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浅谈机床爬行故障的诊断与排除
2014-6-5  来源: 北方重工集团有限公司重大部件加工分公司  作者:王世晋

       

      爬行现象,一般发生在低速运动时,即低速平稳性的问题。在低速移动或转动时,由于两相对运动表面形成的润滑油膜的作用减少,油膜厚度较小,往往会出现明显的速度不均,断续的时动时停现象,这种现象称为爬行。爬行是机床液压设备中一种常见的不正常的运动状态,轻微爬行时肉眼很难觉察到振动,严重爬行时会有跳动现象。爬行有很大的危害,会破坏工件的表面质量(粗糙度)和加工精度,降低机床和刀具的使用寿命,严重时会产生报废工件及造成事故。因此,消除爬行对于改善机床稳定性、提高使用寿命和加工件精度是非常重要的。

 


      下面以我们厂数控Φ260 落地镗床(产自齐齐哈尔第二机床厂)滑座爬行为例,由于液压系统的密闭性及多信息模式,使得爬行故障的排除过程比较复杂,本文就这一实例详细分析爬行现象的各种因素,结合此例说明其原因及排除方法。

 


      1、 滑座锁紧是否松开

   


      滑座与导轨锁紧是由四套浮动夹紧装置控制,夹紧装置各有一个油缸,由泵站夹紧回路供油,电磁阀控制油缸动作。油路(一):油缸夹紧松开路径,油箱→吸油滤油器→液压泵→单向阀→压力表、溢流阀→电磁换向阀→油缸。

 

     1.1 先看夹紧装置是否完全打开、是否漏油

 

      a、假如有漏油现象出现,说明油缸内部密封件损坏,无法启到密封油的作用,油在此漏掉,没有足够压力打开夹紧装置,只能更换油缸内部密封装置。

 


      b、假如夹紧装置没有完全打开,说明油压力不够,油路(一)所示,首先看压力表示数是否满足工作压力需要:压力表示数低,说明在压力表前面油压不够,逐一排除油箱油位是否满足工作要求,油温是否在正常范围,油箱内油液是否混有空气;滤油器、单向阀、液压管路是否堵塞,发现堵塞现象及时清洗或更换;液压泵和电机是否正常工作,液压泵是否由于密封件损坏或密封不可靠而进气;溢流阀是否压力过低或不稳,解决方法清洗阀芯或更换溢流阀;压力表数正常,说明后面电磁阀有可能发生以下故障,阀芯不能移动、电磁铁线圈烧坏、外泄漏、阀内堵塞,发现以上问题要清洗、更换部件或整个电磁阀。

 


      1.2 夹紧装置一切正常,在其他方面找原因

 


       2 、滑座静压是否正常


      滑座导轨采用恒压式静压导轨,油腔压力油由泵站静压回路供油,经减压阀及螺旋毛细管节流进入各静压支撑油腔。油路(二):滑座静压浮起路径,油箱→吸油滤油器→液压泵→单向阀→压力表→减压阀→螺旋毛细管→镶条上的静压油腔。


    2.1 检查是否由于滑座静压问题引起爬行,检查方法如下,在滑座与底座导轨接触的四个面分别放上百分表,启动油泵,建立静压油膜后观察四个百分表读数。

 

      a、假如四块百分表只有一个或两个读数偏低,油路(二)所示,说明浮生量不均匀,个别螺旋毛细管堵塞,需要把它拆掉,并逐一检查、清洗,此处要注意螺旋毛细管顺序不要装乱,因为各部分所需压力不同,厂家在出厂前已经调试完毕。

 

      b、假如四块百分表读数都低,说明导轨静压没有建立起来。油路(二)所示,首先看压力表示数是否满足条件:压力表示数低,说明在压力表前面油压不够,逐一排除油箱油位是否满足工作要求,油温是否在正常范围,油箱内油液是否混有空气;滤油器、单向阀、液压管路是否堵塞,发现堵塞现象及时清洗或更换;液压泵和电机是否正常工作,液压泵是否由于密封件损坏或密封不可靠而进气;压力表数正常,说明后面减压阀有可能发生以下故障,出口压力很低、阀内泄漏严重、出口压力不稳定,发现以上问题要检查阀芯并清洗减压阀,或更换此阀;发现油路、螺旋毛细管有堵塞处,及时清理。

 

      c、以上油路检查无误,检查是否由于滑座与导轨的间隙问题,导致导轨静压建立不起来。滑座采用恒压闭式静压导轨,导轨间隙过大时,静压油膜刚度小,精度不稳定。间隙过小,会增加附加摩擦,使滑座移动困难。导轨的间隙需要调整到即能建立刚度适合的静压,又能运动自如。滑座静压导轨的两垂直面有一侧导轨面是基准导轨面,与其相对的导轨面是有可调整的镶条,组成的导轨面。因镶条与底座导轨的结合面有1:50 的斜度。因此只要前后移动镶条,即可减小或增加导轨间隙。

 

      静压油腔开在镶条上,镶条位置的调整不影响静压的建立。此机床设备的镶条是由定位销定位,定位销由内六角螺栓和螺母定位。间隙偏小时,先用小六方扳手向外拧松螺栓,然后逐渐向外微调螺母。调整中随时检查导轨间隙应保持0.04mm 塞尺不入,而且进给电机的电流保持没有突然的变化和电流加大的情况。调整适当间隙后,再用小六方扳手将里面的螺栓向里拧靠紧定位销,这样两个螺栓将定位销重新定位,完成了导轨间隙的调整。间隙偏大时,按以上顺序和相反方向进行调整。滑座的背板无镶条,通过修磨背板与滑座的结合面进行调整。液压故障维修通常应遵循以下过程:认真观察故障现象→看懂液压原理图→详细、全面的分析→最后拆卸检修。

 

      2.2 滑座静压一切正常,在其他方面找原因。

 

       3、 机械传动方面是否正常

 

      在检查滑座液压系统后,并无发现导致爬行的原因,这时应排查是否由于滑座进给箱问题造成的爬行现象。经检查发现进给箱中与齿条啮合的齿轮上下微移导致爬行。此台机床滑座进给箱大体结构如下:电机所带轴为Ⅰ轴→传动轴为Ⅱ轴→与齿条啮合轴为Ⅲ轴。调整方法如下:①拆掉Ⅲ轴上的轴盖,取出轴承,可观察到齿轮与轴之间是由涨圈进行固定的,把涨圈一周的螺栓松开;②把Ⅱ轴的背帽松开,并把Ⅱ轴上提至无间隙;③用扳手逆时针扳紧Ⅰ轴同时把Ⅲ轴上涨圈往下打,然后锁死涨圈一周的螺栓;④要是调整的好,此时Ⅱ轴的轴没有上下移动量,并拧紧背帽;⑤最后再检查齿轮与齿条啮合间隙的大小,间隙大时,可适当的修磨调整垫的方法调整进给箱,然后压紧楔块,紧固进给箱固定螺栓。

 

      本机床滑座爬行问题经常发生,初期维修现场通过大量更换零件,不但未能解决问题,反而使维修工作更加复杂,耽误了生产,造成了浪费;后期通过技术人员的认真分析,使问题明朗化,及时地解决了问题。可见快速、准确地查找、分析是维修爬行故障的重要前提。

  

      在进行故障原因的分析与检测时,通常可采用观、听、摸、闻、问等手法;在考虑故障原因的可能性因素时,还应对新老设备区别对待,这样才能判断准确、少走弯路。总之,在正确分析的基础之上,最大限度地缩小检查范围,对最有可能的故障源进行由简到繁的检测,应是我们遵循的宗旨。

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