金屬切削機(jī)床爬行因素分析與消除措施淺析

摘 要：在金屬切削加工中，爬行現(xiàn)象嚴(yán)重影響了工作效率和加工質(zhì)量，同時(shí)導(dǎo)致了機(jī)床的過度磨損，從而大幅度的縮短了機(jī)床零件的使用壽命。文章就針對金屬切削機(jī)床爬行形成的因素進(jìn)行分析，并對各種爬行現(xiàn)象形成的原因提出了一些消除措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)床；爬行；磨損；潤滑；消除措施

引言

在機(jī)械制造中，很多機(jī)床在工作的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)時(shí)走時(shí)不走的現(xiàn)象，或者是速度不均勻的問題。在行業(yè)中，將這些問題統(tǒng)稱為爬行。較小的爬行現(xiàn)象人是感知不到的，只能通過儀器測到，但是較大的爬行現(xiàn)象，人會(huì)很明顯感覺到機(jī)床的振動(dòng)和卡頓。可以說，由于爬行現(xiàn)象的存在，使得機(jī)床加工的精度受到較大程度的影響，同時(shí)也因?yàn)榕佬鞋F(xiàn)象的存在，會(huì)加劇機(jī)床壽命的老化。因此當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)爬行問題時(shí)，就需要通過各種手段加以解決，從而保證機(jī)床的正常運(yùn)行。機(jī)床的這種爬行行為由很多原因組成，有的原因是單一性的，但有的則是綜合性的。在使用機(jī)床過程中，因?yàn)榕佬泄收洗嬖诙枰M(jìn)行保養(yǎng)和維修，應(yīng)從其機(jī)械結(jié)構(gòu)、潤滑系統(tǒng)、人員操作以及電氣控制四個(gè)部分分析爬行故障發(fā)生的原因以及解決辦法。

1 金屬切削機(jī)床的爬行因素分析

1.1 機(jī)械機(jī)構(gòu)問題引起的爬行

機(jī)械部分是機(jī)床的基本組成部分，執(zhí)行件在運(yùn)行過程中，是在支撐件和傳動(dòng)件的共同配合下完成的，一般就由這兩部分原因引起機(jī)械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題而產(chǎn)生爬行。

第一種是由設(shè)備支撐形式不同引起的故障。導(dǎo)軌在長期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的都會(huì)產(chǎn)生老化，事實(shí)上不同的導(dǎo)軌老化程度是不同的，引起爬行的原因也有差異。對于滑動(dòng)導(dǎo)軌，大部分情況下會(huì)利用利用鑲條進(jìn)行調(diào)整間隙，但長期運(yùn)轉(zhuǎn)鑲條受到磨損老化，間隙也相應(yīng)的增大，進(jìn)而使得導(dǎo)油槽路受到堵塞引起爬行故障。對于滾動(dòng)導(dǎo)軌，承重能力會(huì)隨著磨損程度的增加而降低，但通常情況下加工部件的重量較大，拖動(dòng)能力會(huì)明顯不足，故而引起爬行故障。對于液壓導(dǎo)軌，導(dǎo)軌副內(nèi)的油膜的正常形成對穩(wěn)定工作十分重要，但液壓系統(tǒng)在使用一段時(shí)間之后會(huì)出現(xiàn)老化，進(jìn)而使得油壓降低，導(dǎo)軌副不能正常工作，從而出現(xiàn)爬行。

第二種是機(jī)械傳動(dòng)部分出現(xiàn)問題引起的爬行。設(shè)備在長期的運(yùn)行過程中，其零部件經(jīng)過長時(shí)間的磨損，出現(xiàn)松動(dòng)或老化，設(shè)備在運(yùn)行過程中所能承受的載荷范圍會(huì)大大減小，但其負(fù)載載荷已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這個(gè)能承受的范圍，使得設(shè)備發(fā)生爬行現(xiàn)象。數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的傳動(dòng)多通過齒輪間相互作用來完成，隨著齒輪之間的磨損的增加。間隙逐漸增加，設(shè)備本身功率消耗逐漸增加會(huì)直接影響設(shè)備的使用壽命，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的爬行故障。其實(shí)齒輪與軸承之間的配合間隙也應(yīng)適當(dāng)，過大也會(huì)造成爬行故障。設(shè)備由各個(gè)獨(dú)立的零件來組成，是通過緊固件連接成一個(gè)整體，那么緊固件如果出現(xiàn)松動(dòng)也會(huì)造成爬行現(xiàn)象產(chǎn)生。另外，對于機(jī)床來說絲杠傳動(dòng)的精度的提高特別重，提高絲杠的傳動(dòng)精度需要對絲杠副進(jìn)行調(diào)整時(shí)進(jìn)行預(yù)緊，但預(yù)緊力過大會(huì)使絲杠螺母副的彈性變形超出標(biāo)準(zhǔn)的范圍，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中就會(huì)受到過大的阻力，這也是造成爬行故障產(chǎn)生的原因之一。

1.2 潤滑系統(tǒng)問題引起的爬行

合理的潤滑方式給機(jī)床正常提供便利，否則會(huì)造成爬行故障的發(fā)生。要盡量避免設(shè)備閥中的節(jié)流器管壁發(fā)生堵塞，否則各壓力值之間的相差變大，就會(huì)造成軸承浮量值存在差異進(jìn)而引起軸承運(yùn)行不暢而發(fā)生爬行。比如數(shù)控機(jī)床潤滑油的進(jìn)油口一般設(shè)置在潤滑油和切削液的中間位置，設(shè)備在運(yùn)行過程中吸油管執(zhí)行潤滑工作時(shí)，如各有潤滑油滲入到切削液中，會(huì)降低潤滑油本身所具有的粘性，那么設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的壓力就會(huì)減小導(dǎo)致速度降低，造成軸承產(chǎn)生爬行故障。另外如果設(shè)備在運(yùn)行過程中有空氣進(jìn)入到液壓系統(tǒng)，會(huì)使液壓系統(tǒng)的零部件產(chǎn)生銹蝕，引起嚴(yán)重的爬行故障。另外潤滑油在工作溫度條件下很容易與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)，其產(chǎn)物是一種膠狀物，如果它粘附在導(dǎo)軌面上，不僅使其易產(chǎn)生酸性腐蝕，而且會(huì)使其摩擦面喪失潤滑性而發(fā)澀，從而引起機(jī)床導(dǎo)軌爬行故障。

1.3 電氣控制系統(tǒng)問題引起的爬行

金屬切削機(jī)床中的數(shù)控機(jī)床是一個(gè)典型的機(jī)電一體化的系統(tǒng)，其電氣控制系統(tǒng)就好比整個(gè)系統(tǒng)的大腦，控制著系統(tǒng)各部分按要求來完成各項(xiàng)任務(wù)，為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行提供驅(qū)動(dòng)力。在工作過程中，機(jī)床的工作臺(tái)的運(yùn)行和刀架的移動(dòng)一般由步進(jìn)驅(qū)動(dòng)或者采用伺服驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)設(shè)備長期處于運(yùn)行的狀態(tài)，電氣元件在長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中逐漸受到磨損和老化，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器輸出扭矩也會(huì)受到影響而逐漸減少，這就使得驅(qū)動(dòng)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)力逐漸降低。再加上機(jī)械部件磨損的日益嚴(yán)重，摩擦面積增加，摩擦力加大，使得驅(qū)動(dòng)輸出扭矩不足對工作臺(tái)或者刀架拖動(dòng)力不夠而引起設(shè)備發(fā)生爬行故障。另外線路連接的松動(dòng)老化受損也使得設(shè)備動(dòng)力降低引起爬行故障發(fā)生。

1.4 人為操作不當(dāng)問題引起的爬行

工作人員在操作之前如果不熟悉設(shè)備的操作方法，未學(xué)習(xí)使用說明，對設(shè)備的性能和操作未細(xì)致了解，操作過程中不按照規(guī)范進(jìn)行操作和使用，不可避免的出現(xiàn)人為的誤操作而造成設(shè)備爬行故障甚至更為嚴(yán)重的故障。另外，在日常沒能及時(shí)的對設(shè)備進(jìn)行必要的維護(hù)和保養(yǎng)，片面追求加工進(jìn)度，忽視日常小毛病小問題，造成更為嚴(yán)重的故障。

2 消除爬行的措施

2.1 機(jī)械機(jī)構(gòu)問題引起的爬行消除措施

如果是機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)引起的爬行，要根據(jù)導(dǎo)軌的形式來確定，首先檢查導(dǎo)軌磨損的程度并找到問題的根源再進(jìn)行故障排除。如更換貼塑膜、更換滾動(dòng)副、調(diào)整液壓壓力等。如果故障原因是由于傳動(dòng)間隙造成的，就需要將間隙排除，比如軸承間隙在保證設(shè)備運(yùn)行正常的前提下盡可能的將軸承間存在的威脅間隙做縮小調(diào)整。如果是絲杠副的問題就要對絲杠副的間隙進(jìn)行調(diào)整。及時(shí)更換破損零件，并且零件超過使用年限的要及時(shí)更換，以排除安全隱患盡量避免故障發(fā)生。

2.2 潤滑系統(tǒng)問題引起的爬行消除措施

對發(fā)生堵塞的油路進(jìn)行修復(fù)，對各個(gè)潤滑點(diǎn)之間不平衡的潤滑壓力進(jìn)行平衡調(diào)整，日常加強(qiáng)潤滑油的保養(yǎng)檢查，及時(shí)添補(bǔ)潤滑油來保證潤滑系統(tǒng)的順暢。根據(jù)機(jī)床類型正確選擇潤滑油（主要包括潤滑油的種類、牌號(hào)，特別是粘度），對機(jī)床回油進(jìn)行降溫，定期更換潤滑油和檢查其酸值等。

2.3 電氣控制系統(tǒng)問題引起的爬行消除措施

調(diào)整驅(qū)動(dòng)器輸出扭矩，將位置增益參數(shù)和速度增益參數(shù)進(jìn)行增大調(diào)整，使驅(qū)動(dòng)能力得以提升。對其它常數(shù)進(jìn)行調(diào)整使其與驅(qū)動(dòng)能力相匹配，講笑瞬時(shí)功率減少?zèng)_擊，維護(hù)驅(qū)動(dòng)電路。檢查系統(tǒng)線路，特別是對連接處進(jìn)行仔細(xì)的檢查，確認(rèn)連接保持完好的狀態(tài)。如果需要對連接線進(jìn)行修復(fù)，需要使用電壓表進(jìn)行安全測試，確認(rèn)合格后再開始啟動(dòng)運(yùn)行設(shè)備，以防止爬行故障產(chǎn)生。

2.4 人為操作不當(dāng)問題引起的爬行消除措施

操作人員在操作設(shè)備前務(wù)必仔細(xì)閱讀設(shè)備操作說明和操作細(xì)則，在清楚設(shè)備的各種使用方法和相關(guān)的注意事項(xiàng)的前提下，嚴(yán)格按規(guī)范要求來操作，特別是在操作數(shù)控機(jī)床時(shí)要保持認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，減少人為誤操作引起的爬行故障。在使用機(jī)床的過程中，要對爬行故障的類型和原因根據(jù)實(shí)際情況詳細(xì)了解，按著先仔細(xì)檢查，再具體分析，最后恰當(dāng)排除的順序進(jìn)行。并且要重視機(jī)床設(shè)備的日常保養(yǎng)和檢修工作，盡可能的減少爬行故障發(fā)生率，保質(zhì)保量的進(jìn)行加工生產(chǎn)工作。

3 結(jié)束語

綜上所述，爬行是機(jī)床常見故障之一，是一個(gè)非常復(fù)雜的問題。因?yàn)槌霈F(xiàn)爬行危害很大。因此我們在使用機(jī)床時(shí)，首先要客觀地分析機(jī)床常見爬行現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因，然后才能采取恰當(dāng)?shù)姆椒右韵?。維護(hù)和保養(yǎng)工作是機(jī)床十分重要的內(nèi)容，機(jī)床的使用者必須高度重視。

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