【文章內(nèi)容簡介】 保障了IPM的安全。 為了保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，除了IPM的自保護(hù)功能之外，系統(tǒng)中還設(shè)有過流、短路、交/直流過壓、欠壓、缺相和快熔保護(hù)等各項(xiàng)保護(hù)措施。 4)控制算法 針對數(shù)控機(jī)床高精度要求，控制算法采用轉(zhuǎn)差頻率式矢量控制。矢量控制是把交流電動機(jī)模擬直流電動機(jī)來控制，通過坐標(biāo)變換把交流電動機(jī)定子電流矢量分解成按轉(zhuǎn)子磁場定向的兩個直流分量，并對這兩個分量進(jìn)行控制，從而獲得與直流電動機(jī)相同的調(diào)速性能。 在轉(zhuǎn)差頻率式矢量控制算法中，要用到電動機(jī)參數(shù)，如果給定參數(shù)與實(shí)際值不符，轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)子磁通就不等于它們的指令值。在這里轉(zhuǎn)子時間常數(shù)的誤差至關(guān)重要，它直接影響矢量控制的動靜態(tài)特性，因此需要對轉(zhuǎn)子時間常數(shù)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償。在負(fù)載一定的情況下，電動機(jī)運(yùn)行于最佳狀態(tài)，則認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)磁場定向控制。采用的方法是選取電動機(jī)實(shí)際旋轉(zhuǎn)角速度與給定角速度之間的誤差絕對值作為目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)子時間常數(shù)的自尋優(yōu)。即當(dāng)電流穩(wěn)定運(yùn)行時，選取適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子時間常數(shù)使這個誤差絕對值最小。設(shè)轉(zhuǎn)速環(huán)每1ms采樣一次，并把每163次采樣點(diǎn)作為一組數(shù)據(jù)，這樣163次采樣大約需要4s的時間。每次時間常數(shù)自尋優(yōu)以后，讓電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)4s，然后繼續(xù)采樣尋優(yōu)。 　 第三章 主軸及主軸部件的故障診斷與維修數(shù)控機(jī)床主軸部件是影響機(jī)床加工精度的主要部件，要求主軸部件具有與本機(jī)床工作性能相適應(yīng)的高回轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、耐磨性、和低的溫升，其結(jié)構(gòu)必須很好的解決刀具和工具的裝夾、軸承的配置、軸承間隙調(diào)整和潤滑密封等問題。數(shù)控機(jī)床的主軸部件主要有以下幾個部分：主軸本體及密封裝置、支承主軸的軸承、配置在主軸內(nèi)部的刀具卡進(jìn)及吹屑裝置、主軸的準(zhǔn)停裝置等。主軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、精度采用不同的主軸軸承。一般中小規(guī)格的數(shù)控機(jī)床的主軸部件多采用成組的高精度滾動軸承；重型數(shù)控機(jī)床采用液體靜壓軸承；高精度數(shù)控機(jī)床采用氣體靜壓軸承；轉(zhuǎn)速達(dá)20000r/min的主軸采用磁力軸承或氮化硅材料的陶瓷滾珠軸承。 為了保證主軸有良好的潤滑，減少摩擦發(fā)熱，同時又能把主軸組件的熱量帶走，通常采用循環(huán)式潤滑系統(tǒng)。用液壓泵供油強(qiáng)力潤滑，在油箱中使用油溫控制器控制油液溫度。現(xiàn)在許多數(shù)控機(jī)床的主軸采用高級鋰基潤滑脂封閉方式潤滑，每加一次油脂可以使用7～10年，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本且維護(hù)保養(yǎng)簡單，但是需要防止?jié)櫥秃陀椭旌?，通常采用迷宮式密封方式。為了適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速向更高速化發(fā)展的需要，新的潤滑冷卻方式相繼開發(fā)出來。這些新的潤滑冷卻方式不單要減少軸承溫升，還要減少軸承內(nèi)外圈的溫差，以保證主軸熱變形小。①油氣潤滑方式。 這種潤滑方式近似于油霧潤滑方式，所不同的是，油氣潤滑是定時定量的把油霧送進(jìn)軸承空隙中，這樣既實(shí)現(xiàn)了油霧潤滑，又不至于油霧太多而污染周圍空氣；后者則是連續(xù)供給油霧②噴注潤滑方式。 它用較大流量的恒溫油（每個軸承3～4L/min）噴注到主軸軸承，以達(dá)到潤滑冷卻的目的。需要特別指出的是，較大流量的油，不是自然回流，而是用排油泵強(qiáng)制排油，同時，采用專用高精度大容量恒溫油箱，油溫變動控制在177。℃。 在密封件中，被密封的介質(zhì)往往是以穿漏、滲透或擴(kuò)散的形式越界泄漏到密封連接處的彼側(cè)。造成泄漏的基本原因是流體從密封面上的間隙中溢出?；蚴怯捎诿芊獠考?nèi)外兩側(cè)密封介質(zhì)的壓力差或濃度差，致使流體向壓力或濃度低的一側(cè)流動。加工中心主軸前支承的密封結(jié)構(gòu)。臥式加工中心主軸前支承處采用的雙層小間隙密封裝置。主軸前端車出兩組鋸齒形護(hù)油槽，在法蘭盤4和5上開溝槽及泄漏孔，當(dāng)噴入軸承2內(nèi)的油液流出后被法蘭盤4內(nèi)壁擋住，并經(jīng)過其下部的泄油孔9和套筒3上的回油斜孔7流回油箱，少量油液沿著主軸6流出時，主軸護(hù)油槽在離心力的作用下被甩至法蘭盤4的溝槽內(nèi)，經(jīng)過回油斜孔7重新流回油箱，達(dá)到了潤滑介質(zhì)防泄漏的目的當(dāng)外部切削液、切屑及灰塵等沿主軸6與法蘭盤5之間的間隙進(jìn)入時，經(jīng)法蘭盤5的溝槽由泄漏孔7排出，少量的切削液、切屑及灰塵進(jìn)入前鋸齒溝槽，在主軸6高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下仍被甩至法蘭盤5的溝槽內(nèi)由泄油孔7排出，達(dá)到了主軸端部密封的目的。要使間隙密封結(jié)構(gòu)能在一定的壓力和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封防泄漏性能，必須保證法蘭盤4和5與主軸及軸承端面的配合間隙符合如下條件。①～（單邊）范圍內(nèi)。如果間隙偏大，則泄漏量將按照間隙的3次方擴(kuò)大；若間隙過小，由于加工及安裝的誤差，容易與主軸局部接觸使主軸局部升溫并產(chǎn)生噪聲。+②～。小間隙可使壓力油直接被擋住并沿法蘭盤4內(nèi)端面下部的泄油孔9經(jīng)回油斜孔7流回油箱。③～（單邊）范圍內(nèi)。間隙太大，進(jìn)入主軸6內(nèi)的切削液及雜物會顯著增多，間隙太小，則容易與主軸接觸。法蘭盤5溝槽深度應(yīng)大于10mm（單邊），泄漏孔7應(yīng)大于Φ6mm，并位于主軸下端靠近溝槽內(nèi)壁處。④法蘭盤4的溝槽深度應(yīng)大于12mm（單邊），主軸上的鋸齒尖而深；一般在5～7mm范圍內(nèi)，以確保具有足夠的甩油空間。法蘭盤4處的主軸鋸齒向后傾斜，法蘭盤5處的主軸鋸齒向前傾斜，⑤法蘭盤4上的溝槽與主軸6上的護(hù)油槽對齊，以保證被主軸甩至法蘭盤溝槽內(nèi)腔的油液能可靠地流回油箱。⑥套筒前端的回油斜孔7及法蘭盤4的泄油孔9流量為進(jìn)油孔1的2～3倍，以保證壓力油能順利地流回油箱。 在自動換刀機(jī)床的刀具自動夾緊裝置中，刀具自動夾緊裝置的刀桿常采用7：24的大錐度錐柄，既利于定心，也為松刀帶來方便。用蝶形彈簧通過拉桿及夾頭拉住刀柄的尾部，使刀具錐柄和主軸錐孔緊密配合，夾緊力達(dá)10000N以上。松刀時，通過液壓缸活塞推動拉桿來壓縮蝶形彈簧，使夾頭張開，夾頭與刀柄上的拉釘脫離，刀具就可拔出進(jìn)行新、舊刀具的更換，新刀裝入后，液壓缸活塞后移，新刀具又被蝶形彈簧拉緊。在活塞推動拉桿松開刀柄的過程中，壓縮空氣由噴氣頭經(jīng)過活塞中心孔和拉桿中的孔吹出，將錐孔清理干凈，防止主軸錐孔中掉入切屑和灰塵，把主軸錐孔表面和刀桿的錐柄劃傷，同時保證刀具的正確位置。（見表71）表71 主傳動系統(tǒng)的常見故障及排除方法序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法1主軸發(fā)熱主軸軸承損傷或軸承不清潔更換軸承，清除臟物主軸前端蓋與主軸箱體壓蓋研傷修磨主軸前端蓋，使其壓緊主軸前軸承，～軸承潤滑油脂耗盡或潤滑油脂涂抹過多涂抹潤滑油脂，每個3ml2主軸在強(qiáng)力切削時停轉(zhuǎn)電動機(jī)與主軸連接的皮帶過松移動電動機(jī)座，拉緊皮帶，然后將電動機(jī)座重新鎖緊皮帶表面有油用汽油清洗后擦干凈，再裝上皮帶使用過久而失效更換新皮帶摩擦離合器調(diào)整過松或磨損調(diào)整摩擦離合器，修磨或更換摩擦片3主軸噪聲缺少潤滑涂抹潤滑脂保證每個軸承涂抹潤滑脂量不得超過3ml小帶輪與大帶輪傳動平穩(wěn)情況不佳帶輪上的平衡塊脫落，重新進(jìn)行動平衡主軸與電動機(jī)連接的皮帶過緊移動電動機(jī)座，使皮帶松緊度合適齒輪嚙合間隙不均勻或齒輪損壞調(diào)整嚙合間隙或更換新齒輪傳動軸承損壞或傳動軸彎曲修復(fù)或更換軸承，校直傳動軸4主軸沒有潤滑油循環(huán)或潤滑不足油泵轉(zhuǎn)向不正確，或間隙太大改變油泵轉(zhuǎn)向或修理油泵吸油管沒有插入油箱的油面下面將吸油管插入油面以下2/3油管和濾油器堵塞清除堵塞物潤滑油壓力不足調(diào)整供油壓力5潤滑油泄漏潤滑油過量調(diào)整供油量密封件損壞更換密封件管件損壞更換管件6刀具不能夾緊蝶形彈簧位移量較小調(diào)整蝶形彈簧行程長度刀具松緊彈簧上的螺母松動順時針旋轉(zhuǎn)松夾刀具彈簧上的螺母使其最大工作載荷不得超過13kN7刀具夾緊后不能松開松刀彈簧壓合過緊逆時針旋轉(zhuǎn)松夾刀具彈簧上的螺母使其最大工作載荷不得超過13kN液壓缸壓力和行程不夠調(diào)整液壓壓力和活塞行程開關(guān)位置例1. 主軸噪聲的故障維修故障現(xiàn)象：車床CK6140在1200轉(zhuǎn)時，主軸噪聲變大分析及處理過程：CK6140采用的是齒輪變速傳動。一般來講主軸產(chǎn)生噪聲的噪聲源主要有：齒輪在嚙合時的沖擊和摩擦產(chǎn)生的噪聲；主軸潤滑油箱的油不到位產(chǎn)生的噪聲；主軸軸承的不良引起的噪聲。將主軸箱上蓋的固定螺釘松開，卸下上蓋，發(fā)現(xiàn)油箱的油在正常水平。檢查該擋位的齒輪及變速用的撥叉，看看齒輪有沒有毛刺及嚙合硬點(diǎn)，結(jié)果正常，撥叉上的銅塊沒有摩擦痕跡，且移動靈活。在排除以上故障后，卸下皮帶輪及卡盤，松開前后鎖緊螺母，卸下主軸，檢查主軸軸承，檢查中發(fā)現(xiàn)軸承的外環(huán)滾道表面上有一個細(xì)小的凹坑碰傷，更換軸承，重新安裝好后，用聲級計檢測。例2．主軸漏油故障現(xiàn)象：ZJK7532銑鉆床加工過程中出現(xiàn)漏油分析及處理過程：該銑鉆床為手動換擋變速，通過主軸箱蓋上方的注油孔加入冷卻潤滑油。在加工時只要速度達(dá)到400rpm時，油就會順著主軸流下來。觀察油箱油標(biāo)，油標(biāo)顯示在油在上限位置。拆開主軸箱上蓋，發(fā)現(xiàn)冷卻油已注滿了主