主軸潤(rùn)滑故障報(bào)警技術(shù)改進(jìn)

劉建國(guó)，劉 鑫，林 東

（首都航天機(jī)械有限公司，北京 100076）

1 故障現(xiàn)象

某小型龍門銑削加工中心GDM1230加工過(guò)程中突然出現(xiàn)報(bào)警SP9002；SSPA：02 EX DEVIATION SPEED。根據(jù)報(bào)警查閱說(shuō)明書9002報(bào)警：①由于主軸電機(jī)的速度不能達(dá)到指定速度，主軸電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩過(guò)大；②參數(shù)（No.4082）加減速中時(shí)間值不足。

首先排除參數(shù)原因，由于是在加工過(guò)程中報(bào)警，所以初步懷疑是負(fù)載過(guò)大，清除報(bào)警后將主軸移出工件，在手動(dòng)模式下試轉(zhuǎn)主軸，發(fā)現(xiàn)主軸不轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)，復(fù)位停轉(zhuǎn)后，在MDI（Manul Data input，手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入）方式下輸入M03 S2000按下啟動(dòng)按鈕，主軸搖擺掛擋之后，主軸高速旋轉(zhuǎn)并伴隨著齒輪嘈雜的聲音，復(fù)位停止后從新輸入低轉(zhuǎn)速M(fèi)03s500并按下啟動(dòng)按鈕，電機(jī)旋轉(zhuǎn)但主軸不動(dòng)，而且聲音巨大，復(fù)位停止。

通過(guò)低高速換擋實(shí)驗(yàn)判斷是由于ZF齒輪箱故障引起，檢查在執(zhí)行高低擋變換指令過(guò)程中，換擋撥叉有動(dòng)作，應(yīng)該是ZF齒輪箱內(nèi)部齒輪故障。將Z軸移動(dòng)到合適位置拆除防護(hù)罩，分離主軸電機(jī)與齒輪箱后聞到特別大的燒焦味道，拆掉齒輪箱上端蓋后發(fā)現(xiàn)箱內(nèi)部小齒輪被完全打磨沒(méi)了，而且被燒糊，如圖1所示。

正常情況下，打開齒輪箱上蓋后，齒輪箱內(nèi)部齒輪應(yīng)該浸泡在潤(rùn)滑油中，而箱內(nèi)部沒(méi)有任何潤(rùn)滑油的痕跡，將機(jī)床從新上電后檢查潤(rùn)滑油路，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有出油，根據(jù)電路圖檢查各環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)主軸ZF齒輪箱潤(rùn)滑空開QM7沒(méi)有合上，合上空開后主軸齒輪箱潤(rùn)滑油路恢復(fù)正常。所以造成ZF齒輪箱燒毀的原因是由于在長(zhǎng)期在沒(méi)有潤(rùn)滑油冷卻的情況下工作才導(dǎo)致的燒毀。然而最主要的原因是由于QM7空開跳閘沒(méi)有任何報(bào)警提示引起的大的故障。

圖1 ZF齒輪箱內(nèi)部小齒

2 原因分析

主軸ZF齒輪箱是由油冷卻機(jī)進(jìn)行冷卻和循環(huán)的，當(dāng)油冷卻機(jī)內(nèi)壓縮機(jī)或者油泵出現(xiàn)故障油空開跳閘保護(hù)，當(dāng)主動(dòng)拉下油冷卻機(jī)空開，機(jī)床面板未出現(xiàn)任何關(guān)于冷卻機(jī)報(bào)警信息.而油冷卻機(jī)上路還有一空開QM7，主動(dòng)拉下后機(jī)床也無(wú)任何報(bào)警和提示，這次故障的最主要原因也就是QM7空開跳閘，ZF變速箱沒(méi)有潤(rùn)滑冷卻油才導(dǎo)致的燒毀。查看空開及電路圖發(fā)現(xiàn)ZF變速箱和主軸冷卻機(jī)有監(jiān)視線（X0.1）和（X1.0），進(jìn)入到PLC的信號(hào)地址是X1.0.查看機(jī)床PMC（Programmable Machine Controller，機(jī)床程序控制器）（圖2，圖3）。

由圖2圖3可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)QM7跳閘X1.0掉電，X1.0常閉接通E23.3，E23.3又接通E502.4，而E502.4接通E512.1，接通Y3.0（紅色報(bào)警燈）.E512.1接通E512.6，接通 Y2.5（蜂鳴器）。由此可以看出廠家做了相關(guān)的報(bào)警和監(jiān)控，而據(jù)操作者所述，沒(méi)有看到或聽到任何報(bào)警，將Y2.5與Y3.0強(qiáng)制輸出發(fā)現(xiàn)沒(méi)有任何反應(yīng)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)報(bào)警燈和蜂鳴器全部損壞。更換報(bào)警燈和蜂鳴器并驗(yàn)證，沒(méi)有問(wèn)題。

圖2 梯形圖1

圖3 梯形圖2

3 技術(shù)改進(jìn)

為避免小問(wèn)題引起大故障，改進(jìn)PMC程序，在原有PMC程序的基礎(chǔ)上（冷卻機(jī)故障或跳閘會(huì)報(bào)警閃爍并蜂鳴）增加報(bào)警信息，將X0.1和X1.0觸發(fā)R122.0并產(chǎn)生報(bào)警2093 SP TEMP CONTROLLER ALARM，如圖4所示。當(dāng)X0.1或X1.0被觸發(fā)不僅能夠有紅燈閃爍和蜂鳴器而且在延時(shí)5 s后導(dǎo)產(chǎn)生報(bào)警信息，從而達(dá)到雙重保護(hù)的作用。

圖4 改進(jìn)后的梯形圖

4 總結(jié)

通過(guò)本次故障處理，得到一些啟發(fā)，機(jī)床故障無(wú)大小，一個(gè)小問(wèn)題都可以引起一個(gè)大事故。當(dāng)機(jī)床的報(bào)警燈、嗡鳴器等不重要的部件出現(xiàn)故障，也要認(rèn)真檢查對(duì)比PMC分析有無(wú)更大的隱患，小問(wèn)題也要及時(shí)解決。這樣就可以最大限度避免這樣的故障再次出現(xiàn)。機(jī)床廠家在編寫報(bào)警時(shí)也要更加仔細(xì)認(rèn)真。維護(hù)人員一定要重視機(jī)床的日常保養(yǎng)和檢點(diǎn)工作，機(jī)床的操作者平時(shí)也要注意機(jī)床的使用和保養(yǎng)，例如每天開機(jī)后要觀察油冷器是否正常在運(yùn)轉(zhuǎn)，主軸箱油窗的液位高低，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是否有異響，這樣就有可能把這次故障的損失降低。