機床機械故障維修的診斷及方法之我見

文/佟延平 包洪臣，.沈陽機床（集團）有限責任公司精密數控機床分公司；.希斯機床（沈陽）有限責任公司

1 機械故障診斷

1.1 概念及意義

機床的機械部分故障就是指其機械系統（包含各零部件、整臺設備或者多臺設備的組合等）在偏離預設狀態而導致某些或者全部功能喪失的狀況。從多角度出發，機械故障可以根據不同的起因、性質、影響范圍、發生頻率以及發展規律進行分類。而所謂的機械故障診斷就是指通過對機械系統的實時監控，及時發現機械故障并對其進行精確分析，進而避免機械事故等惡性事件的發生，有效提高機床的安全性能以及生產效率。機械故障診斷還可以在一定程度上完善設備工藝，削弱甚至消除機床生產過程中的潛在風險。此外，故障診斷改變了傳統的設備維修制度，由定期維修到預知維修的轉化使機床機械系統的經濟性、可靠性、安全性得以大幅度提升。

1.2 簡易診斷法

一般來講，機床機械部分的故障診斷包含以下幾個基本模塊：明確運行監測狀態及內容；構建檢測系統；提取相關特征；辨析狀態以及發展規律，制定可行性方案。隨著計算機技術、電子監測技術的快速發展，完全憑借感官或者經驗來分析故障位置與故障起因的方式顯然已經無法適應時代發展的需要，儀器測試、專家系統診斷逐漸成為大勢所趨。

簡易診斷法就是利用人類的視聽觸嗅等感官，并配以常用的工量工具監測、分析機床運行狀況的過程。視就是要檢查機床各部件是否存在松動、裂紋以及其他磨損；檢查潤滑系統有無問題，是否存在干摩擦、漏油、滴油、跑油等狀況；檢查機床外觀，分析其轉動部件是否存在過熱現象；檢查油箱燃油狀態，比如說顏色、稀稠狀態、雜質沉淀等，以便動態掌控相關部件的運行狀況；檢查主傳動軸、進給傳動軸以及絲杠等是否存在變形，各主要元件有無跳動問題。聽是要檢查機床運行聲音是否正常，并通過對比分析機床故障的異常噪聲，判斷機床是否存在松動、不平衡等問題。觸是要通過人體觸感檢查機身溫度。采用該種方式時，一定先要彎曲手指，利用食指、中指以及無名指的指背中間部位進行試探性接觸，若溫度不高，無明顯灼痛感時，方可全面接觸機床分析溫升狀態，以免因盲目探查而造成的人身傷害。

2 機械故障及維修

通常情況下，所有屬于常規機床機械故障范圍內的故障均可以依照常規機械故障處理條件進行應急處置。但是對于數空機床而言，其機械構造簡化，且通常采用電氣控制模式，因而數空機床的機械故障率要遠遠低于普通機床。下面將簡述幾種常見的機械故障維修方法。

2.1 進給傳動鏈故障

因為機床傳動鏈多數采用滾動摩擦副，所以當運動品質下滑時（特別是發生機械硬碰撞現象時），極易產生反向間隙升高，定位精度不足、機械爬行、軸承噪聲增加等進給傳動鏈故障。進給傳動鏈部分的維修往往與預緊力、松動環以及補償調整有著十分緊密的聯系。

2.2 主軸部件故障

機床刀柄拉緊裝置、自動變檔裝置以及主軸運行精度是導致主軸部件故障的主要因素。采用電氣控制系統之后，機床的變速系統由原始的機械變速箱轉變為電氣自動調節裝置，即使配置變速箱的情況，其結構也相當簡化，機械故障率大幅度減少。據可靠數據指出，ATC刀具自動交換裝置故障是數控機床最為多發的故障，其所占比重大約為數控機床整體故障的50%，甚至更高。刀具自動交換裝置故障包含刀庫運動故障、定位精度故障、機械手運動誤差過大以及機械手持刀柄穩定性欠佳等，以上故障均會對換刀動作造成不良影響，嚴重的話還會因ATC刀具換刀問題而導致機床自動停車。

2.3 行程開關壓合故障

數控機床通常會配有很多限位行程開關，而這些限位開關的機械性能與其自身特性都對機床的整體運行狀態有著或多或少的影響。因此，機床運行一段時間之后，應該注重探尋各運動部件的運動特性以及發展規律，做好位置檢查，及時排查運行故障、維修、替換問題元件。

2.4 配套附件故障

機床配套附件由冷卻系統、排屑系統、防護系統、主軸冷卻以及恒溫裝置、油箱、氣動泵等構成。上述任一元件磨損或者功能喪失都會導致故障，迫使機床停車。因而，應該加大對配套附件的檢查力度。舉例來說，以空氣壓縮作為動力的加工中心，一旦其氣泵壓力不足或儲氣罐漏氣等，機床換刀動作則會無法滿足機床運行要求，進而出現報警及停車現象。只有滿足約束條件，排除上述故障后，機床才能恢復正常運作。

3 結語

綜上所述，機床作為機械加工的關鍵環節，其正常運行與否對制造產業的發展起著舉足輕重的作用。因此，相關單位應該對機床故障診斷給予高度重視，培養預防維修意識，根據機床實際使用狀態的不同，有針對性地選擇故障診斷方法，以便及時維修、更換故障部件，有效提高機床的加工精度以及生產效率，為加工制造產業的可持續發展提供有可靠助力。

【參考文獻】

[1]程帝斌，楊向東.淺談數控機床電氣.機械故障檢測與維修方法[J].科學咨詢(決策管理)，2017(10).

[2]李有智.機床數控系統常見故障診斷方法[J].科技創新導報，2016(14).