數控車床典型故障診斷與維修

王小飛

[摘要]主要以國內常見的數控車床為例，對數控車床的主軸驅動控制的特點進行了分析，并結合數車在實際生產中的應用，將其典型的一些故障進行了分析，并提出相應的維修措施，希望能對數車維修工作起到一定的幫助。

[關鍵詞]數控車床;故障診斷;維修措施

[中圖分類號]? TG519.1?????? ??????? [文獻標志碼]? A???????? ?????? [文章編號]? 2096-0603（2018）36-0261-01

在機械生產制造過程中數控車床有非常廣泛的應用，但是通過實際應用表明，數控車床出現故障的幾率要比普通車床高很多。數控車床從技術角度講，其技術含量要遠遠超過普通車床，因此，在實際的維修過程中數控車床的維修也有非常大的難度，國產的數車主軸的驅動方式主要有直流驅動與交流驅動兩種形式，比較常見的沈陽機床廠制造的CAK36s型數控車床是國產數控車床中比較典型的一款數車。本文主要以此為例分析了數車主軸在運行過程中出現的典型故障以及故障的診斷及維修措施。

一、數車主軸系統結構與驅動形式

數車的主軸系統主要有石油主軸、帶輪減速器、電機、主動輪等幾部分，大部分零部件的連接采取的形式是鍵連接，變頻器通過控制電機的轉速來實現主軸轉速的變化。因此，整個主軸驅動系統核心就是變頻器。當數控車床的主軸組裝完成且配合完好，而且變頻器以及相關的控制信號都正常運行的情況下，根據車床實際發出的數控指令電機實現運轉，從而驅動主軸轉動。如果在數車運行的過程中出現了機械部件損壞、變頻器故障、車床運行異常、電動機故障燈現象，就會導致無法正常運行，這時候就需要針對數車的故障進行診斷。

二、常見故障形式及故障診斷分析

（一）主軸在運行過程中噪聲過大，振動較大

故障分析與檢測：在故障診斷的時候，手感主軸箱的振動比較強烈，能夠初步確定是主軸箱的機械部件出現了故障，但是車床機械結構拆裝的過程非常復雜，而且耗費時間也比較長，因此，我們首先將影響電氣部分的故障進行排除。將主電動機的皮帶拆除后，單獨對電動機進行運行試驗，如果電機運行正常，就可以將電機皮帶復位，在對機械故障進行確診。在機械故障診斷中經常使用的一種診斷儀器叫做振動診斷儀，在使用振動診斷儀測量時如果測量結果顯示主軸全段軸承運行異常，就可以使用振動診斷儀對軸承故障進行診斷;如果結果顯示軸承的運行狀態出現了危險，那么就可以確定主軸的前端軸承出現了故障。

維修措施：軸承故障的主要維修措施就是更換軸承。在將前端軸承拆卸下來后會發現其混動體已經損壞，且外環上的傷痕非常明顯。

（二）開機后發現主軸的轉速與設定轉速存在明顯的差異，隨后主軸的電機出現過載停轉的現象

故障分析與檢測：引起數車電機過載的因素主要有機械和電氣兩方面，如果在沒有進行超負荷進到的前提下，有一個非常簡便而且有效的判斷是機械故障還是電氣故障的方法，首先將皮帶拆除，用手盤轉動主軸夾頭，如果感覺到轉動比較費力，再用同樣的方法轉電機的轉子，如果發現轉動比較靈活，那么就可以初步斷定是主軸的機械部分出現了故障。如果數車剛剛經過維修，那么很有可能是維修過程中操作不當造成的。

維修措施：根據檢測的過程中可以確定是因為主軸軸承的間隙調整不當，造成間隙過小引起，因此可以將軸承的間隙調整到適當的距離，同時對數車的精度情況進行調整，保證數車運轉正常，就可以將故障排除。

上述兩種故障形式都是主軸的機械部門出現了故障，但是機械故障在維修的時候操作過程非常復雜，實際的維修量也比較大，因此在診斷的過程中要盡量排除其他因素的影響，如果對診斷的結果沒有太大的把握，不要輕易對機械部門進行拆卸。

（三）數車不能加工螺紋

故障分析與檢測：數車在進行螺紋加工的時候主要依靠的就是主軸的編碼器，因此可以初步判斷是主軸編碼器與其連接部分出現了故障。根據數車故障診斷先易后難的原則，首先對編碼器的連接情況進行檢查，將主軸側蓋打開后，查看編碼器連接態的緊固螺釘是否出現了松動現象，如果螺釘有松動，那么就會造成連接套位置后退，編碼器與主軸之間的間隙就會增加，從而引起了旋轉不同步的現象，從而造成數車不能加工螺紋。

維修措施：擰緊編碼器螺釘，就可以將故障排除。

（四）主軸出現空轉、轉動物力，而且數車會發出嗡嗡的聲響

故障分析與檢測：考慮到數車在運行過程中會發出聲響，因此，首先考慮從主軸軸承出現問題，然后通過手感測試，如果結果顯示數車沒有振動出現，可以再使用測振儀進行測量，如果振動在允許的范圍內，可以排除軸承問題。在針對電動機進行檢測后如果發現電動機在轉動過程中發生聲響，那么首先就要針對電動機的三相電源進行檢查，看是否W相出現短路故障，如果發現變頻器的輸出端W相電源連接正常，然后可以將數車停機，輕拉變頻器W相接線端口，如果感覺到接頭出現松動的現象，那么可以確定是電動機出現缺相從而引起數車運行發出聲音。

維修措施：將變頻器W向接頭重新連接并壓緊后，可以排除故障。

三、結語

上述四種故障形式是數車在運行過程中比較典型的幾種故障形式，通過分析可以發現數車的故障診斷一定要遵循先易后難的原則，而數車的故障維修過程比較復雜，因此在不能確定故障形式的情況下，不要輕易拆卸零件，避免造成傷人事故。故障的排除也要擴展思路，充分考慮各種因素，這樣才能提升故障維修效率。

參考文獻：

[1]李宇，金星，韋曉航.YL-558型數車實訓設備主軸常見故障診斷技術探討[J].科技風，2017（21）：137，143.

[2]傅貴興，李恩田.數車主軸系統故障診斷與維修措施[J].煤礦機械，2013，34（10）：260-262.