畢業(yè)論文數(shù)控機(jī)床主軸常見故障及故障分析和解決方法

1、廣東省科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院廣州市公用事業(yè)高級技工學(xué)校教學(xué)點(diǎn)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 數(shù)控機(jī)床主軸常見故障及故障分析和解決方法 系 別 機(jī)電工程系 專 業(yè) 年級班別 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2012年4月2日 目 錄1.數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展趨勢11.1 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢12. 數(shù)控機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)22.1高速加工對機(jī)床主軸的要求22.2 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23. 數(shù)控機(jī)床主軸的故障分析與維修2 4. 數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中主軸的異?，F(xiàn)象34.1主軸發(fā)熱現(xiàn)象34.2主軸出現(xiàn)異常噪音或振動34.3切削時主軸出現(xiàn)停轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)現(xiàn)象45.結(jié)束語 46.參考文獻(xiàn)4數(shù)控機(jī)床主軸常見故障及故障分析和解決方法摘

2、要：隨著電子技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)控機(jī)床的主軸技術(shù)也是相當(dāng)?shù)闹匾?，但往往也會出現(xiàn)故障,外此給操作人員帶來便,為了發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的使用效率,本文中介紹了數(shù)控機(jī)床主軸常見的故障及對它的故障分析和解決的方法。關(guān)鍵詞： 數(shù)控技術(shù)，主軸結(jié)構(gòu)，故障診斷。 1. 數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展趨勢1.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，數(shù)控系統(tǒng)正在向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)展，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：(1)高精高速高效化速度效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)關(guān)鍵的性能指標(biāo)，是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。若采用高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制

3、系統(tǒng)、高分辨率檢測元件、交流數(shù)字伺服系統(tǒng)、配套電主軸、直線電機(jī)等技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。在今后的幾年，超精密數(shù)控機(jī)床正在向精密化、高速化、智能化和納米化發(fā)展，匯合而成的新一代數(shù)控機(jī)床。(2) 柔性化數(shù)控系統(tǒng)采用新一代模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面更寬，可靠性更強(qiáng)，可滿足不同用戶的需求。同一群控系統(tǒng)能根據(jù)不同生產(chǎn)流程，自動進(jìn)行信息流動態(tài)調(diào)整，發(fā)揮群控系統(tǒng)的功能。(3)多軸化多軸聯(lián)動加工，零件在一臺數(shù)控機(jī)床上一次裝夾后，可進(jìn)行自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭、旋轉(zhuǎn)工作臺等操作，完成多工序、多表面的復(fù)合加工，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。(4)軟硬件開放化用戶可

4、根據(jù)自己的需要，對數(shù)控系統(tǒng)軟件進(jìn)行二次開發(fā)，用戶的使用范圍不再受生產(chǎn)商的制約。(5)實(shí)時智能化在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時智能控制的研究和應(yīng)用正沿著：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等方面發(fā)展。如編程專家系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)出了故障時，診斷、維修等實(shí)現(xiàn)智能化。2. 數(shù)控機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)2.1高速加工對機(jī)床主軸的要求 高速加工對機(jī)床主軸系統(tǒng)不僅要求轉(zhuǎn)速高，輸出的扭矩和功率要大，還要求具有較高的主軸回轉(zhuǎn)精度和在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中保持具有良好的剛度、抗震性及熱穩(wěn)定性。 目前，國際上工業(yè)發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的高速加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速高達(dá) 20,000 100,000r/min ，國內(nèi)中小型

5、加工中心、數(shù)控銑床的主軸最高轉(zhuǎn)速也達(dá) 4000 6000r/min 。 實(shí)際應(yīng)用中主要有兩類高速主軸： 一類是具有零傳動的高速電主軸，這類主軸因采用電機(jī)和機(jī)床主軸一體化的結(jié)構(gòu)，并經(jīng)過精確的動平衡校正，因此具有良好的回轉(zhuǎn)精度和穩(wěn)定性，但對輸出的扭矩和功率有所限制； 另一類是以變頻主軸電機(jī)與機(jī)械變速機(jī)構(gòu)相結(jié)合的主軸.這類主軸輸出的扭矩和功率要大得多，但相對來說回轉(zhuǎn)精度和平穩(wěn)性要差一點(diǎn)，因此對于這類主軸來說，如何正確地設(shè)計(jì)機(jī)床主軸及其組件對機(jī)床加工精度的影響是至關(guān)重要的。2.2主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)主軸結(jié)構(gòu)（功率、速度）(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（用三維軟件繪制主軸所有零件三維造型，并裝配）(3)工程圖：非標(biāo)準(zhǔn)件

6、二維圖紙（電子圖）4張a4 ,1張a2(手工繪制)(4)設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容：主要零件設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算、主要零件選用依據(jù)、主軸強(qiáng)度校核、主軸壽命計(jì)算、主軸速度計(jì)算3.數(shù)控機(jī)床主軸的故障分析與維修(1)故障現(xiàn)象一:不帶變頻的主軸不轉(zhuǎn)故障原因處理方法機(jī)械傳動故障引起檢查皮帶傳動有無斷裂或機(jī)床是否掛了空擋供給主軸的三相電源缺相或反相檢查電源,調(diào)換任兩條電源線電路連接錯誤認(rèn)真參閱電路連接手冊,確保連線正確系統(tǒng)無相應(yīng)的主軸控制信號輸出用萬用表測量系統(tǒng)信號輸出端,若無主軸控制信號輸出,則需更換相關(guān)ic元器件或送廠維修系統(tǒng)有相應(yīng)的主軸控制信號輸出,但電源供給線路及控制信號輸出線路存在斷路或是元器件損壞用萬用表檢查系統(tǒng)

7、與主軸電機(jī)之間的電源供給回路,信號控制回路是否存在斷路;是否存在斷路;各連線間的觸點(diǎn)是否接觸不良;交流接觸器,直流繼電器是否有損壞;檢查熱繼電器是否過流;檢查保險(xiǎn)管是否燒毀等。(2)故障現(xiàn)象二:帶變頻器的主軸不轉(zhuǎn)故障原因處理方法：機(jī)械傳動故障引起檢查皮帶傳動有無斷裂或機(jī)床是否掛了空擋供給主軸的三相電源缺相檢查電源,調(diào)換任兩條電源線數(shù)控系統(tǒng)的變頻器控制參數(shù)未打開查閱系統(tǒng)說明書,了解變頻參數(shù)并更改系統(tǒng)與變頻器的線路連接錯誤查閱系統(tǒng)與變頻器的連線說明書,確保連線正確模擬電壓輸出不正常用萬用表檢查系統(tǒng)輸出的模擬電壓是否正常;檢查模擬電壓信號線連接是否正確或接觸不良,變頻器接收的模擬電壓是否匹配強(qiáng)電控制

8、部分?jǐn)嗦坊蛟骷p壞檢查主軸供電這一線路各觸點(diǎn)連接是否可靠,線路有否斷路,直流繼電器是否損壞,保險(xiǎn)管是否燒壞變頻器參數(shù)未調(diào)好變頻器內(nèi)含有控制方式選擇,分為變頻器面板控制主軸方式,nc系統(tǒng)控制主軸方式等,若不選擇nc系統(tǒng)控制方式,則無法用系統(tǒng)控制主軸,修改這一參數(shù);檢查相關(guān)參數(shù)設(shè)置是否合理(3)故障現(xiàn)象三:不帶變頻的主軸(換檔主軸)轉(zhuǎn)速不受控故障原因處理方法系統(tǒng)無s01- s04的控制信號輸出檢查系統(tǒng)有無換檔控制信號輸出,若無,則為系統(tǒng)故障更換ic或送廠維修連接線路故障若系統(tǒng)有換檔控制信號輸出,則檢查各連接線路是否存在斷路或接觸不良,檢查直流繼電器或交流接觸器是否損壞主軸電機(jī)損壞或短路檢查主軸電

9、機(jī)機(jī)械未掛檔掛好檔位 (4)故障現(xiàn)象四:主軸無制動故障原因處理方法制動電路異?；驈?qiáng)電元器件損壞檢查橋堆,熔斷器,交流接觸器是否損壞;檢查強(qiáng)電回路是否斷路制動時間不夠長調(diào)整系統(tǒng)或變頻器的制動時間參數(shù)系統(tǒng)無制動信號輸出更換內(nèi)部元器件或送廠維修變頻器控制參數(shù)未調(diào)好 查閱變頻器使用說明書,正確設(shè)置變頻器參數(shù)(4)故障現(xiàn)象五:主軸啟動后立即停止故障原因處理方法系統(tǒng)輸出脈沖時間不夠調(diào)整系統(tǒng)的m代碼輸出時間變頻器處于點(diǎn)動狀態(tài)參閱變頻器的使用說明書,設(shè)置好參數(shù)主軸線路的控制元器件損壞檢查電路上的各觸點(diǎn)接觸是否良好,檢查直流繼電器,交流接觸器是否損壞,造成觸頭不自鎖主軸電機(jī)短路,造成熱繼電器保護(hù)查找短路原因,使

10、熱繼電器復(fù)位主軸控制回路沒有帶自鎖電路,而把參數(shù)設(shè)置為脈沖信號輸出,使主軸不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)將系統(tǒng)控制主軸的啟停參數(shù)改為電平控制方式(5)故障現(xiàn)象六:主軸轉(zhuǎn)動不能停止故障原因處理方法交流接觸器或直流繼電器損壞,長時間吸合,無法控制更換交流接觸器或直流繼電器4.數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中主軸的異?，F(xiàn)象4.1主軸發(fā)熱現(xiàn)象（1） 主軸軸承預(yù)緊力過大，造成主軸回轉(zhuǎn)時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高。（2）主軸軸承研傷或損壞，也會造成主軸回轉(zhuǎn)時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高。（3）主軸潤滑油臟或有雜質(zhì)，也會造成主軸回轉(zhuǎn)時阻力過大，引起主軸溫度升高。（4）主軸軸承潤滑油脂耗盡或潤滑油脂過多，也會造成主軸回轉(zhuǎn)時阻力、摩擦過大，

11、引起主軸溫度升高。4.2主軸出現(xiàn)異常噪音或振動（1） 主軸部件動平衡不良，使主軸回轉(zhuǎn)時振動過大，引起工作噪聲。需要機(jī)床生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員對所有主軸部件重新進(jìn)行動平衡檢查與調(diào)試。（2）主軸傳動齒輪磨損，使齒輪嚙合間隙過大，主軸回轉(zhuǎn)時沖擊振動過大，引起工作噪聲。（3）主軸支承軸承拉毛或損壞，使主軸回轉(zhuǎn)間隙過大，回轉(zhuǎn)時沖擊、振動過大，引起工作噪聲。（4）主軸傳動帶松弛或磨損，使主軸回轉(zhuǎn)時摩擦過大，引起工作噪聲。4.3切削時主軸出現(xiàn)停轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)現(xiàn)象（1） 主軸電動機(jī)與主軸連接的傳動帶過松，造成主軸傳動轉(zhuǎn)矩過小，強(qiáng)力切削時主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動停機(jī)。（2）主軸電動機(jī)與主軸連接的傳動帶表面有油，造成主軸傳動時傳動帶打滑，強(qiáng)力切削時主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動停機(jī)。（3）主軸電動機(jī)與主軸連接的傳動帶使用過久而失效，造成主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)矩?zé)o法傳動，強(qiáng)力切削時主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動停機(jī)。（4）主軸傳動機(jī)構(gòu)中的離合器、聯(lián)軸器連接、調(diào)整過松或磨損，造成主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)矩傳動誤差過大，強(qiáng)力切削時主軸振動強(qiáng)烈。產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動停機(jī)。5結(jié)束語 這篇論文是我在校三