除故障的过程中,应先排除机械方面的故障,再排除电气方面的故障。

2数控机床机械故障的诊断方法

数控机床机械故障的诊断过程大体可分为3步:①识别数控机床的运行状态,检查是否存在异常。②检测数控机床的运行过程,在动态过程中观察运行情况。③判断故障的发展趋势,从而预测未来一段时间内数控机床的运行状态。有经验的操作人员可通过机床机械部分的某些特征或参数判断故障,这些特征或参数包括振动、声音和温度等。如果特征和信息正常,处于合理范围,则证明数控机床运行正常;如果特征和信息不正常,处于不合理范围,则证明机械存在一定的故障。

2.1简易故障诊断法

2.1.1用眼睛观察

该方法利用人的视觉观察机床机械部分的运行情况,比如查看机床机械的部件是否松动、零件是否损伤、润滑油是否充足、是否存在漏油现象等;观察机床机械外部的颜色,从而判断机床机械的温度;观察机械油箱中油料的黏稠度、颜色,从而判断油箱内部积淀物的量;根据金属废弃物的量判断相关机件的磨损情况;观察机械内部的关键轴承部位是否完好。

2.1.2用耳朵听

该方法利用人的听觉判断数控机床运行情况。由于数控机床属于精密机械,在运行过程中会发出有规律的声音,其节奏具有一定的稳定性。而存在故障的机床发出的声音紊乱,比如出现重音、杂音等。如果出现无规则、涣散的声音,则机床内部的零件可能已松动;如果出现碰撞的声音,则机床内部可能正在遭受撞击。一些有经验的维修人员会敲击数控机床的零件,从而判断机床零件是否存损伤。

2.1.3用手去触碰

使用皮肤触碰的方式可判断机床的运行温度。在人的皮肤触碰机床时,可先用手指或手指指节处对机床表面进行试探性触碰,如果温度较低,再使用手掌碰触机床表面,从而确定具体的温度。此外,使用皮肤触碰的方式还可以感受机床的振动程度,从而判断故障位置。

2.1.4用鼻子嗅

利用人的嗅觉可判断机床高温部位的故障位置。机床上温度较高的部位往往是因机械剧烈的摩擦而造成的,当可燃物高温氧化时,会发出一定的气味,维修人员可根据气味找到故障位置。由于不同材料燃烧发出的气味不同,因此,采用该方法还可以快速找到故障原因。

2.2故障检测中的油样分析法

在数控机床的运行中,通常会使用润滑油和液压油。根据油样分析结果可获得大量的数控机床运行信息。机床的运行离不开机械间的互相摩擦,而润滑油在摩擦中发挥了重要的作用。润滑油在机床内部的流动过程中,常产生一定的碎屑,工作人员通过对润滑油样的检验和分析,可间接地判断一些机械内部磨损的程度,从而找出磨损部位。

2.3机械故障的无损探伤法

无损探伤法是利用高科技手段检测故障的方法,其特点为在不损害机械的前提下,检测机械内部和外部的伤痕,可大大提高数控机床的故障诊断效率。但具体使用的过程中,要确定机械内部不存在危险因素时才可使用该方法。

作者:张峻珲 单位:山西省工业管理学校


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