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                        滾珠絲桿的故障現象,檢查,維修

                        因滾珠絲杠傳統系統在數控機床這機構中實際運行最為頻繁,各部件經常產生機械磨損和潤滑不良,因而,常常出現定位精度下降,反向間隙過大,機械爬行,軸承磨損嚴重,噪音過大等故障。當這些故障出現時就要我們對此做出正確的診斷,才能及時修復設備。滾珠絲杠在運動中產生的故障現象主要可以分為2類,其具體原因如下。


                         

                        1. 反向間隙大,定位精度差,加工零件尺寸不穩定 
                        滾珠絲杠螺母副及其支撐系統由于長時間運行產生的磨損間隙,將直接影響數控機床的轉動精度和剛性。一般故障現象有:反向間隙大、定位精度不穩定等。根據磨損具體產生的位置,故障原因和細分為一下幾類: 
                        (1) 滾珠絲杠支撐軸承磨損或軸承預加負荷墊圈配的不合適。 
                        (2) 滾珠絲杠雙螺母副產生間隙,滾珠磨損。 
                        (3) 滾珠絲杠單螺母副磨損產生間隙。 
                        (4) 螺母法蘭盤與工作臺沒有固定牢,產生間隙。 
                        2. 滾珠絲杠副運動不平穩,噪音過大 
                        這種故障現象主要是一些認為原因,具體如下: 
                        (1)伺服電機驅動參數未調整好。 
                        (2)絲杠絲母潤滑不良。 
                        3. 檢測與維修 
                        滾珠絲杠所產生的故障是多種多樣的,沒有固定的模式。有的故障是漸發性故障,要有一個發展的過程,隨著使用時間的增加越來越嚴重;有的是突發性故障,一般沒有明顯的征兆,這種故障是各種不利因素及外界共同作用而產生的。所以通過正確的檢測來確定真正的故障原因,是快速準確維修的前提。 
                        4. 滾珠絲杠螺母副及支撐系統間隙的檢查維修 
                        當數控系統出現反向誤差大,定位精度不穩定,過象限出現刀痕時,首先要檢測絲杠系統有沒有間隙。檢測的方法是:用百分表配合鋼球放在絲杠的一端中心孔中,測量絲杠的軸向串動,另一塊百分表測量工作臺移動;正反轉動絲杠,觀察百分表上反映的數值,根據數值不同的變化確認故障部位。 
                        (1)絲杠支撐軸承間隙的檢測與修理。
                        如測量絲杠的百分表在絲杠正反向轉動時指針沒有擺動,說明絲杠沒有串動現象,該百分表最大與最小測量值之差就是絲杠的軸向串動距離。這時,我們就要檢查支撐軸承的背帽是否鎖緊,支撐軸承是否磨損失效,預加負荷軸承墊圈是否合適。如果軸承沒有問題,是要從新配做預加負荷墊圈就可以了。如果軸承沒有損壞,需要把軸承更換掉,從新配做預加負荷墊圈,再把背帽背緊。絲杠軸向串動大小主要在于支撐軸承預加負荷墊圈的精度。絲杠安裝精度最理想的狀態是沒有正反間隙,支撐軸承還要有0.22mm左右的過盈。
                        (2) 滾珠絲杠雙螺母副產生間隙的檢測與維修 
                        通過檢測,如果確定故障不是由于絲杠串動引起的,那就要考慮是否是絲杠螺母之間產生了間隙,這種情況的檢測方法幾本跟絲杠檢測串動相同,用百分表測量與螺母相連的工作臺上,正 反向轉動絲杠,檢測出絲杠與螺母之間的最大間隙,然后進行調整。 
                        方法如圖2所示,調整墊片4的厚度,使左右螺母1、2產生軸向位移,從而消除滾珠絲杠螺母副間隙和產生預緊力。

                         

                         

                        (3)單螺母副的檢測與維修 
                        對于單螺母滾珠絲扛,絲桿螺母副之間隙是不能調整的。
                        如檢測出絲杠螺母副存在間隙,首先檢測絲杠和螺母的螺紋圓弧是否已經磨損,如磨損嚴重,必須更換全套絲杠螺母;如檢查磨損輕微,就可以更換更大直徑的滾珠來修復。在修復時,首先要檢測出絲杠螺母副的最大間隙,換算成滾珠直徑的增加,然后選配合適的滾珠重新裝備。這樣的維修是比較復雜,所需時間長,要求技術水平高。
                        (4)螺母法蘭盤與工作臺連接沒有固定好而產生的間隙 
                        這個問題一般容易被人發現,因機床長期往復運動,,固定法蘭盤的螺釘松動產生間隙,在檢查絲杠螺母間隙時最好把該故障因素先排除,以免在維修時走彎路。 
                        (5)滾珠絲杠螺母副運動不平穩、噪音過大等故障的維修 
                        滾珠絲杠螺母副不平穩和噪音過大,大部分是由于潤滑不良造成的,但有時也可能因伺服電驅動參數未調整好造成的。 
                        5. 軸承、絲杠螺母副潤滑不良 
                        機床在工作中如產生噪音和振動,在檢測機械傳動部分沒有問題后,首先,要考慮到潤滑不良的問題,因為很多機床經過多年的運轉,絲杠螺母自動潤滑系統往往堵塞,不能自動潤滑。這時,可以在軸承、螺母中加入耐高溫、耐高速的潤滑脂就可以解決問題,潤滑脂能保證軸承、螺母正常運行數年之久。
                        6. 伺服電機驅動問題 
                        有的機床在運動中產生振動和爬行,往往檢測機械部分均無問題,不管怎樣調整都不能消除振動和爬行。經仔細檢查,發現伺服電機驅動增益參數不適合實際運行狀況。調整增益數后,就可消除振動和爬行故障。
                        7. 滾珠絲杠副的修復 
                        本文中所用牧野加工中心(機床型號MC1210-A60)采用的是雙螺母外循環滾珠絲杠。由于滾珠絲杠滾道是精度磨削加工成型,所以采用圓柱形油石對絲杠滾道內的局部疲勞點進行研磨處理,來消除疲勞點:將螺母拆開,仔細檢查每個鋼球,將表面有磨損的鋼球作廢,并用千分尺對所有的鋼球進行測量,將尺寸變化較大的鋼球作廢,按測量尺寸購買同型號的鋼球,保證這些鋼球的直徑誤差在0.01mm以內:修復回珠插管,將插管凹陷的部分進行修復,尤其是插管兩端的 凹陷,會影響鋼珠循環滾動,必須平整流暢。將螺母、鋼球、絲杠滾道用煤油清理干凈。 
                        裝配:剛開始裝配順利,裝配進行到最后時,每安裝一粒鋼球都需要反復慢慢旋轉螺母,并輕輕的按鋼球,才能消除鋼球之間的間隙。為了防止鋼球從另一端滾出,可先將滾道一端口堵上,邊旋轉邊裝配,裝備時要仔細并有耐心,越到最后安裝越困難,直到鋼球裝配完成。 
                        針對部分小型的滾球絲杠副,如HASS立式加工中心滾珠絲杠副,也可以采用較為簡易的安裝方法:將鋼珠、螺母、絲杠用煤油清理干凈后,先用甘油將小鋼珠直接粘到絲杠螺母的滾道上,此時應注意:每一列循環滾道內都應沾滿鋼珠,而相鄰兩列之間的滾道內不允許有鋼珠。然后將插管也裝滿滾珠,并將插管口的滾珠用甘油粘住。將插管加入到絲杠螺母上然后慢慢旋轉螺母逐漸將螺母裝配到絲杠上。此方法主要針對鋼球較小的滾珠絲杠副的安裝,鋼珠過大的話則很難用粘到螺母內的滾道上。 
                        8. 軸向間隙的消除 
                        由于制造和安裝的誤差以及使用磨損,滾珠絲杠副總是存在誤差的。這些誤差對于滾珠絲杠副的傳動精度和剛度都有影響。因此,必須采取措施來消除軸向間隙和提高軸向剛度。 
                        本文主要采取墊片調整方式:通過選用不同厚度的墊片在改變兩個螺母之間的軸向距離,以達到調整軸向間隙和預緊的目的。這種方式結構簡單,剛性好,可靠性也好,當滾珠絲杠副產生間隙時能夠及時更換調整墊片的厚度來消除軸向間隙。但精度調整比較困難,當滾道有磨損是不能隨時消除間隙和改變預緊程度,只適用于一般精度的滾珠絲杠副。


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