機械設備維護常見故障分析
——以機床精度維護對加工產品質量的影響為例

熊 芬 (荊州市工業學校，湖北 荊州 434100)

劉學章 (四機賽瓦石油鉆采設備有限公司，湖北 荊州 434024)

機械設備維護常見故障分析
——以機床精度維護對加工產品質量的影響為例

熊 芬 (荊州市工業學校，湖北 荊州 434100)

劉學章 (四機賽瓦石油鉆采設備有限公司，湖北 荊州 434024)

對機械設備維護時常見的故障，如機械設備轉子的旋轉不平衡、轉子不對中、零部件松動、各種形式的摩擦等進行了分析，闡述了機床精度維護所遇到的問題及機床精度對加工產品質量的影響，并提出了機床凈度維護的一些措施。為防止機械設備發生故障和及時修復機械設備故障，需要對機械設備加強管理、監測、檢查和維護，其中，機床精度是確保加工產品質量的重要因素，保持機床檢查維護制度是保證機床精度的重要環節。

機械設備；故障；維護；機床；精度

機械設備是各類機加工生產的重要手斷，它們每天都在不停地運轉，都存不同程度的故障。為防止機械設備發生故障和及時修復機械設備故障，需要對機械設備加強管理、監測、檢查和維護。掌握并測量機械設備的信息，通過手動、耳聽各種信號判斷機械設備的運行狀況，這對于機械設備是否出現故障與如何維護是十分重要的。下面對機械設備維護常見故障進行分析，并就機床精度維護對加工產品質量的影響進行相關探討。

1 常見故障

1)旋轉不平衡 機械設備轉子的旋轉不平衡，引起的旋轉軸彎曲振動或轉子振動，使軸承間隙變化、油膜消失形成干摩擦或軸承系統遭到破壞；同時齒輪局部嚙合應力加大，加速齒輪磨損，是旋轉機械不平衡引起的常發故障。這種不平衡主要是由于旋轉機械轉軸上各種零部件的材質不均勻引起的，包括材料中存在氣孔、砂眼產生的加工誤差，零部件裝配時出現偏心，機械零部件長期運轉產生的不均勻磨損、腐蝕、變形、松、脫等，都會導致零件發生質心偏移，從而產生不平衡振動。產生不平衡振動的要素主要有：轉子的質量，質心到兩軸承連線的距離(即偏心距)，轉子的旋轉角速度，一個物體作用于另一物體上的力。當上述各要素大小方向發生變化時，就會造成質心不平衡，就會引起振動?，F場發現，主要零部件如產生徑向和軸向不平衡，一般會出現徑向振動比軸向振動要大，這是因為不平衡產生的離心力作用方向垂直于轉子軸線方向所致，且在徑向振動中水平方向大于垂直方向。

2)轉子不對中 ①一轉子與另一轉子聯接時不對中，即兩轉子軸心不在同一條軸線上；②轉子軸頸與兩端軸承座孔不對中，即轉子軸心與軸承座心不在同一條軸線上；③轉子軸線與軸承孔端面傾鈄不對中，即轉子軸線與軸承座端面不垂直；④轉子軸兩端軸承孔或轉子軸本身的同軸度誤差大。由于轉子不對中，轉子軸將產生一個微小的附加變距，給軸承增加一種不平衡載荷，致使軸承負荷重新分配，形成非正常激勵而引起振動；振動強烈時會導致軸承和聯軸器損壞、轉軸彎曲、各連接件斷裂或彎曲變形；同時，轉子與定子間因油膜失效而發生碰磨。振動大小與轉子不對中形式有關，振動幅值與機械設備負荷有關，一般是隨負荷增加而成正比增加。

3)零部件松動 ①地腳聯接螺栓松動，即基礎松動，后果是引起整個機械設備的振動，加速機械設備基礎與各零部件的松動；②零部件之間正常的配合間隙被改變，配合間隙超差時就會引起零部件松動；③機械設備搬運過程中的搖擺運動，或某個結構斷裂，或軸承座斷裂，都會引起零部件的松動。由于松動通常引起如下故障：軸承座中軸承松動指跑外圈，過大的軸承間隙指軸承本身過渡磨損；軸徑磨損指跑內圈，軸承座中的軸承襯套松動等，它們有很明顯的且大于幾倍的噪音并有非常明顯的強力振動，使用機械效能和設備精度迅速下降。由松動引起的振動屬非線性振動，其振動信號頻率成分復雜，除具有基頻外，還產生高頻次諧波和分頻振動；而且振動的方向特征很明顯。

4)摩擦 ①轉子與密封件的摩擦，會造成密封件磨損漏油；②電動機轉子與定子的摩擦，會加大轉子與定子之間的間隙，引起電動機振動，產生噪音，會加速轉子與定子的磨損；③滾動軸承外圈與軸承孔、轉軸與軸承內圈由于長時間運轉摩擦，導致部件跳動、振動，產生噪音，引起設備運轉精度降低；④因零部件松動而引起的各種摩擦，加速零部件的磨損。

摩擦一般引起非線性振動的頻帶范圍較寬，會產生一倍至幾倍的振動和噪音，常被認為是摩擦故障的重要標志。

2 機床精度維護所遇到的問題

實際生產過程中存在這樣一個矛盾，產品質量要求愈高，對機床的精度要求也愈高。然而，現實加工過程中，對機床的精度檢驗手段和檢驗工具是不完備的，或者欠缺的很多。比方說，檢驗所有機床主軸線對導軌的平行度誤差，首先需要有主軸檢驗棒，而生產加工單位不可能擁有各類機床的主軸芯棒，那么想要真實反映機床當前的精度狀況是很難的。所得到的質量信息，只有在加工后才能得以反映出來，也就是說只能以加工出來的產品實際精度來衡量機床的精度狀況。技術素質強的操作人員會說機床精度好，技術素質差點的操作人員會說機床精度差，眾口不一，對機床的精度狀態最終難下定論，機床究竟能保證多高的產品精度就是一個未知數。機床檢驗的薄弱環節給產品質量的提高帶來諸多的不利因素，而現實工作條件下又無法解決。因此，引進高質量機床和保持機床的原始精度尤為重要。

3 機床精度對加工產品質量的影響

機床精度的維護和保養，對產品質量的提高有著深刻的影響。機床在使用過程中，由于零部件的磨損或變形，都可能造成零部件之間的某種失調，特別是潤滑劑會逐漸贓污變質，某些聯接螺栓可能出現松動等。機床加工出的產品達不到產品質量要求，說明機床發生故障的可能性增大。機床精度總是隨著它的使用時間延長而逐漸降低。維護和保養能保持和延緩機床精度的下降速度，對保證產品合格率起到了積極的促進作用。

4 機床精度維護的措施

精度維護和保養是保持機床原始精度的唯一方法。維護和保養的內容很多，包括例保、月保、定期檢查、調整和更換，嚴格執行設備巡回點檢制度等。機床設備是加工零配件的武器，要切實搞好維護和保養，其實并非易事。

(1)機床操作人員要對機床加工原理和操作過程有一個全面的了解，對機床各部位的潤滑點和潤滑部位以及潤滑性質都能夠清楚明了。在這里有一點要提醒，既使比較熟練的操作人員也未必說得清機床有哪些潤滑點，哪些潤滑部位，因此，持證上崗就必須嚴格執行。只有得到了充分的潤滑減少磨損，機床的幾何精度、傳動精度、定位精度才得以盡量保持原始狀態，充分發揮機床的加工性能。

(2)定期檢查、調整和更換。機床的運轉、摩擦副之間的磨合會使機床各運動部位之間產生一定的變動或松動，對機床的幾何精度、傳動精度、定位精度或多或少會產生一定的影響。在現實檢驗條件下，對機床的水平、各傳動件的間隙以及操作手柄要進行定期檢查，該調整的調整，該更換的更換，這樣就可以消除機床對產品產生的質量安全隱患。

(3)嚴格執行設備巡回點檢制度，做到有問題及時發現，有問題及時解決，把設備安全隱患降低到最低限度。有了問題不能及時解決湊合著干，小問題逐漸變成大問題，不但加工出來的產品質量難以保證，機床的使用壽命也大為降低。巡回點檢制度也是一個齊抓共管的事件，缺了哪一方面都不行，都不能把制度真正落實到實處。

[編輯] 洪云飛

TH17

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1673-1409(2013)22-0093-02

2013-05-24

熊芬(1976-)，女，工程師，現主要從事機械方面的教學與研究工作。