數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障分析與維修

穆臨平

（太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，山西 太原 030024）

1 數(shù)控機(jī)床的常見機(jī)械故障

1.1 系統(tǒng)故障與隨機(jī)故障

系統(tǒng)故障主要指的是在特定情況下，數(shù)控機(jī)床必定會(huì)產(chǎn)生某類問題或故障。而隨機(jī)性故障與實(shí)際情況關(guān)聯(lián)不大，其往往是因?yàn)椴糠峙既灰蛩囟l(fā)的故障。相較于系統(tǒng)故障而言，隨機(jī)性故障其分析與排除的難度較大，需要耗費(fèi)大量的實(shí)踐才能真正弄清其中原因。導(dǎo)致隨機(jī)性故障產(chǎn)生的原因主要包括：控制系統(tǒng)元件受磨損而無法正常作業(yè)，導(dǎo)致工作特定飄移；機(jī)械長時(shí)間運(yùn)作使得其局部出現(xiàn)錯(cuò)位、松動(dòng)等情況；電器元件可靠性降低，難以將其功能發(fā)揮出來等。這要求維修人員具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，通過多次經(jīng)驗(yàn)與多方判斷后方可以準(zhǔn)確排除。

1.2 破壞性故障與非故障性故障

結(jié)合數(shù)控機(jī)床在運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各類故障以及實(shí)際所產(chǎn)生的破壞程度，可以劃分其故障為破壞性故障與非破壞性故障兩類。不同故障所導(dǎo)致的破壞均有所差別，其中破壞性故障往往需要實(shí)施大范圍修理，通常會(huì)有短路的問題出現(xiàn)，維修起來具有較大難度，并且在實(shí)際維修時(shí)會(huì)存在一定的危險(xiǎn)性，需要盡可能對(duì)其徹底修復(fù)，防止同類問題反復(fù)出現(xiàn)。

1.3 軟件故障與硬件故障

根據(jù)數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障的實(shí)際情況可以將其劃分為軟件故障與硬件故障兩類。其中軟件故障通常是由于編程不當(dāng)而引起的，要求修改原來的程序。而硬件故障則要求對(duì)相應(yīng)元件進(jìn)行檢測(cè)或更換來進(jìn)行處理。相較來說，處理起來軟件故障難度較低，結(jié)合所需修改機(jī)床參數(shù)，實(shí)施多次檢測(cè)后及時(shí)修改原來程序便可以讓機(jī)床恢復(fù)正常作業(yè)。

2 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障的診斷與維修

2.1 簡(jiǎn)易診斷法

簡(jiǎn)易診斷法主要是的是維修人員次安全相應(yīng)檢測(cè)儀器、百分表、水準(zhǔn)儀、工具光學(xué)儀等設(shè)備來檢測(cè)機(jī)床，并采取聽、聞、問、摸、看等方式來結(jié)合元件或機(jī)床的聲音、溫度、顏色、外貌與氣味來對(duì)其故障進(jìn)行診斷。該類方式可以有效檢測(cè)劣化趨勢(shì)，將故障部位確定下來，具有良好的診斷有效性，不過該種方式往往需要具有較高水準(zhǔn)的工作人員來完成，所以存在較大的局限性。

2.2 精密診斷法

精密診斷法是基于簡(jiǎn)易診斷法來詳細(xì)描述和記錄疑難故障，并安排專業(yè)的診斷人員來利用先進(jìn)的自動(dòng)化診斷設(shè)備，如傳感設(shè)備、計(jì)算機(jī)等來分析和檢測(cè)機(jī)械故障。根據(jù)實(shí)際檢測(cè)所得結(jié)果，故障部位以及原因來將相應(yīng)的維修方法與時(shí)間確定下來。該種方法是對(duì)簡(jiǎn)易診斷法的延伸與擴(kuò)展，專門用來對(duì)使用簡(jiǎn)易診斷法難以處理的疑難問題進(jìn)行處理。具體包括如下幾方面內(nèi)容：

（1）噪聲監(jiān)測(cè)。噪聲監(jiān)測(cè)主要指的是采取噪聲測(cè)量計(jì)、聲波計(jì)來有效收集和分析機(jī)床與軸承在運(yùn)作過程中所產(chǎn)生的噪聲信號(hào)，用來對(duì)齒輪與軸承的故障狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別與判斷。在診斷機(jī)床機(jī)械故障過程中，噪聲與振動(dòng)均是非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)信息，通過測(cè)定其強(qiáng)度能夠有效確認(rèn)機(jī)床的異常部位，隨后實(shí)施定量分析。

（2）振動(dòng)測(cè)試。振動(dòng)測(cè)試主要是采用傳感器裝置來測(cè)量整體疥瘡或是局部的振級(jí)，包括了位移速度、加速度以及幅頻特征等內(nèi)容，以便于能夠?qū)收线M(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)。

（3）溫度檢測(cè)。溫度檢測(cè)可以分為接觸型溫度檢測(cè)與非接觸型溫度檢測(cè)兩種。其中接觸型溫度檢測(cè)主要是利用溫度計(jì)、熱電偶、測(cè)量貼片等裝置溫度來直接與熱敏涂料、電動(dòng)機(jī)以及齒輪箱進(jìn)行測(cè)量。非接觸型溫度檢測(cè)主要是利用現(xiàn)代化的遙測(cè)設(shè)備，如紅外測(cè)溫儀、紅外熱像儀以及紅外掃描儀來對(duì)危險(xiǎn)物體的溫度進(jìn)行測(cè)量。該種方式操作較為便捷，且所得結(jié)果準(zhǔn)確程度也較高。

（4）裂紋監(jiān)測(cè)。裂紋監(jiān)測(cè)中通常采取的是磁性探傷法、超聲波法、電阻法以及發(fā)射法來進(jìn)行，其主要目的是為了能夠準(zhǔn)確描述機(jī)床元件的裂紋形狀。如若機(jī)床元件出現(xiàn)疲勞裂縫極易引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，所以，要結(jié)合具體材料性質(zhì)來采取相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方式，確保監(jiān)測(cè)的有效性。

（5）油液分析。通常情況下，油液分析主要是采用現(xiàn)代化的原子吸收光譜儀來對(duì)潤滑油或液壓油中所摻雜的金屬微粒與雜質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，深入分析雜質(zhì)的大小、數(shù)量以及成分，從而準(zhǔn)確判斷出元件磨損的狀態(tài)、程度與原因。

3 結(jié) 語

總而言之，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障會(huì)在很大程度上影響到了整體機(jī)床的運(yùn)行效果與質(zhì)量，所以相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)要能夠正確分析其故障類型與原因，并采取有效的檢測(cè)與維修方式，切實(shí)維護(hù)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行安全與穩(wěn)定。