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故障現(xiàn)象:主軸在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)無規(guī)律的振動或轉(zhuǎn)動。
原因分析:主軸伺服系統(tǒng)受電磁、供電線路或信號傳輸干擾的影響,主軸速度指令
信號或反饋信號受到干擾,主軸伺服系統(tǒng)誤動作。
檢查方法:另主軸轉(zhuǎn)速指令信號為零,調(diào)整零速平衡電位計或漂移補償量參數(shù)值,
觀察是否因系統(tǒng)參數(shù)變化引起故障。若調(diào)整后仍不能消除該故障,則多為外界干擾
信號引起主軸伺服系統(tǒng)誤動作。
采取動作:電源進線端加裝電源凈化裝置,動力線和信號線分開,布線要合理,信
號線和反饋線要求屏蔽,接地線要可靠。
故障現(xiàn)象:
經(jīng)濟型數(shù)控機床主軸一般采用變頻控制,使用外置光短編碼器配合機床
進行螺紋加工,在加工時產(chǎn)生亂牙。
故障分析:
主要原因多時光電編碼器與CNC裝置的電纜接觸不良,光電編碼器器損壞、觀點編碼器與彈性聯(lián)軸器連接松動或者其他原因。先從電器和信號連接線等方面進行檢查。高速電主軸可以簡單的總結(jié)為“電機十主軸”,也可以說是一臺電動機。檢查光編碼器與CNC裝置之間的連接線和 5電源是正常的:在主軸通電旋轉(zhuǎn)后,用示波器測量光短編碼器的A相和B相辨向輸出端,該波形信號沒后正常的辨向脈沖輸出。關(guān)掉主軸電源,通過手動旋轉(zhuǎn)主軸,再用示波器測量光電編碼器的辨向脈沖信號,發(fā)現(xiàn)光短編碼器的辨向信號是正常的。所以確定故障原因是電氣干擾,判斷干擾來自主軸調(diào)速所使用的變頻器。
轉(zhuǎn)子散熱條件差,又直接安裝在主軸上,設(shè)計中應(yīng)盡量減小電動機徑向傳熱熱阻,使轉(zhuǎn)子的發(fā)熱量盡可能多地通過氣隙傳到定子和殼體中去,并由冷卻液帶走。為了提高散熱效果,保證電動機的絕緣安全,高速電主軸采用油一水熱交換循環(huán)冷卻系統(tǒng)如圖3 所示。⑤油氣潤滑系統(tǒng)供油的均勻性:采用油氣潤滑時影響軸承溫升的因素之二是供油的均勻性。系統(tǒng)采用連續(xù)、大流量、冷卻油對定子進行循環(huán)冷卻,冷卻油從主軸殼體上的入油口輸入,通過定子冷卻套上的螺旋槽,與電動機定子進行充分的熱交換,將電動機產(chǎn)生的絕大部分熱量轉(zhuǎn)移到油中,從殼體的出油口輸出,然后流經(jīng)逆流式冷卻交換器,與冷卻水進行再一次熱交換,將熱油溫度降到接近室溫后,流回油箱,再經(jīng)過壓力泵增壓輸?shù)饺胗涂?,從而實現(xiàn)循環(huán)冷卻。根據(jù)主軸電動機的要求,冷卻油的入口溫度T 在10 ~ 40 ℃之間,溫升不得超過10 ℃。
液壓撥叉需附加一套液壓裝置,將信號轉(zhuǎn)換為電磁閥動作,再將壓力油分至相應(yīng)液壓缸,因而增加了復(fù)雜性。如單純片面追求無級調(diào)速,勢必加工中心要增大主軸電念頭的功率,從而使主軸電念頭與驅(qū)動裝置的體積、重量及本錢大大增加。簡樸的二位液壓缸實現(xiàn)雙聯(lián)齒輪變速。良好的導(dǎo)熱性使陶瓷材料的滾動體在高速運轉(zhuǎn)時不易與金屬產(chǎn)生粘著。采用機械齒輪減速,增大了輸出扭矩,并利用齒輪換擋擴大了調(diào)速范圍。當(dāng)采用降低壓力調(diào)速時,從電念頭轉(zhuǎn)矩公式T=CekIfIa中可得,它是屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。(五軸聯(lián)動)有關(guān)交流的感應(yīng)電機矢量控制原理,這里不予先容。從式中可知,要改變電念頭轉(zhuǎn)速n,可通過改變電樞電壓 (降低壓力調(diào)速),或改變勵磁電流 (弱磁調(diào)速)。
單列、雙列圓柱滾子軸承在高速性能方面均劣于角接觸球軸承。角接觸軸承是具有接觸角的軸承,可以看出圓錐滾子軸承。接觸角越大軸向剛度越好,但因為球與滾道之間的陀螺滑動和自旋滑動也大,因此發(fā)熱也會增加。為了提高速度性能,方法是減小球的大小(或質(zhì)量)改變溝道的曲率系數(shù),以減小球的離心力,降低高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的內(nèi)部載荷,同時增加球的數(shù)量以提高剛性。作為高速主軸軸承材料,陶瓷(Si3N4)有以下優(yōu)點:高速旋轉(zhuǎn)時滾動體產(chǎn)生的離心力小,重量輕。高速電主軸的特點:它具有高轉(zhuǎn)速、高精密、噪聲低、低溫升、體積小、安裝方便等特點,是現(xiàn)代數(shù)控機床主要的關(guān)鍵部件。由于密度比軸承鋼小。旋轉(zhuǎn)力矩可以減小,因此可以降低溫升,提高壽命。良好的導(dǎo)熱性使陶瓷材料的滾動體在高速運轉(zhuǎn)時不易與金屬產(chǎn)生粘著。熱膨脹小,滾動體與內(nèi)圈接觸時不易發(fā)生預(yù)緊力增加而導(dǎo)致游隙減小。軸承的變形小,由于硬度高、剛性好。主軸的剛性也得到提高。綜上所述,因此,采用陶瓷資料(Si3N4)作為滾動體,與軸承鋼滾動體相比速度可提高約255%壽命可提高約3倍。