模块4：数控机床主要机械运动部件的故障诊断与维修.ppt

模块4：数控机床主要机械运动部件的故障诊断与维修 任务1：数控设备主轴运动的故障诊断与维修 任务2：数控设备进给运动的故障诊断与维修 一.主轴系统基本组成 主轴机械结构 三、数控机床的主轴部件 车床主轴 加工中心主轴 四、主轴常见故障及排除 一、齿轮传动副 作用：改变运动方向、降速、增大扭矩、适应不同丝杠螺距和不同脉冲当量的配比等 可能故障：噪声、精度降低、系统振荡、反应滞后 措施之一：消除齿轮间隙（方法） 消隙方法 偏心套调整法 双片齿轮调整法 偏心套调整法 特点：结构简单，传动刚度好，能传递较大转矩。但齿轮磨损后齿侧间隙不能自动补偿，又称为刚性调整法。 应用：应用较广 双片齿轮调整法 特点：可自动补偿间隙，保证无间隙传动。但啮合时只有一个齿轮承载，承载能力受限制，结构复杂，传动刚度较差。又称为柔性调整法 应用：适用于负荷不大的传动装置中 轴向垫片调整法 特点：调整较复杂，一般要经过几次修磨才能调整好，且不能自动补偿消除间隙。工作时只有一个齿轮承载。 应用：适用于负载不大的场合 轴向压簧调 整法 特点：弹簧压力大小要合适，过大会加快齿轮磨损，降低使用寿命，过小则达不到消隙作用 应用：轴向尺寸较大，多用于负载较小，且要求自动补偿齿隙的场合 二、联轴节 锥销联接 十字滑块联轴节 弹性联轴节 三、滚珠丝杠螺母副 1、工作原理与特点 2、滚珠丝杆的支承 3、滚珠丝杠螺母副的预紧 4、滚珠丝杠螺母副的制动 5、常见故障 1、工作原理与特点 原理 特点：传动效率高、摩擦力小、使用寿命长 、经预紧后可以消除轴向间隙，提高系统的刚度 、反向运动时无空行程，可以提高铀向运动精度制造成本高； 不能自锁，有可逆性 2、滚珠丝杆的支承 一端固定(F)一端自由(o)的支承形式，简称F-O式（适用于短丝杠及垂直丝扛） 一端固定(F)一端浮动(s)的支承形式，简称F—S式 （适用于较长丝杠或卧式丝枉） 两端固定的支承形式，简称F—F式 （适用于长丝杠，以及对刚度相位移精度要求高的场合 ） 3、滚珠丝杠螺母副的预紧 双螺母垫片调隙结构（结构简单，但调整较费时，调整精度不高 ） 双螺母螺纹调隙结构（结构简单） 双螺母齿差调隙结构（结构较为复杂，尺寸较大，但是调整方便，可获得精确的调整量，预紧可靠不会松动，适用于高精度传动。） 4、滚珠丝杠螺母副的制动 滚珠丝杠副的传动效率高，但不能自锁，用在垂直传动或水平放置的高速大惯量传动中，必须装有制动装置。常用的制动方法有超越离合器、电磁摩擦离合器或者使用具有制动装置的伺服驱动电机。 5、常见故障 调整轴向间隙时预紧力控制不当影响传动刚度和传动精度 滚珠丝杠不自锁引起的故障 装配不到位、紧固件松动、润滑不良等原因引起传动过程中的噪声。 轴线不平行、丝杠弯曲变形引起的螺母副运动不灵活 滚动导轨 原理 特点 结构形式 常见故障 原理 滚动导轨是在导轨工作面之间安排滚 动件，使两导轨面之间形成滚动摩擦。 特点 优点：摩擦系数很小(0．002 5～0．005)，动、静摩擦系数相差很小，运动轻便灵活，所需功率小，精度好，无爬行。 缺点：导轨面和滚动体是点接触或线接触，抗振性差，接触应力大，故对导轨的表面硬度要求高；对导轨的形状精度和滚动体的尺寸精度要求高。  结构形式 滚珠导轨：滚珠和导轨面是点接触，故运动轻便，但刚度低，承载能力小。常用于运动件重量、载荷不大的场合 滚柱（滚针）导轨：滚柱与导轨面是线接触，故它的承载能力和刚度比滚珠导轨大，耐磨性较好，灵活性稍差；容易产生侧向偏移和滑动，而使导轨的阻力增加，磨损加快，精度降低 ；支承可做成标准件 图－滚珠导轨 图－滚柱导轨 图－支撑标准件 常见故障 现象：预警力掌握不当或调整时未达到要求所造成的滚动导轨在工作中出现的噪声过大、振动过大；导轨长度不均匀而预紧力过大所造成的对导轨面的损伤。 措施：将导轨块紧固在可调的楔块或镶条上。 导轨副的维护 1.间隙调整—保证导轨面之间合理的间隙， 小摩擦力大、磨损，大运动失去准确性和平 稳性、失去导向精度） 2.滚动导轨的预紧—提高刚度、消除间隙 3.导轨的润滑—降低摩擦系数、减少磨损、 防止导轨面锈蚀。 润滑方式：人工加油油杯供油、压力油润滑 润滑油：粘度变化小、润滑性好、油膜刚度 图-偏心套调整法 图－双片齿轮调整法 图－锥销联接 图－十字滑块联轴节 图－弹性联轴节 图－滚珠丝杠螺母副 图－双螺母垫片调隙结构 图－双螺母螺纹调隙结构 图－双螺母齿差调隙结构 图－滚珠丝杠螺母副的制动 滚珠丝杠螺母副实物图 承载能力小，轴向刚度低 适用于短丝杠 适用于较长丝杠 适用于较长丝杠 有助于提高刚