孫永鵬 王一迪

摘 要：剎車盤因材質(zhì)原因，其加工環(huán)境惡劣，導(dǎo)電粉塵在空氣中的濃度很高，若不進(jìn)行有效的維護(hù)和保養(yǎng)，極易造成電氣部件的短路及機(jī)械部件的磨損。沈陽機(jī)床剎車盤團(tuán)隊(duì)依附多年積累的外部反饋大數(shù)據(jù)，并深入了解剎車盤行業(yè)加工現(xiàn)狀，結(jié)合機(jī)床自身特點(diǎn)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)及后期維護(hù)兩個維度雙管齊下，研究出適用于剎車盤行業(yè)惡劣加工環(huán)境的一套解決方案。據(jù)此，針對剎車盤行業(yè)機(jī)床的特性以及維護(hù)與保養(yǎng)進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：剎車盤；智能機(jī)床；維護(hù)與保養(yǎng)

中圖分類號：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.29.091

1 研究背景

近年來，由于汽車市場呈指數(shù)型的速率增長，連帶其相關(guān)產(chǎn)業(yè)也迎來了蓬勃發(fā)展的契機(jī)，剎車盤行業(yè)盡管一再擴(kuò)大工廠規(guī)模，其市場依然供不應(yīng)求。因此，高精度、高穩(wěn)定性、高技術(shù)含量的剎車盤加工專屬機(jī)床，就顯得尤為重要。

因剎車盤一般為鑄鐵材質(zhì)，在切削過程中無法形成條形鐵屑，大部分情況是鐵末的形式，如果帶水切削，會造成鐵末粘連在機(jī)床加工范圍的各處功能部件上，易造成機(jī)床內(nèi)部防護(hù)、卡盤、刀架等部位的銹蝕，從而導(dǎo)致機(jī)床加工精度超差。所以剎車盤的加工一般都是無水干切式，這就導(dǎo)致其在切削過程中會產(chǎn)生大量的鑄鐵顆粒及導(dǎo)電粉塵，彌漫在空氣中，長時(shí)間的加工過程中，這些細(xì)小顆粒會對機(jī)床機(jī)械及電氣部件造成很大的損傷。

經(jīng)過長時(shí)間剎車盤行業(yè)機(jī)床的研發(fā)和運(yùn)營，積累了準(zhǔn)確的故障基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及大量的維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)及推廣試運(yùn)行，已經(jīng)形成了一套適用于惡劣加工環(huán)境的就解決方案。

2 剎車盤簡介

剎車盤，顧名思義，是用于汽車剎車動作的零件。剎車有盤剎和鼓剎兩種模式，相比于鼓式制動來說，盤式剎車系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）散熱性好，在連續(xù)踩踏剎車時(shí)不易造成剎車熱衰退；（2）剎車盤在受熱之后的尺寸變化，不會使剎車踏板的行程增加；（3）盤式剎車系統(tǒng)反應(yīng)快速，可做高頻的剎車動作；（4）剎車盤的排水性能佳；（5）盤式剎車結(jié)構(gòu)簡單，且易于維修。因此，現(xiàn)在很多中高級轎車采用全盤剎車系統(tǒng)，而普通轎車采用前盤后鼓，至于相對于低速且需較大制動力的卡車、巴士依然采用鼓式剎車。

盤剎的剎車盤其實(shí)就是一個圓形的盤子，車子在行進(jìn)時(shí)，它隨著軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，盤外圓處配備制動卡鉗，用于剎車時(shí)夾住剎車盤而產(chǎn)生制動力，相對于旋轉(zhuǎn)的剎車盤，制動卡鉗是固定的。剎車動作，其實(shí)質(zhì)就是制動卡鉗夾住剎車盤進(jìn)而減速或停車的動作。

剎車盤分為實(shí)心盤和通風(fēng)盤。通風(fēng)盤從外表上看，它的圓周上有很多通向圓心的孔洞，稱之為風(fēng)道。汽車在行駛中通過風(fēng)道處的空氣對流，來達(dá)到散熱的目的，故其散熱效果較實(shí)心盤要好很多。大部分轎車都是前驅(qū)，前盤使用頻率高發(fā)熱較大，故采用前通風(fēng)盤，而后懸掛非驅(qū)動端一般則采用實(shí)心盤，當(dāng)然也有前后都是通風(fēng)盤的情況。

3 易損功能部件

智能車床可分為機(jī)械與電氣兩個方面。機(jī)械部分包含傳動裝置、切削裝置、液壓設(shè)備、潤滑系統(tǒng)、排屑冷卻設(shè)備以及防護(hù)部件；電氣部分包含智能系統(tǒng)、驅(qū)動器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及各電氣部件。每個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會導(dǎo)致加工動作無法有效進(jìn)行下去。

經(jīng)對剎車盤行業(yè)機(jī)床數(shù)年來外反饋數(shù)據(jù)的分析，可知，空調(diào)、驅(qū)動器、絲杠、皮帶等部件的故障率始終居高不下，嚴(yán)重影響機(jī)床的整體質(zhì)量以及客戶的加工效率。如何能夠在惡劣的加工環(huán)境下保證各功能部件性能完好，已成為甄別剎車盤行業(yè)專機(jī)是否合格的一個重要參考因素。

4 空調(diào)的維護(hù)及保養(yǎng)

空調(diào)是通過對流熱傳導(dǎo)換熱技術(shù)達(dá)到對CNC系統(tǒng)電氣控制柜進(jìn)行降溫功效功能部件，有效的保證各電氣元件在長時(shí)間運(yùn)行過程中不會因發(fā)熱而導(dǎo)致?lián)p壞。

因加工環(huán)境中導(dǎo)電粉塵密度較高，而空調(diào)始終在進(jìn)行著冷熱風(fēng)的熱交換動作，所以空調(diào)不可能會有很高的防護(hù)等級，導(dǎo)電粉塵易進(jìn)入空調(diào)箱體內(nèi)部，積攢在風(fēng)機(jī)的接線臺上，造成接線端子短路，燒毀風(fēng)機(jī)。為保護(hù)風(fēng)機(jī)，將原朝上的接線端子變更為朝下連接，灰塵會積攢到接線臺的背面，有效的消除接線端的短路隱患。

空調(diào)進(jìn)風(fēng)口處有一個過濾網(wǎng)，能很大程度阻止外部灰塵進(jìn)入空調(diào)內(nèi)部，有效的延長了空調(diào)的使用壽命。長時(shí)間不清理過濾網(wǎng)，網(wǎng)孔會布滿灰塵，影響空調(diào)正常熱交換的進(jìn)行，造成空調(diào)降溫效果降低，從而導(dǎo)致電箱內(nèi)部分元器件損壞。過濾網(wǎng)為尼龍材質(zhì)，可以直接從網(wǎng)罩上拉出，用洗滌水清洗干凈，晾干后原樣裝回，一般需要每周清洗一次。

5 驅(qū)動器的維護(hù)和保養(yǎng)

驅(qū)動器是智能機(jī)床的核心部件之一，其通過控制伺服電機(jī)，進(jìn)而控制各軸的運(yùn)行軌跡，完成切削動作。因驅(qū)動器在電箱防護(hù)之內(nèi)，一般不會有很高的防護(hù)等級，我廠產(chǎn)品配備驅(qū)動器防護(hù)等級為IP10，只能防止50mm以上較大尺寸的外物入侵，故其對鑄鐵粉塵沒有任何防護(hù)，長時(shí)間不進(jìn)行保養(yǎng)，易造成驅(qū)動器燒毀甚至起火。

為保證驅(qū)動器的正常功能，需定時(shí)噴淋專業(yè)的工業(yè)清洗劑進(jìn)行清理。因電箱中始終進(jìn)行熱交換，氣流在不停的做對流運(yùn)動，電箱中的粉塵會隨著氣流依附到驅(qū)動器以及各電氣元件上，造成短路故障，所以，電箱內(nèi)環(huán)境清理也是保護(hù)驅(qū)動器的重要手段。

驅(qū)動器是主要的發(fā)熱元件，當(dāng)海拔高度超過1 000米時(shí)，空氣稀薄會造成散熱效果降低，為保證驅(qū)動器的正常工作及使用壽命，需要降額使用，如圖2所示，驅(qū)動器的額定電流與海拔高度的關(guān)系曲線。

6 絲杠的維護(hù)和保養(yǎng)

絲杠是機(jī)床的傳動裝置，相當(dāng)于機(jī)床的手臂，伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器控制絲杠的轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制各軸的運(yùn)行速度和方向，是關(guān)乎機(jī)床整體精度的重要部件。剎車盤在加工過程中，鑄鐵粉末會透過內(nèi)防護(hù)拉罩附著在絲杠表面，在其運(yùn)行時(shí)，粉塵易研傷絲杠，造成精度偏差。故每月要徹底清理絲杠處積攢的粉塵，以保證絲杠完好。

機(jī)床在長時(shí)間生產(chǎn)過程中，并不能完全保證絲杠全行程潤滑，所以需要間斷性全行程進(jìn)行潤滑，保證其潤滑充足，防止絲杠生銹，建議潤滑周期1次/天。以i5系統(tǒng)為例，其操作主要步驟如下：（1）更改潤滑設(shè)置，將潤滑時(shí)間改為300，并按下復(fù)位鍵；（2）點(diǎn)擊面板上的潤滑按鈕，并全行程移動兩軸進(jìn)行潤滑。

7 皮帶的維護(hù)和保養(yǎng)

主電機(jī)通過皮帶傳輸扭矩，帶動主軸旋轉(zhuǎn)，是機(jī)床傳動系統(tǒng)中重要環(huán)節(jié)，皮帶的老化、松弛會造成主電機(jī)和主軸轉(zhuǎn)速不同步，嚴(yán)重影響加工精度。

如果皮帶承受的張緊力大于許用值，就可能縮短皮帶和軸承的使用壽命。相反，張緊力太小，皮帶就沒用足夠的力量來傳遞額定功率。故定期對皮帶張緊力進(jìn)行調(diào)整很有必要。

因剎車盤加工環(huán)境惡劣，皮帶輪溝槽內(nèi)會積攢一定鐵屑、油污，會使皮帶打滑，縮短皮帶使用壽命，因此，需要每個季度將皮帶拆卸下來，進(jìn)行普帶輪溝槽的清理。

皮帶的標(biāo)準(zhǔn)拉伸壽命為1000小時(shí)，按照每天工作10小時(shí)來算，大約可以使用三年時(shí)間。在此使用期間內(nèi)，要定時(shí)檢查皮帶外觀，如出現(xiàn)表面橡膠層已分層、一條或兩條皮帶已過分松弛、皮帶側(cè)面已有裂口，表明皮帶使用壽命已到期，為保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，需要及時(shí)對皮帶進(jìn)行更換。

8 潤滑系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)

潤滑是指機(jī)械設(shè)備摩擦副的相對運(yùn)動表面間加入潤滑劑以形成并保持適當(dāng)?shù)臐櫥?。智能機(jī)床一般采用集中潤滑方式，即使用成套的供油裝置同時(shí)或按需對設(shè)備潤滑點(diǎn)供油，其優(yōu)點(diǎn)在于可以降低摩擦力、減少表面磨損、降溫冷卻、防止腐蝕、減震及密封等。

為保證潤滑系統(tǒng)的潤滑功能，必須使用清潔的潤滑油，一般情況下選擇G32導(dǎo)軌潤滑油，在南方或其他環(huán)境溫度較高的條件下，使用的油品可以是G46導(dǎo)軌潤滑油。在機(jī)床使用過程中，需要最多兩個月清洗一次貯油罐，并清洗進(jìn)油口處的濾油網(wǎng)，以防止雜志阻塞潤滑管路，潤滑失效，造成潤滑面和絲杠的磨損，甚至燒毀?？梢酝ㄟ^手指觸摸潤滑面確認(rèn)有無潤滑膜的方式來確認(rèn)潤滑是否充分。如果某一處沒有得到潤滑，可能會有潤滑油路漏油或者管接頭堵塞的情況，需及時(shí)進(jìn)行更換。

長時(shí)間未開機(jī)的機(jī)床，潤滑面的潤滑油膜可能會破裂，需以手動的方式控制潤滑泵動作，強(qiáng)制供油，以達(dá)到預(yù)先潤滑、保護(hù)潤滑面的目的。其步驟為：（1）打開電源；（2）檢查貯油罐里油量是否充足；（3）按下潤滑泵上點(diǎn)動開關(guān)按鈕四十秒，使?jié)櫥眠M(jìn)行潤滑（最長連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不應(yīng)超過兩分鐘，最短間歇時(shí)間不應(yīng)少于兩分鐘），反復(fù)操作數(shù)次，直到有油流到潤滑面。

9 液壓系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)

液壓系統(tǒng)為智能機(jī)床的刀架換刀、卡盤松開夾緊提供動力，通過閥組的控制以獲得合適的輸出壓力。液壓油在長期的使用過程中，由于各種原因?qū)е缕浒l(fā)生的物理和化學(xué)變化，會使油品性能降低，影響工作效率。所以在機(jī)床高頻率使用之后，要進(jìn)行液壓油的更換，一般來說，半年更換一次液壓油在性能和成本的角度上考慮，還是比較合適的。在更換液壓油的同時(shí)，需要對濾油器以及油箱內(nèi)部進(jìn)行清理，防止雜質(zhì)殘留，造成液壓管路堵塞。

液壓系統(tǒng)在為機(jī)床設(shè)備提供壓力進(jìn)行能量傳遞的過程中，不可避免的產(chǎn)生能量損失，損失的能量轉(zhuǎn)化為熱能儲存在液壓油中，會引起液壓油溫度升高。液壓油溫度超過65℃時(shí)，油的各項(xiàng)性能以及使用壽命會急速下降，所以，液壓系統(tǒng)都會配備冷卻設(shè)備。對于功率較小的液壓系統(tǒng)來說，一般空冷即可滿足油溫的控制需求，在回油處安置一排散熱片，在熱油回流時(shí)通過散熱片的過程中，與空氣進(jìn)行熱交換，以達(dá)到降低油溫的目的。因剎車盤加工環(huán)境惡劣，散熱片上極易積攢一層很厚的灰塵，極大的影響了熱交換效率，不能有效的降低液壓油溫，長此以往，油的品質(zhì)和壽命會大打折扣，進(jìn)而影響機(jī)床的正常工作。所以，定期進(jìn)行液壓站散熱片的清理，是液壓系統(tǒng)保養(yǎng)中極其重要的一個環(huán)節(jié)。

10 結(jié)語

機(jī)床產(chǎn)品的高精度特性遭遇剎車盤行業(yè)惡劣加工環(huán)境的特殊性，使得機(jī)床生產(chǎn)行業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)。基于外反饋故障大數(shù)據(jù)的研究和分析，將機(jī)床整體分解為各個環(huán)節(jié)，逐條鉆研，逐個擊破，通過技術(shù)改進(jìn)和后期的保養(yǎng)和維護(hù)，能有效的延長各功能部件的使用壽命，有效的保證了加工成品的精度和客戶的生產(chǎn)進(jìn)度。

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