金屬切削機床爬行因素分析與消除措施淺析

摘 要：在金屬切削加工中，爬行現象嚴重影響了工作效率和加工質量，同時導致了機床的過度磨損，從而大幅度的縮短了機床零件的使用壽命。文章就針對金屬切削機床爬行形成的因素進行分析，并對各種爬行現象形成的原因提出了一些消除措施。

關鍵詞：機床；爬行；磨損；潤滑；消除措施

引言

在機械制造中，很多機床在工作的時候，經常會出現時走時不走的現象，或者是速度不均勻的問題。在行業中，將這些問題統稱為爬行。較小的爬行現象人是感知不到的，只能通過儀器測到，但是較大的爬行現象，人會很明顯感覺到機床的振動和卡頓。可以說，由于爬行現象的存在，使得機床加工的精度受到較大程度的影響，同時也因為爬行現象的存在，會加劇機床壽命的老化。因此當機床出現爬行問題時，就需要通過各種手段加以解決，從而保證機床的正常運行。機床的這種爬行行為由很多原因組成，有的原因是單一性的，但有的則是綜合性的。在使用機床過程中，因為爬行故障存在而需要進行保養和維修，應從其機械結構、潤滑系統、人員操作以及電氣控制四個部分分析爬行故障發生的原因以及解決辦法。

1 金屬切削機床的爬行因素分析

1.1 機械機構問題引起的爬行

機械部分是機床的基本組成部分，執行件在運行過程中，是在支撐件和傳動件的共同配合下完成的，一般就由這兩部分原因引起機械結構出現問題而產生爬行。

第一種是由設備支撐形式不同引起的故障。導軌在長期運轉過程中的都會產生老化，事實上不同的導軌老化程度是不同的，引起爬行的原因也有差異。對于滑動導軌，大部分情況下會利用利用鑲條進行調整間隙，但長期運轉鑲條受到磨損老化，間隙也相應的增大，進而使得導油槽路受到堵塞引起爬行故障。對于滾動導軌，承重能力會隨著磨損程度的增加而降低，但通常情況下加工部件的重量較大，拖動能力會明顯不足，故而引起爬行故障。對于液壓導軌，導軌副內的油膜的正常形成對穩定工作十分重要，但液壓系統在使用一段時間之后會出現老化，進而使得油壓降低，導軌副不能正常工作，從而出現爬行。

第二種是機械傳動部分出現問題引起的爬行。設備在長期的運行過程中，其零部件經過長時間的磨損，出現松動或老化，設備在運行過程中所能承受的載荷范圍會大大減小，但其負載載荷已經遠遠超出這個能承受的范圍，使得設備發生爬行現象。數控系統內部的傳動多通過齒輪間相互作用來完成，隨著齒輪之間的磨損的增加。間隙逐漸增加，設備本身功率消耗逐漸增加會直接影響設備的使用壽命，同時也會出現嚴重的爬行故障。其實齒輪與軸承之間的配合間隙也應適當，過大也會造成爬行故障。設備由各個獨立的零件來組成，是通過緊固件連接成一個整體，那么緊固件如果出現松動也會造成爬行現象產生。另外，對于機床來說絲杠傳動的精度的提高特別重，提高絲杠的傳動精度需要對絲杠副進行調整時進行預緊，但預緊力過大會使絲杠螺母副的彈性變形超出標準的范圍，轉動過程中就會受到過大的阻力，這也是造成爬行故障產生的原因之一。

1.2 潤滑系統問題引起的爬行

合理的潤滑方式給機床正常提供便利，否則會造成爬行故障的發生。要盡量避免設備閥中的節流器管壁發生堵塞，否則各壓力值之間的相差變大，就會造成軸承浮量值存在差異進而引起軸承運行不暢而發生爬行。比如數控機床潤滑油的進油口一般設置在潤滑油和切削液的中間位置，設備在運行過程中吸油管執行潤滑工作時，如各有潤滑油滲入到切削液中，會降低潤滑油本身所具有的粘性，那么設備在運轉過程中產生的壓力就會減小導致速度降低，造成軸承產生爬行故障。另外如果設備在運行過程中有空氣進入到液壓系統，會使液壓系統的零部件產生銹蝕，引起嚴重的爬行故障。另外潤滑油在工作溫度條件下很容易與空氣中的氧發生氧化反應，其產物是一種膠狀物，如果它粘附在導軌面上，不僅使其易產生酸性腐蝕，而且會使其摩擦面喪失潤滑性而發澀，從而引起機床導軌爬行故障。

1.3 電氣控制系統問題引起的爬行

金屬切削機床中的數控機床是一個典型的機電一體化的系統，其電氣控制系統就好比整個系統的大腦，控制著系統各部分按要求來完成各項任務，為保證系統正常運行提供驅動力。在工作過程中，機床的工作臺的運行和刀架的移動一般由步進驅動或者采用伺服驅動。驅動設備長期處于運行的狀態，電氣元件在長時間運轉的過程中逐漸受到磨損和老化，相應的驅動器輸出扭矩也會受到影響而逐漸減少，這就使得驅動設備的驅動力逐漸降低。再加上機械部件磨損的日益嚴重，摩擦面積增加，摩擦力加大，使得驅動輸出扭矩不足對工作臺或者刀架拖動力不夠而引起設備發生爬行故障。另外線路連接的松動老化受損也使得設備動力降低引起爬行故障發生。

1.4 人為操作不當問題引起的爬行

工作人員在操作之前如果不熟悉設備的操作方法，未學習使用說明，對設備的性能和操作未細致了解，操作過程中不按照規范進行操作和使用，不可避免的出現人為的誤操作而造成設備爬行故障甚至更為嚴重的故障。另外，在日常沒能及時的對設備進行必要的維護和保養，片面追求加工進度，忽視日常小毛病小問題，造成更為嚴重的故障。

2 消除爬行的措施

2.1 機械機構問題引起的爬行消除措施

如果是機械支撐結構引起的爬行，要根據導軌的形式來確定，首先檢查導軌磨損的程度并找到問題的根源再進行故障排除。如更換貼塑膜、更換滾動副、調整液壓壓力等。如果故障原因是由于傳動間隙造成的，就需要將間隙排除，比如軸承間隙在保證設備運行正常的前提下盡可能的將軸承間存在的威脅間隙做縮小調整。如果是絲杠副的問題就要對絲杠副的間隙進行調整。及時更換破損零件，并且零件超過使用年限的要及時更換，以排除安全隱患盡量避免故障發生。

2.2 潤滑系統問題引起的爬行消除措施

對發生堵塞的油路進行修復，對各個潤滑點之間不平衡的潤滑壓力進行平衡調整，日常加強潤滑油的保養檢查，及時添補潤滑油來保證潤滑系統的順暢。根據機床類型正確選擇潤滑油（主要包括潤滑油的種類、牌號，特別是粘度），對機床回油進行降溫，定期更換潤滑油和檢查其酸值等。

2.3 電氣控制系統問題引起的爬行消除措施

調整驅動器輸出扭矩，將位置增益參數和速度增益參數進行增大調整，使驅動能力得以提升。對其它常數進行調整使其與驅動能力相匹配，講笑瞬時功率減少沖擊，維護驅動電路。檢查系統線路，特別是對連接處進行仔細的檢查，確認連接保持完好的狀態。如果需要對連接線進行修復，需要使用電壓表進行安全測試，確認合格后再開始啟動運行設備，以防止爬行故障產生。

2.4 人為操作不當問題引起的爬行消除措施

操作人員在操作設備前務必仔細閱讀設備操作說明和操作細則，在清楚設備的各種使用方法和相關的注意事項的前提下，嚴格按規范要求來操作，特別是在操作數控機床時要保持認真負責的工作態度，減少人為誤操作引起的爬行故障。在使用機床的過程中，要對爬行故障的類型和原因根據實際情況詳細了解，按著先仔細檢查，再具體分析，最后恰當排除的順序進行。并且要重視機床設備的日常保養和檢修工作，盡可能的減少爬行故障發生率，保質保量的進行加工生產工作。

3 結束語

綜上所述，爬行是機床常見故障之一，是一個非常復雜的問題。因為出現爬行危害很大。因此我們在使用機床時，首先要客觀地分析機床常見爬行現象及其產生原因，然后才能采取恰當的方法加以消除。維護和保養工作是機床十分重要的內容，機床的使用者必須高度重視。

參考文獻

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