【正文】 脆性大 ， 遇沖擊載荷或意外碰撞極易使齒面損壞 ， 這也是造成靜壓蝸桿蝸輪故障的原因之一 。 ? 造成上述故障的原因是多方面的 。 但事實(shí)上靜壓蝸桿蝸輪副發(fā)生故障最多的部位恰恰是在此處 。 就其實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性而言 ， 前兩種用的較多 。 這兩種傳動方式均可以完全消除傳動間隙 ， 且都具有很高的傳動效率及傳動剛度 。 2023/1/16 48 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? 對于行程過長的進(jìn)給運(yùn)動 ， 一般不宜采用絲杠傳動， 這主要是因?yàn)殚L絲杠制造困難 ， 且容易因自重產(chǎn)生彎曲下垂 ， 影響傳動精度 ， 其軸向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度也難提高；如加大絲杠直徑 ， 又會因轉(zhuǎn)動慣量增大 ， 使伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性不容易得到保證 。 ? 如果預(yù)緊時(shí)軸向預(yù)加載荷加的過大或絲杠本身因各種原因已產(chǎn)生了彎曲變形 ， 解決這類故障的方法很簡單 ， 只需重新調(diào)整預(yù)加載荷使之既能完全消除間隙 ， 又不會使預(yù)緊力太大 。 這是因?yàn)榻z杠或螺母軸線距定位基面的理論尺寸與實(shí)際加工尺寸有較大誤差或者是由于在裝配時(shí)未能調(diào)整好絲杠支座或螺母座的位置造成的 。 排除這些故障的辦法是根據(jù)相應(yīng)的故障類型逐項(xiàng)檢查各元件 、 各部位 ， 然后采取更換元件 ， 重新調(diào)整 ， 改善潤滑條件等措施加以解決 。 2023/1/16 46 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? ? 滾珠絲杠螺母副是高精度的傳動元件 ， 在工作中產(chǎn)生噪聲的原因主要是因?yàn)樵谘b配 、 調(diào)整過程中存在著某些缺陷 。 否則 ， 會使移動部件因自重或慣性運(yùn)動造成異常故障 ， 嚴(yán)重的會損壞機(jī)床零部件 。 2023/1/16 42 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) 圖 85 墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)圖 2023/1/16 43 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) 圖 86 螺母調(diào)隙式結(jié)構(gòu)圖 2023/1/16 44 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) 圖 87 齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)圖 2023/1/16 45 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? ? 滾珠絲杠螺母副有著很高的傳動效率 ， 但不能自鎖。滾珠絲杠螺母副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊 ， 通常采用雙螺母預(yù)緊方式 ， 其結(jié)構(gòu)形式通常有三種：即墊片調(diào)隙式 ， 螺母調(diào)隙式及齒差調(diào)隙式 。 滾珠絲杠螺母副的軸向間隙直接影響其傳動剛度和傳動精度 ， 尤其是反向傳動精度 。 但是在使用該傳動方式時(shí)仍會遇到一些問題， 處理不當(dāng)便會產(chǎn)生故障 ， 影響數(shù)控機(jī)床的工作精度 ， 甚至使機(jī)床停止工作 。 2023/1/16 39 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? 的消隙方法 ? 斜齒齒輪傳動時(shí)常用的消隙方法有軸向墊片調(diào)整法和軸向壓簧調(diào)整法 ， 見圖 84。 較為有效的辦法是在非十分必要的情況下盡量減少齒輪傳動環(huán)節(jié) ， 一旦使用也應(yīng)盡量消除齒輪傳動副的間隙 。 如增大了機(jī)械傳動的噪聲；由于傳動環(huán)節(jié)增多 ， 加大了傳動間隙 ， 從而使精度降低；或使伺服系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而不穩(wěn)定；還會增大機(jī)械動態(tài)響應(yīng)時(shí)間造成反應(yīng)滯后等 。 2023/1/16 37 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? 進(jìn)給系統(tǒng)采用齒輪傳動裝置 ， 是為了使絲杠 、 工作臺的慣量在系統(tǒng)中占有較小的比重 ， 以實(shí)現(xiàn)慣量匹配；同時(shí)可使高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩的伺服驅(qū)動裝置的輸出變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大扭矩 ， 以適應(yīng)驅(qū)動執(zhí)行件的需要；另外 ， 也便于歸算所需的脈沖當(dāng)量；有時(shí)也為便于機(jī)械結(jié)構(gòu)位置的布局所考慮 。 可以說 ， 影響整個(gè)伺服進(jìn)給系統(tǒng)精度的因素除了 伺服驅(qū)動單元和電動機(jī) 外 ， 也很大程度地取決于 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu) 。 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要有 穩(wěn) 、 準(zhǔn) 、 快 、 寬 、 足 五大要求 ，而其中 穩(wěn) 、 準(zhǔn) 、 快 這三項(xiàng)指標(biāo)都是與機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的 。 由于數(shù)控機(jī)床功能及性能上的要求 ， 這些部件用在數(shù)控機(jī)床上與用在普通機(jī)床上是有不同點(diǎn)的 。 2023/1/16 36 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) 進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)故障的診斷及維修 ? 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)在沒有實(shí)現(xiàn)直線電動機(jī)伺服驅(qū)動方式時(shí) ，機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)還是必不可少的 。 但值得注意的是采用這種準(zhǔn)停方式 ， 必須要有一定的邏輯互鎖作保證 ， 才能使得主軸電動機(jī)最后能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn) 。 要檢查液壓缸定位銷伸出動作是否靈活 ， 各電器及液壓元件工作是否正常 、 反應(yīng)是否靈敏等諸多因素 。 ? 在采用電氣方式時(shí) ， 由機(jī)械部分引起的定向不準(zhǔn)或錯(cuò)位等故障 ， 多半是由于連接電氣元件的緊固裝置因機(jī)床工作時(shí)的振動或其他意外碰撞而產(chǎn)生了松動 ， 從而導(dǎo)致電氣元件移位造成的 ， 較易解決 。 2023/1/16 35 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? ? 數(shù)控機(jī)床主軸準(zhǔn)停裝置很多 ， 主要分機(jī)械方式和電氣方式兩種 。 2023/1/16 34 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) (3)還有一類產(chǎn)生于拉刀過程中的故障是因?yàn)?主軸錐孔中掉進(jìn)了切屑或其他污物 ，在拉緊刀桿時(shí) ， 主軸錐孔表面和刀桿的錐柄就會被劃傷 ， 并使刀桿發(fā)生偏斜造成定位不準(zhǔn) ， 最后致使零件加工尺寸出錯(cuò) 。 如碟形彈簧組位移量較小所造成的刀具不能卡緊 ， 此時(shí)只需調(diào)整碟形彈簧組的行程長度即可解決；又如松刀時(shí)液壓油缸的壓力或行程不夠?qū)е碌毒呖ňo后不能松開 ， 只需重新調(diào)整油缸液壓力或活塞行程開關(guān)位置 ，就能完成松刀動作 (如是松刀電磁閥失靈或松刀感應(yīng)開關(guān)失靈 ， 只需更換相應(yīng)元件即可 )。 產(chǎn)生此類故障的因素或部位很多 ， 但歸納起來 ， 主要因?yàn)闃?gòu)成拉刀裝置的某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了異常的尺寸變化或性能變化 。 在油缸體 1上移的同時(shí) ， 活塞 2由壓力油推動下移 ， 從而壓縮碟簧組 7松刀 ， 此時(shí)克服碟簧的力全由主軸體 6承受 (主軸體 6與零件 5由螺釘緊固在一體 )， 不傳到主軸軸承上 ， 即實(shí)現(xiàn)了內(nèi)力的封閉 。 圖 82是卸荷結(jié)構(gòu)的實(shí)例 。 ? 采用自動換刀裝置常出現(xiàn)的故障有以下幾種： ? (1)整個(gè)裝置未能實(shí)現(xiàn)內(nèi)力的封閉 。 這種方式為每個(gè)軸承單獨(dú)供油 ， 且定時(shí)定量 ， 既保證了所需的油量 ， 又無油霧擴(kuò)散 ， 為環(huán)保所兼容 。 ? 就噴油潤滑而言 ， 較類似于第 (1)種情況 ， 由于需把潤滑油送入到主軸軸承內(nèi)部 ， 故其所能達(dá)到的主軸轉(zhuǎn)速最高 ， 但此時(shí)需配備附加的供油設(shè)備 。 為與之相適應(yīng) ， 傳統(tǒng)的主軸潤滑 ，冷卻方式已不能滿足高轉(zhuǎn)速的要求 ， 取而代之的是新型的潤滑冷卻方式 。 ? 對于潤滑脂 ， 通常采用迷宮封閉式密封 ， 只要潤滑脂的填充量計(jì)算準(zhǔn)確 ， 便可保證能正常工作 。 對于潤滑油 ， 如果是飛濺潤滑 ， 則應(yīng)預(yù)留油池 ， 且保證油池液面高度不會翻越密封裝置進(jìn)入脂潤滑區(qū) ， 同時(shí)對密封裝置的設(shè)計(jì)既要考慮不許油液自下而上漫過去 ， 也不許飛濺后落下的油液自上而下滲過去 。 2023/1/16 29 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? 另一個(gè)較常見的故障是 潤滑油與潤滑脂出現(xiàn)混合 ， 最后導(dǎo)致潤滑脂稀化并逐步流失 ， 從而造成 主軸端部潤滑不良 ， 出現(xiàn)故障 。 ? 但采用此方式較易出現(xiàn)的故障為 ， 錯(cuò)誤地認(rèn)為將潤滑脂填充的越多越好 ， 從而人為地將潤滑脂涂抹過多 ， 這樣反而容易造成工作時(shí)主軸端部發(fā)熱嚴(yán)重 。 這種方式可大大簡化結(jié)構(gòu) ， 降低制造成本且維護(hù)保養(yǎng)簡單 。 在此情況下 ， 首先應(yīng)檢查吸油管位置是否合適 ， 然后仔細(xì)調(diào)整好供油量及回抽油量的關(guān)系 ， 適當(dāng)延長吸油時(shí)間 ， 最后認(rèn)真檢查主軸端部的密封結(jié)構(gòu) ， 保證其有一定的存油空間 ， 同時(shí)更換破損密封件 ， 以確保不漏油 。 此時(shí) ， 吸油管要盡量位于最低處 ， 尤其是在主軸為立式時(shí)更應(yīng)如此 。 2023/1/16 27 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? 數(shù)控機(jī)床主軸中部件的 潤滑方式 通常有： ? (1)循環(huán)式潤滑方式 ? 此方式采用液壓泵供油強(qiáng)力潤滑 ， 可有效地把主軸組件的熱量帶走 ， 同時(shí)在油箱中使用油溫控制器控制油液溫度 ， 以保證主軸不發(fā)熱 。 主軸工作時(shí)如溫升過高 ， 將會導(dǎo)致主軸發(fā)熱 ， 從而給主軸軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來影響 ， 輕則降低主軸回轉(zhuǎn)精度 ，嚴(yán)重的甚至?xí)龤лS承 。 ? 主軸部件質(zhì)量的好壞將直接影響加工質(zhì)量 ， 因此對主軸部件的故障診斷及排除就顯得非常重要 。 此時(shí)只需重新調(diào)整摩擦離合器 ， 或是修磨 、 更換摩擦片即可 。 此時(shí)只須移動電動機(jī) ， 張緊皮帶 ， 繼而將電動機(jī)座重新鎖緊；或是用汽油清洗皮帶表面油污 ， 使之清潔后再重裝上；更換新皮帶等措施 ， 即可排除故障 。 ? 另外 ， 對于使用牙嵌式電磁離合器的主傳動系統(tǒng) ，必須掌握 離合器需在低于 1 r／ min一 2 r／ min的轉(zhuǎn)速下才能安全可靠的變速這一特點(diǎn) 。有的數(shù)控機(jī)床在控制變速油缸運(yùn)動時(shí)采用信號桿配接近開關(guān)的組合方式 ， 對解決這一類機(jī)械故障是行之有效的方法 。 產(chǎn)生這一故障的原因通常是由于液壓變速系統(tǒng)中的液壓元件 (如變速油缸 )不具有良好的速度調(diào)節(jié)功能 ， 或相應(yīng)的電磁元件(如電磁換向閥 )不具有 “ 記憶 ” 功能所致 。 ? 有時(shí)主傳動系統(tǒng)的噪聲是由于系統(tǒng)中傳動軸承損壞或傳動軸彎曲造成的 ， 此時(shí)應(yīng)修復(fù)或更換軸承 ， 校直傳動軸 ， 以消除噪聲 。 ? 對于 帶傳動 的形式 ， 產(chǎn)生噪聲的主要原因有主軸與電動機(jī)連接的皮帶過緊 ， 大帶輪與小帶輪傳動平衡情況不佳 。 因此 ， 在機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少使用線速度超過10m/s～ 12m/s的高速齒輪 ， 這是避免主傳動系統(tǒng)噪聲的非常有效的措施 。 另外 ， 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少齒輪的對數(shù) ， 適當(dāng)限制齒輪的直徑 (尤其在高速傳動鏈中 )， 這是因?yàn)辇X輪直徑越大 ， 在工作時(shí)相對同樣轉(zhuǎn)速條件下的線速度就越大 。 對于齒輪變速的形式 ， 一般是因?yàn)辇X輪嚙合間隙不均勻或輪齒已損壞造成的 ，而造成齒輪嚙合間隙不均勻的主要因素是加工與裝配精度不高 。 這種傳動形式簡化了機(jī)構(gòu)、提高了主軸的剛度，是一種非常好的傳動形式，如圖 81(c)所示，控制方便，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，但其輸出扭矩比較小。 這種形式可避免齒輪傳動引起的振動與噪聲，但只能用在低扭矩的情況下。這種配置方式在大中型機(jī)床中采用較多。 盡管如此 ， 數(shù)控機(jī)床的主傳動變速機(jī)構(gòu)仍較以往的普通機(jī)床有了極大的簡化 ， 主軸箱內(nèi)各種零件如軸 、 齒輪 、 軸承等的數(shù)量都大為減少 ， 這就使得可能 出現(xiàn)機(jī)械故障的部位也大為減少 。 同時(shí) ，為了進(jìn)一步滿足對主傳動調(diào)速和扭矩輸出的要求 ， 在數(shù)控機(jī)床上常采用 機(jī)電相結(jié)合 的方法 ， 即同時(shí)采用 電動機(jī)調(diào)速 和 機(jī)械齒輪變速 這兩種方法 。 2023/1/16 18 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) 主傳動系統(tǒng)與主軸部件故障的診斷與維修 數(shù)控機(jī)床的 主傳動 是承受主切