雙滑枕數(shù)控立式車床銑削主軸液力耦合故障分析與處理

文獻，龍斌

中車株洲電力機車有限公司 湖南株洲 412000

1 序言

RQMC雙滑枕數(shù)控立式車床是德國某公司立式車床系列產(chǎn)品，采用德國西門子840D sl數(shù)控系統(tǒng)，機床配備2個電源模塊（Active line module）、6個主軸驅動模塊（HS1～HS6）、1個刀庫驅動模塊（雙軸CW1、CW2）、4個進給軸驅動模塊（X1、Z1、X2和Z2軸）和1個安全門驅動模塊（ART）。為了提高生產(chǎn)效率，該數(shù)控立式車床配置有2個滑枕和2個刀庫，采用雙通道工作，能實現(xiàn)2個滑枕同時插補加工，專門為盤類零件的自動化加工而設計開發(fā)。

2 故障現(xiàn)象

RQMC雙滑枕數(shù)控立式車床銑削主軸在執(zhí)行自動換刀過程中出現(xiàn)液力耦合器未縮回的故障報警（見圖1），機床換刀停止。

圖1 設備故障報警

手動操作機床，將銑削主軸退出換刀區(qū)域，打開HMI輔助界面，找到液力耦合器松開和結合按鍵，手動結合和松開液力耦合器，觀察其狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)耦合、脫開動作遲鈍，在設定的時間內(nèi)無法執(zhí)行到位，從而導致故障報警。

3 故障原因分析

通過查閱機床說明書，銑削主軸液力耦合器結合是通過壓力油推動液壓缸實現(xiàn)的，而松開退回是通過2組碟形彈片實現(xiàn)的[1]。

根據(jù)液力耦合器的結構原理，分析造成故障的原因有下幾種。

1）液力耦合器結合和松開接近開關損壞。

2）液力耦合器接近開關的線路存在問題。

3）液力耦合器液壓缸沒有回退到位。

4）主軸耦合角度有偏離。

結合以上可能的原因，查閱機床電氣說明書，找到液力耦合器接近開關的信號輸入點：E65.4為液力耦合器退回的信號輸入，E65.0為液力耦合器結合的信號輸入。進入機床PLC監(jiān)控界面（見圖2），輸入E65.0、E65.4兩個信號點，然后再結合和松開液力耦合器，觀察接近開關的狀態(tài)：發(fā)現(xiàn)在結合液力耦合器時，接近開關信號輸入正常，而松開液力耦合器退回時，接近開關沒有信號輸入。首先拆開銑削頭側邊蓋板，檢測液力耦合器松開接近開關的線路，無接觸不良和斷路現(xiàn)象。然后對比液力耦合器結合接近開關的阻值，判斷松開接近開關是否損壞，經(jīng)判斷阻值正常無損壞。最后，故障原因鎖定在液力耦合器液壓缸沒有回退到位[2]。

圖2 PLC監(jiān)控界面

4 故障處理

圖3 碟形彈片

液力耦合器液壓缸回退是靠2組（每組22片）碟形彈片（見圖3）實現(xiàn)的，造成回退不到位的主要原因可能是：碟形彈片損壞，液壓缸活塞卡滯，或液壓缸回油不暢。需對液力耦合器的液壓缸進行拆檢，注意拆卸液壓缸后端端蓋時一定要做好刻度記號，防止后續(xù)裝配位置錯誤而導致液力耦合器不能正常耦合。拆開液壓缸后檢查發(fā)現(xiàn)，液力耦合器液壓缸無卡滯損傷現(xiàn)象，但2組碟形彈片中有幾個碟片損壞。更換損壞的碟形彈片后，試機查看液力耦合器是否能正常結合和松開，手動操作液力耦合器執(zhí)行動作時，因機械結構的特殊性，銑削主軸需要定位在0°，如不能正常執(zhí)行耦合與脫開動作，則需對主軸的角度或者是液壓缸端蓋位置進行微調。調整時先將液力耦合器耦合上，斷使能，然后調整端蓋角度，使主軸的角度顯示在0°位置就可以了。液力耦合器手動耦合和松開動作正常且無任何滯后現(xiàn)象說明耦合位置非常理想。若耦合過程中銑削主軸有負載變化或耦合動作緩慢，則說明耦合角度需要進一步調整，直到耦合、松開完全順暢后方可正常執(zhí)行自動換刀程序，做進一步測試[3]。

5 結束語

此次數(shù)控立式車床液力耦合器故障，是機械、液壓和電氣等一系列因素綜合所致。處理此類故障時，需要對機床機械設計結構原理有充分的了解，對液壓控制部分和P L C系統(tǒng)監(jiān)控有一定水平的認知。在充分分析故障原因和了解機床結構后，才能對其進行處理。