數(shù)控機(jī)床液壓與氣壓系統(tǒng)引發(fā)的故障及其診斷技術(shù)

高麟

摘? 要：該文主要分析了數(shù)控機(jī)床液壓與氣壓系統(tǒng)引發(fā)的故障，從而重點(diǎn)介紹了相關(guān)的診斷技術(shù)，對(duì)數(shù)控機(jī)床液壓與氣壓系統(tǒng)引發(fā)的故障進(jìn)行分析是十分必要的，其影響了數(shù)控機(jī)床的使用有效性。通過(guò)分析相應(yīng)的診斷技術(shù)來(lái)促進(jìn)數(shù)控機(jī)床加工發(fā)展的不斷成熟，提高其自身的自動(dòng)化和智能化水平，同時(shí)促進(jìn)數(shù)控機(jī)床精度不斷提高。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng);氣壓系統(tǒng);診斷技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)： TH137? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

現(xiàn)階段我國(guó)的數(shù)控加工技術(shù)快速發(fā)展，機(jī)床設(shè)備也向著自動(dòng)化和智能化的趨勢(shì)發(fā)展，因此，機(jī)床設(shè)備精密程度不斷提高。但是，在其自動(dòng)化和智能化的發(fā)展過(guò)程中，還存在一些不完善的地方，阻礙其正常運(yùn)行，因此要對(duì)數(shù)控機(jī)床液壓和氣壓系統(tǒng)引發(fā)的故障進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的診斷技術(shù)。

1 數(shù)控機(jī)床液壓與氣壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障和現(xiàn)象

1.1 壓力值異常表現(xiàn)出的特征

數(shù)控機(jī)床液壓與氣壓系統(tǒng)常見(jiàn)的故障之一在于壓力值異常，在數(shù)控機(jī)床的使用過(guò)程中，如果出現(xiàn)壓力值超出正常范圍的情況，基本可以判斷為液壓系統(tǒng)工作壓力不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。如果工作壓力不符合事先設(shè)定的基本數(shù)據(jù)，也會(huì)說(shuō)明壓力值異常，主要表現(xiàn)在于壓力值超過(guò)了正常范圍。在數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了這種狀況，隨即會(huì)帶來(lái)控制動(dòng)力的壓力的不穩(wěn)定。

1.2 液壓轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生異常

如果在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了液壓系統(tǒng)流量異常的情況，也會(huì)損壞工作狀態(tài)下的元件，當(dāng)速度低于正常速度，負(fù)載能量的變化也會(huì)引起速度的變化。流量的異常必然會(huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障的發(fā)生，從而使操作系統(tǒng)速度異常，在這種情況下，常規(guī)的調(diào)節(jié)也無(wú)法滿足數(shù)值的正常需要，而且速度轉(zhuǎn)換的過(guò)程中也會(huì)造成系統(tǒng)故障。

1.3 液壓沖擊

數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中，技術(shù)人員要注重相關(guān)的檢測(cè)，例如在正常運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)伴有噪聲產(chǎn)生，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行檢查，因?yàn)樵肼暜a(chǎn)生可能是由于液壓系統(tǒng)發(fā)生故障。液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要表現(xiàn)除了產(chǎn)生噪聲外，還包括測(cè)量?jī)x表出現(xiàn)問(wèn)題，或者由于系統(tǒng)不牢固連接而發(fā)生的系統(tǒng)管路破裂問(wèn)題。

1.4 液壓系統(tǒng)振動(dòng)過(guò)大發(fā)生噪聲

液壓系統(tǒng)振動(dòng)過(guò)大發(fā)生噪聲時(shí)，技術(shù)人員要注重檢查泵、回流管以及溢流出油口等部位，因?yàn)樵谶@些部位中振動(dòng)幅度較大，因此也極易產(chǎn)生故障。

1.5 溫度過(guò)高

溫度過(guò)高也是數(shù)控機(jī)床液壓和氣壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要表現(xiàn)，因?yàn)橄到y(tǒng)溫度的升高會(huì)導(dǎo)致油黏度的下降，從而造成油溫升高，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)零件出現(xiàn)溫度升高的問(wèn)題。

1.6 泄漏

當(dāng)系統(tǒng)的壓力值通過(guò)正常調(diào)節(jié)無(wú)法上升的時(shí)候，需要思考是否發(fā)生了液壓系統(tǒng)的泄漏，液壓系統(tǒng)泄漏會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，從而造成液壓系統(tǒng)溫度的升高，出現(xiàn)漏油的問(wèn)題，還會(huì)出現(xiàn)噪聲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)失控。

2 現(xiàn)代故障診斷的主要內(nèi)容

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的功能也在不斷提升，內(nèi)部系統(tǒng)更為精密，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，針對(duì)故障的處理時(shí)間也會(huì)增長(zhǎng)，同時(shí)也會(huì)增加維修次數(shù)，因此現(xiàn)階段對(duì)故障診斷提出了更高水平的要求，其中主要在于對(duì)相關(guān)技術(shù)人員的要求。技術(shù)人員要通過(guò)技術(shù)改進(jìn)來(lái)提高維修的效率，有效排除故障。在這個(gè)過(guò)程中，技術(shù)人員要明確故障診斷的實(shí)質(zhì)是針對(duì)故障發(fā)生的預(yù)判，在故障發(fā)生前通過(guò)收集數(shù)據(jù)和具體分析來(lái)確定可能發(fā)生故障的位置和類(lèi)型，從而采取相應(yīng)的措施來(lái)進(jìn)行故障診修。一個(gè)完善的故障診斷主要包括3個(gè)部分，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)、故障分析技術(shù)和故障修復(fù)方法。在進(jìn)行故障診修的過(guò)程中要注意敏感性、準(zhǔn)確性和全面性。

3 故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

下面主要從2個(gè)方面來(lái)分析故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)發(fā)展趨勢(shì)了解現(xiàn)階段對(duì)于數(shù)控機(jī)床液壓與氣壓系統(tǒng)故障診斷的要求，從而提高診斷能力和水平。

3.1 故障診斷理論和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

從現(xiàn)階段的發(fā)展方向來(lái)看，未來(lái)主要實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)控制、冗余控制和監(jiān)控控制的結(jié)合，以提高診斷體系的有效性。

3.2 基于Internet的設(shè)備故障遠(yuǎn)程協(xié)作診斷

在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中實(shí)現(xiàn)設(shè)備診斷技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，將中心計(jì)算器作為服務(wù)器，并將狀態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)置于企業(yè)重要關(guān)鍵設(shè)備上。通過(guò)建立診斷中心來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷。遠(yuǎn)程協(xié)作診斷的使用，不僅能豐富診斷知識(shí)庫(kù)，還可以遠(yuǎn)程提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從而提高故障診斷的精密化程度。同時(shí)通過(guò)遠(yuǎn)程診斷還彌補(bǔ)了離線診斷的缺陷，使其在惡劣的工作環(huán)境下保證了診斷工作正常進(jìn)行。隨著現(xiàn)代信息的高速發(fā)展，通過(guò)技術(shù)人員的研究，在未來(lái)一定可以實(shí)現(xiàn)故障遠(yuǎn)程協(xié)作診斷。

4 數(shù)控機(jī)床故障診斷應(yīng)遵循的維修原則

該文主要分析了數(shù)控機(jī)床液壓與氣壓系統(tǒng)故障的主要內(nèi)容及其表現(xiàn)，說(shuō)明了數(shù)控機(jī)床液壓和氣壓系統(tǒng)故障診斷的內(nèi)容和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，證明只有完善故障診斷系統(tǒng)，才能更好地保證數(shù)控機(jī)床的精密化和智能化，提高其操作效率。下面主要分析數(shù)控機(jī)床故障診斷中應(yīng)該遵循的基本原則，以此來(lái)明確故障診斷的發(fā)展方向。

首先，要遵循先外部后內(nèi)部的原則。首先要明確數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其主要由3個(gè)部分構(gòu)成，即機(jī)械、液壓、電氣，因此其發(fā)生故障也是三者綜合反映的結(jié)果，因此技術(shù)人員在對(duì)數(shù)控機(jī)床液壓和氣壓系統(tǒng)進(jìn)行故障排除的過(guò)程中要遵循由外向內(nèi)的主要原則，而不能盲目對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行拆卸[1]，否則不僅不能有效排除故障，甚至還會(huì)降低機(jī)床的精度，從而導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床的使用壽命縮短。

其次，要遵循先機(jī)械后電氣的原則。在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床液壓和氣壓系統(tǒng)的故障診斷時(shí)，要明確診斷自身存在的復(fù)雜性，同時(shí)要認(rèn)識(shí)到機(jī)械故障是可以被發(fā)現(xiàn)的，如果在診斷過(guò)程中能及時(shí)排除機(jī)械故障，也可以有效提高診斷的精確程度。在先機(jī)械后電氣的診斷原則的引導(dǎo)下，要注重規(guī)范診斷步驟，即在診斷故障的過(guò)程中要先使機(jī)床保持?jǐn)嚯姷撵o止?fàn)顟B(tài)，在這個(gè)狀態(tài)下觀察故障來(lái)源是否為非破壞性故障，確定故障來(lái)源之后對(duì)機(jī)床進(jìn)行通電。在運(yùn)行的狀態(tài)下再次進(jìn)行觀察，尋找故障發(fā)生的位置。

最后，要遵循先簡(jiǎn)單后復(fù)雜的原則。如果在針對(duì)故障診斷的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在多種故障，就要采取從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的診斷方式，即優(yōu)先解決容易的問(wèn)題，將復(fù)雜的問(wèn)題放到后面，一般情況下先解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題，然后解決復(fù)雜問(wèn)題。

5 故障診斷技術(shù)的研究

5.1 故障診斷一般步驟

首先，技術(shù)人員要明確故障診斷的一般步驟，現(xiàn)階段針對(duì)數(shù)控機(jī)床液壓和氣壓系統(tǒng)的故障診斷方式主要有4種，即看、聽(tīng)、摸、聞、問(wèn)等。具體的故障診斷步驟如下。首先要檢查液壓系統(tǒng)的壓力值以及流量值，觀察期是否處于正常的范圍。其次，針對(duì)液壓系統(tǒng)回路圖，觀察其中是否存在異常。然后要對(duì)元件清單進(jìn)行檢查，針對(duì)系統(tǒng)程序和次序進(jìn)行檢查，在完成上述步驟后要注重觀察液壓系統(tǒng)振動(dòng)的情況以及其噪聲情況，同時(shí)要觀察在這個(gè)過(guò)程中是否出現(xiàn)了油溫過(guò)高、液壓沖擊泄漏的問(wèn)題[2]。然后針對(duì)儀器的檢查，在這個(gè)過(guò)程中主要排查油溫過(guò)高、液壓沖擊和泄漏的問(wèn)題，這些故障發(fā)生的時(shí)候要注意深入檢查和診斷。在確定故障發(fā)生的部位和具體故障源后要針對(duì)故障進(jìn)行檢修，維修方式主要包括更換軟件等。在維修結(jié)束后也要注重觀察機(jī)床的反饋，即明確修理之后是否還存在問(wèn)題，以此來(lái)確定維修的效果。

5.2 液壓系統(tǒng)故障診斷方法的具體分析

以上提到了針對(duì)數(shù)控機(jī)床液壓和氣壓系統(tǒng)的故障診斷步驟，在具體的維修過(guò)程中技術(shù)人員要遵循基本要求，嚴(yán)格按照維修步驟來(lái)開(kāi)展維修工作。下面主要針對(duì)上述提到的幾個(gè)維修方式——看、聽(tīng)、摸、聞、問(wèn)進(jìn)行具體的分析。

首先是“看”法，顧名思義，看即觀察，對(duì)象主要是液壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、壓力值、油液、振動(dòng)和所加工零件的質(zhì)量。例如，在維修過(guò)程中要觀察液壓缸的運(yùn)動(dòng)情況，如果在觀察的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了液壓缸的跳躍方式等存在異常就要展開(kāi)相應(yīng)的維修工作。

其次是“聽(tīng)”法，通過(guò)聽(tīng)系統(tǒng)在發(fā)生故障之后產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲等來(lái)確定故障發(fā)生的位置，以此來(lái)確定故障的主要位置，進(jìn)行精準(zhǔn)定位和排查。

然后是“摸”法，通過(guò)摸來(lái)感知系統(tǒng)表面的溫度、連接件的松緊情況。

“聞”法也被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床液壓和氣壓系統(tǒng)故障診斷過(guò)程中，主要通過(guò)這種方式來(lái)判斷設(shè)備是否發(fā)生異常。例如，橡膠件在受到高溫的時(shí)候會(huì)發(fā)出刺激性氣味，主要通過(guò)這種方式來(lái)判斷系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中是否出現(xiàn)了溫度過(guò)高的問(wèn)題。同時(shí)可以通過(guò)聞的方式來(lái)檢查油液，即聞?dòng)鸵菏欠褡冑|(zhì)，如果油液變質(zhì)要及時(shí)進(jìn)行更換，以此來(lái)保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

“閱”法即查閱資料，通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中的具體設(shè)備檔案和數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析來(lái)了解其運(yùn)行狀況。通過(guò)對(duì)檔案的查閱可以獲取數(shù)據(jù)診斷的主要經(jīng)驗(yàn)，例如在翻閱檔案的過(guò)程中了解在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中是否之前出現(xiàn)過(guò)類(lèi)型的故障，有什么成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，或者通過(guò)查閱檔案可以發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的原因[3]。查閱的內(nèi)容也包括對(duì)于系統(tǒng)的日檢卡和定檢卡，通過(guò)了解上述的信息來(lái)明確數(shù)控機(jī)床的檢修情況，以判斷是否需要進(jìn)行定期診斷。同時(shí)也要注重對(duì)系統(tǒng)保養(yǎng)記錄的“閱”，在這個(gè)過(guò)程中也要督促具體工作人員做好系統(tǒng)保養(yǎng)工作的登記，以保證系統(tǒng)檢修的責(zé)任落實(shí)到個(gè)人。

最后是“問(wèn)“法，主要對(duì)象在于系統(tǒng)的操作管理者，通過(guò)對(duì)其工作的詢問(wèn)來(lái)了解設(shè)備運(yùn)行、維修和保養(yǎng)的實(shí)際情況，對(duì)操作管理者的詢問(wèn)過(guò)程也是敦促其工作不斷落到實(shí)處的有效方法。

6 結(jié)語(yǔ)

該文主要介紹了現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床液壓和氣壓系統(tǒng)引發(fā)的幾種常見(jiàn)故障及其具體表現(xiàn)，提出了相應(yīng)的故障診斷技術(shù)，通過(guò)對(duì)故障診斷技術(shù)的研究，可以幫助相關(guān)人員在進(jìn)行機(jī)床維修的過(guò)程中不斷完善相應(yīng)的故障維修體系，提高故障維修的效率和質(zhì)量，以便在發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，及時(shí)排除故障，保證數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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