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龍門加工中心傳動(dòng)絲杠振動(dòng)故障的分析與排除

上傳人:仙*** 文檔編號(hào):34369602 上傳時(shí)間:2021-10-21 格式:DOC 頁(yè)數(shù):5 大?。?6KB
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1、關(guān)于龍門加工中心傳動(dòng)絲杠振動(dòng) —故障分析與排除 內(nèi)容提要: 本文主要根據(jù)現(xiàn)今龍門加工中心、數(shù)控機(jī)床裝配調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的一系列有關(guān)滾珠絲杠振動(dòng)現(xiàn)象而展開的原因分析,包括機(jī)械安裝方面、零部件單件精度方面、外購(gòu)件方面等,還對(duì)閉環(huán)機(jī)床所使用的光柵尺的安裝也作了簡(jiǎn)單的分析,并列出了各種原因以及排除故障的各種方法。 關(guān)鍵詞: 絲杠副 軸承座 聯(lián)軸器 拖板 自從美國(guó)帕森斯公司和麻省理工學(xué)院合作,于1952年研制成功三坐標(biāo)數(shù)控銑床以來(lái),隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在幾乎各種金屬切削機(jī)床都已數(shù)控化,車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床等數(shù)控化程度都相當(dāng)高。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是柔性高,適應(yīng)加工不同的零件,

2、精度高,效率高,它采用計(jì)算機(jī)(系統(tǒng))控制,可運(yùn)行各種加工程序,自動(dòng)加工各種零件,是普通機(jī)床功效的3-4倍甚至幾十倍,大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。 多棱公司現(xiàn)今生產(chǎn)的42系列龍門加工中心,在裝配和調(diào)試過(guò)程中,機(jī)械的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的振動(dòng)是不可避免的,機(jī)械產(chǎn)生振動(dòng)會(huì)對(duì)機(jī)床的正常使用造成一定的危害,它使機(jī)床的工作性能降低,甚至根本無(wú)法工作,還會(huì)造成某些零件的加速磨損、疲勞,降低機(jī)床的使用壽命。當(dāng)出現(xiàn)一些不正常的振動(dòng)時(shí),就必須采取措施予以排除,以保證機(jī)床的安全運(yùn)行。 在龍門加工中心的裝配調(diào)試過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)碰到絲杠產(chǎn)生振動(dòng)的現(xiàn)象,除了是系統(tǒng)電氣參數(shù)設(shè)置和選配不適當(dāng)?shù)纫蛩赝?,還有一些是機(jī)械方面的原因,主要有以下

3、幾個(gè)方面: 一、 絲杠安裝因素 現(xiàn)龍門加工中心包括數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)絲杠都是滾珠絲杠,而且傳動(dòng)精度較高,一般要求機(jī)床的定位精度為0.04mm,重復(fù)定位精度為0.015mm,同時(shí)對(duì)我們裝配的安裝精度也有較高的要求。絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要由絲杠本身、絲杠螺母、絲杠座(也叫軸承座)、絲杠軸承、鎖緊螺母、聯(lián)軸器、伺服電機(jī)等組成,見(圖一)。在安裝過(guò)程中,必須保證絲杠軸心線與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌基準(zhǔn)面平行,一般控制在0.005/1000mm范圍之內(nèi),如果安裝誤差較大時(shí),拖板在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)使絲杠產(chǎn)生彎曲變形,絲杠旋轉(zhuǎn)受力不均勻,進(jìn)而產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象。在此情況下,只需重新調(diào)整軸承座的高低和側(cè)向位移,確保絲杠的軸心和拖板運(yùn)動(dòng)導(dǎo)

4、軌相平行,具體方法是將芯棒裝入軸承座,測(cè)量其軸心線對(duì)導(dǎo)軌面在水平方向和垂直方向的平行度,要求0.005/1000mm,見(圖二)。同時(shí)將軸承座緊固定位,就能解決這一問題。 二、 絲杠螺母與拖板連接安裝因素 在絲杠螺母與拖板連接的安裝過(guò)程中,有時(shí)會(huì)由于拖板端面加工原因,造成絲杠螺母上的螺絲孔與拖板結(jié)合面的安裝孔互相干涉,或者安裝面與基準(zhǔn)(導(dǎo)軌)面不垂直,也就是安裝面與絲杠螺母結(jié)合面不平行,導(dǎo)致絲杠螺母緊固螺釘擰緊后迫使絲杠產(chǎn)生變形,發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象,見(圖三)。如果絲杠螺母直徑為D,結(jié)合面精度誤差為δ,絲杠軸承跨距為L(zhǎng),絲杠誤差為X,那么,X=L*δ/D。在這種情況下

5、,須將拖板上的絲杠螺母安裝孔或端面進(jìn)行修復(fù),使δ值恢復(fù)設(shè)計(jì)精度要求,即可排除這一故障。 三、 聯(lián)軸器的安裝因素 電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)彈性聯(lián)軸器連接的,在這部分的安裝過(guò)程中,首先必須保證絲杠端部的徑向跳動(dòng)誤差符合設(shè)計(jì)要求,一般控制在≤0.02mm范圍之內(nèi),其次要保證電機(jī)安裝面與絲杠軸心線垂直,電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸心線與絲杠軸心線重合,一般由設(shè)計(jì)要求定位孔保證。最后,均勻地用力矩扳手?jǐn)Q緊聯(lián)軸器上脹套壓蓋的緊固螺釘,如此三個(gè)條件未滿足,絲杠和聯(lián)軸器就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),反之,即可排除故障。 四、 絲杠軸向間隙的因素 在拖板運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,如果絲杠的軸向間隙過(guò)大,也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象,包括拖板爬行

6、現(xiàn)象。這是因?yàn)閿?shù)控軸本身帶有光柵尺,在光柵尺生效情況下,根據(jù)光柵信號(hào)的反饋,伺服電機(jī)會(huì)不斷正反旋轉(zhuǎn)糾正拖板位置,時(shí)快時(shí)慢,速度不均勻而產(chǎn)生振動(dòng)。在此情況下,只須消除絲杠軸向間隙,即調(diào)整絲杠鎖緊螺母,預(yù)緊絲杠軸承,消除絲杠軸承的游隙,使得拖板運(yùn)動(dòng)的反向間隙控制在正確的范圍之內(nèi),一般在不帶光柵的狀態(tài)下,用百分表測(cè)量拖板的正反向間隙控制在+0.01mm范圍之內(nèi),見(圖四)。這樣就能消除振動(dòng)現(xiàn)象。 五、 光柵讀數(shù)頭(動(dòng)尺)支架的安裝因素 光柵讀數(shù)頭支架的安裝在有光柵尺的機(jī)床安裝過(guò)程中是相當(dāng)重要的,如果光柵支架沒有安裝好,光柵尺讀數(shù)頭所讀取的數(shù)據(jù)就不正確,造成反饋信號(hào)不穩(wěn)定,引起電機(jī)工作不正

7、常而產(chǎn)生振動(dòng),而且會(huì)使機(jī)床的定位精度不穩(wěn)定。在此情況下,可修復(fù)光柵支架的安裝面,并好光柵支架,同時(shí)打上定位銷,確保讀數(shù)頭正常工作,排除故障。 六、 軸承質(zhì)量因素 在機(jī)床運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,有時(shí)也會(huì)因軸承質(zhì)量問題;軸承滾道失效或保持圈破損引起絲杠振動(dòng)。在此情況下,可根據(jù)絲杠的振動(dòng)音源來(lái)判斷,軸承產(chǎn)生問題時(shí),絲杠在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)發(fā)出振動(dòng)聲音,在拖板運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,如拖板越靠近絲杠的一端的支承座,絲杠振動(dòng)音頻越高,則這一端的軸承就可能有問題,檢查更換上合格的軸承就能消除振動(dòng)。 七、 其它因素 機(jī)床在使用過(guò)程中還會(huì)因潤(rùn)滑不充分、滑動(dòng)導(dǎo)軌磨損失效以及電機(jī)編碼器故障等因素造成絲杠振動(dòng),遇到這種情況就要逐項(xiàng)檢查,排除振動(dòng)故障。 結(jié)束語(yǔ) 綜上所述,數(shù)控機(jī)床如果發(fā)生絲杠振動(dòng)現(xiàn)象,就必須及時(shí)采取措施,針對(duì)各種裝配過(guò)程中所顯現(xiàn)的各種故障狀況,采用以上所分析的各種方法及手段,積極消除故障,以確保機(jī)床的裝配質(zhì)量,減少機(jī)床的返修率,延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命。 參考文獻(xiàn) ﹤技工技師培訓(xùn)教材﹥ ﹤機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)﹥新版第六卷 加工中心精度標(biāo)準(zhǔn)JB/T 8771.2-1998 JB/T 8771.7-1998

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