機電設備故障診斷與維修探究
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摘要：機電設備是工礦企業(yè)的重要裝備，設備定期進行質(zhì)量管理及維護檢修是一項系統(tǒng)性技術工作。在工業(yè)設備生產(chǎn)管理和日常維修養(yǎng)護工作中，及時診斷設備故障十分重要,早發(fā)現(xiàn)、早處理才能有效避免機電設備發(fā)生事故危及人身安全。做好設備管理與維修工作對促進企業(yè)發(fā)展有重要意義。
關鍵詞：機床主軸；液壓件；電氣控制
0引言
由于新一代技術的廣泛采用，對企業(yè)機床維修操作技術人員專業(yè)能力等的要求降低了，但對機床維修操作人員而言，對基礎知識和業(yè)務能力等的掌握程度要求更高、更新。這樣也就要求設備維修技術人員不僅要基本懂得機械、液壓等機械系統(tǒng)的設備維修基礎知識，而且還要熟練掌握機械電氣控制器等系統(tǒng)維修知識，并在日常設備維修中不斷探索積累維修經(jīng)驗，不斷提高自身技能，才能面對各種技術復雜難題的挑戰(zhàn)。
1機床主軸維修
1.1主軸的失效形式及檢查
在機床使用過程中，主軸磨損和損傷的表現(xiàn)有以下3種情形：（1）與傳動軸承直接配合的部件軸頸及其表面的軸承磨損、燒傷或出現(xiàn)裂紋。（2）與刀具、夾具配合的錐孔或軸頸表面的磨損或劃痕。（3）主軸彎曲變形。這些部件的損壞都會影響機床加工精度，應及時修理。在開展主軸檢修安裝工作前要先仔細觀察加工圖紙，主軸的加工精度以及主軸表面的紋理粗糙度，這是需要重點關注的地方。車床電機主軸的壓力檢測操作方法：在一個橫向傾斜的檢測平臺上，用兩個等高的直角v形鐵架支撐車床主軸的兩條軸頸，在兩條主軸線的末端分別安裝一個與主軸孔線相配合的圓形堵頭，在這個堵頭中心鉆孔，用一個Φ6mm的大型鋼球?qū)④嚧仓鬏S末端支承在一個擋鐵上。調(diào)整轉(zhuǎn)動主軸，通過百分比儀表實時監(jiān)測轉(zhuǎn)動齒輪軸的轉(zhuǎn)徑、主軸的圓錐孔、臺面和肩面等齒輪相對于轉(zhuǎn)動主軸前后齒輪軸頸的最大徑向橢圓跳動，和主軸端面的橢圓跳動產(chǎn)生的最大誤差，并自動記錄每個誤差的最小數(shù)值。當這些誤差值超過圖紙規(guī)定值的公差時，主軸就要進行修理。
1.2主軸的維修方法
根據(jù)主軸磨損的程度不同，可采用以下維修方法。（1）當設計誤差不大時候，采用軸頸研磨配件套、研磨板和平板及各種錐孔式的研磨棒作為軸頸研磨的最佳解決方法，讓配合好的軸頸研磨表面的幾何研磨形狀、相對研磨位置和軸頸表面紋理粗糙度都能達到設計要求的研磨條件。（2）當加工誤差較大或材料劃痕較深時，可考慮采用新型精磨材料加工器以恢復其工作精度達到要求。對于驅(qū)動主軸的圓錐孔，通過手動削磨法甚至可以隨時改變削磨精度，讓其達到主軸表面精度的最高要求。（3）結(jié)合滾動機頸軸承整體結(jié)構(gòu)的特點，主軸承和軸頸采用一層彈性金屬材料覆蓋并經(jīng)精磨后再恢復磨損后的表面，讓滾動軸頸的原始安裝尺寸和滾動精度恢復至原來的水平。注意，滑動式主軸承箱體結(jié)構(gòu)的滑動主軸承和軸頸箱體表面不一定適合本試驗方法。（4）高速低精度電機主軸彎曲或者變形，很難對其進行正常檢修或者恢復，必須重新更換。因此，高速旋轉(zhuǎn)的電機主軸，當通過定期檢測發(fā)現(xiàn)其有裂紋時，應及時維修更換。主軸最容易受到磨損的部位一般是主軸軸頸，維修時常采用手工精磨或切削研磨的方法修復，或只磨損較小部位的軸使精度達到要求，而不是調(diào)整或重新更換傳動軸承。
2.1液壓系統(tǒng)故障特征及故障診斷
（1）接頭、端蓋處有泄漏。（2）液壓泵損壞，如電機繞組燒壞、缺相、電機速度不穩(wěn)定，造成壓力不穩(wěn)定。（3）液壓閥閥芯卡死，主要是液壓元件或管道進入贓物。（4）液壓元件內(nèi)部彈簧元件或密封圈等元件老化，造成液壓系統(tǒng)工作壓力不穩(wěn)定或油壓調(diào)不上去。（5）液壓元件選擇不當或者液壓元件本身質(zhì)量缺陷造成閥芯動作不靈活，位置精度達不到要求等。液壓系統(tǒng)故障診斷是一個復雜的過程，具體方法如下：（1）觀察執(zhí)行機構(gòu)運動速度，監(jiān)測其異常情況，系統(tǒng)中各液壓點的壓力值是不是在正常的水平上，有無漏油現(xiàn)象。（2）檢查液壓泵和活塞液壓系統(tǒng)正常工作時的振動噪聲水平是否明顯超出正常的噪聲水平,液壓缸內(nèi)和活塞內(nèi)部是否同時存在著不一樣的振動聲音。（3）先觸摸一下液壓泵、油箱和液壓閥體外殼等表面部件是否燙手，運動機零部件和管子有無輕微振動，工作臺內(nèi)部有無滑動偏移的異常情況發(fā)生。（4）向設備操作管理人員詳細了解有關設備的日常維護運行管理情況，詢問有關設備的日常維修、維護次數(shù)以及設備液壓傳動部件是否及時更新等相關問題。
2.2齒輪泵常見故障及排除方法
齒輪泵是應用最為廣泛的液壓泵，常見故障和解決方法如下。2.2.1齒輪泵密封差，產(chǎn)生漏氣故障原因：①泵體與前、后端蓋接觸面平面度差，在齒輪高速運轉(zhuǎn)時會吸入空氣；②吸油口管道密封不嚴，密封件損壞等也可能會混入空氣；③油池的油面過低，吸油管吸入空氣。故障排除與檢修：①在平板上用金剛砂研磨或平面磨床上修磨；②緊固吸油口管道密封螺母，如密封圈損壞需更換；③加油至標線。2.2.2噪聲大故障原因：①齒輪的齒形精度不高或接觸不良；②齒輪泵進入空氣；③齒輪與端蓋端面間的軸向間隙過?。虎鼙脙?nèi)滾針軸承或其他零件損壞；⑤裝備質(zhì)量差，用手轉(zhuǎn)動軸時感到吃力；⑥齒輪泵與電動機連接的聯(lián)軸器摩擦。故障排除與檢修：①選擇齒形精度較高的齒輪或?qū)ρ行拚虎诎疵芊庑圆钚蘩?；③將齒輪拆下放在平面磨床上磨去少許，使齒輪厚度比泵體薄0.02～0.04mm；④更換損壞零件；⑤重新裝配調(diào)整，合適后重新鉸削定位孔；⑥泵與電動機應采用柔性連接，并調(diào)整其相對位置。若是聯(lián)軸器損壞需更換，安裝時要保持同軸度誤差在0.1mm之內(nèi)。2.2.3壓力調(diào)節(jié)沒變化故障原因：①齒輪嚙合間隙增大或軸向間距與徑向間隙太大，內(nèi)泄嚴重；②泵體有砂眼、縮孔等缺陷；③油管各接頭處有泄漏；④油液黏度太大或太?。虎葸M油管進油位置太高；⑥由于溢流閥故障使壓力油大量流到油箱。故障排除與檢修：①更換嚙合齒輪或重新更換泵體，保證軸向間距0.02～0.04mm，徑向間隙0.13～0.16mm；②更換泵體；③緊固密封螺母或更換密封圈；④按機床說明書選擇符合要求的液壓油；⑤控制進油管的進油高度不超過500mm；⑥檢修溢流閥或更換。2.2.4機械效率低故障原因：①軸向間隙和徑向間隙小，嚙合齒輪旋轉(zhuǎn)時與泵體或前、后端蓋摩擦；②泵前后蓋板與軸的同軸度不好，滾針軸承質(zhì)量差或損壞；③泵與電動機間聯(lián)軸器同軸度調(diào)整不當。故障排除與檢修：①調(diào)整軸向和徑向間隙尺寸達到要求范圍；②重新安裝調(diào)整，用手轉(zhuǎn)動靈活；③重新調(diào)整聯(lián)軸器，保證同軸度誤差不大于0.1mm。2.2.5壓蓋在運轉(zhuǎn)時被沖出故障原因：①壓蓋堵塞了前后蓋板的回油通道，造成回油不暢而使壓力增大，將壓蓋沖出；②泄油通道被堵塞，產(chǎn)生壓力，將壓蓋沖出。故障排除與檢修：將壓蓋取出重新壓進，不要堵回油通道，并且不能出現(xiàn)泄氣現(xiàn)象。
3電氣系統(tǒng)故障維修
3.1電氣控制電路故障類型
3.1.1電源故障。當電源出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)將發(fā)生以下情況：（1）斷開開關后,電器接線端端子或設備外殼仍然帶電。（2）系統(tǒng)的部分功能時好時壞，經(jīng)常燒毀保險。（3）一部分電路工作正常,另一部分工作不正常。3.1.2線路故障。導線故障通常是由于導線的絕緣層破損而引起的。導線被拆斷，接線端松脫。當線路發(fā)生故障時，控制線路就會出現(xiàn)導電不通，時斷或發(fā)熱。3.1.3元器件故障。（1）損壞的元器件通常是由于工作超時、外力或其自身質(zhì)量的原因造成。通過外表觀察可以看到變形、燒焦和抽煙等現(xiàn)象。（2）元器件的性能變化是一個軟故障，通常由工作情況的改變、環(huán)境參數(shù)或其他故障連接引起。這種故障無明顯的癥狀，一般比較難找到。
3.2電氣故障的檢修
用檢測儀器儀表檢查確定機械故障稱為儀表檢查法，較常見的一種儀器儀表是機械多用表。通過自動測量回路電壓、電阻、電流等各種參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的變化，可以準確判斷和測出各個電路電壓通過的電流情況，從而準確找出電路故障誘發(fā)點。3.2.1線路查找。斷電時用多用表的電阻擋測量線路的導通點，如阻值是零表示線路導通，如阻值很大，表示線路無法通過。故障通常發(fā)生在導線的接頭，中間導線很少發(fā)生，故首先查導線接頭看有沒有松脫、氧化和燒黑的現(xiàn)象，并用力搖動導線，如有松動應立即接好。檢查電器部件看外觀是否燒焦、變形等，如發(fā)現(xiàn)應及時更換。3.2.2電源檢查?？刂茩z測線路直到檢測正確無誤方可開始通電，先仔細檢查主控制電路的工作電壓，有無線路缺相、電壓是否正常等。在自動控制電路的各個電源發(fā)生的故障中，熔斷器的故障占一定的比例。3.2.3易查件的檢查。按鈕下時，用多用表查常開觸頭閉（斷）、接觸器的動作是否靈活、常開觸頭（常通）接觸器是否正常工作、保護部件是否正常等。一般接觸器閉合時，接觸器的電阻不超過15Ω即被認為是導通狀態(tài)，大于100kΩ時判斷為斷開。位置開關和其他檢測元件要看其動作是否正常靈活，輸出信號是否正常。如狀態(tài)不正常則整個控制系統(tǒng)工作也不會正常。在檢修機床電氣故障時，先分析故障現(xiàn)象，依據(jù)電氣控制工作原理，從易到難，先從主回路再到控制回路，一步一步查找并及時處理、不留隱患，保證機床設備及工作人員安全。
4結(jié)語
維修是一項典型的綜合性技術，它的發(fā)展與創(chuàng)新更多地依賴于綜合性、滲透與交叉學科。無論維護技術如何發(fā)展，人在維護過程中都起著決定性的作用，設備維修人員只有跟隨時代的發(fā)展和進步，才能保證設備完好運行，助力企業(yè)健康發(fā)展。
參考文獻
［1］陳則鈞，龔雯.機電設備故障診斷與維修技術［M］.北京：高等教育出版社，2008.
［2］張翠鳳.機電設備維修［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2001.
作者:黃健 黃勝 單位:武漢船舶職業(yè)技術學院
