普通车床故障诊断与维修.ppt

1 学习情境2 3普通机床故障诊断与维修 以CA6140卧式车床为例 2 卧式车床外形1 主轴箱2 刀架3 尾座4 床身5 9 床腿6 光杠7 丝杠8 溜板箱10 进给箱11 持轮变速机构 3 卧式车床的结构 一 主轴箱功用 支承主轴和传动其旋转 并使其实现起动 停止 变速和换向等 1 传动机构 见图1 卸荷式皮带轮 使轴1不受轴向力的作用 弯曲变形减小 并可提高传动的平稳性 传动齿轮 齿轮与传动轴的联接情况有固定的 空套的和滑移的三种 传动轴的支承结构 由于转速较高 一般采用向心球轴承或圆锥滚子轴承 常用双支承结构 也有采用三支承结构 4 卧式车床的结构 2 主轴及其轴承 主轴前端可装卡盘 用于夹持工件 由其带动旋转 主轴的旋转精度 刚度和抗振性等对工件的加工精度和表面粗糙度有直接影响 因此要求较高 卧式车床主轴支承多采用滚动轴承 一般为前后两点支承 对于尺寸较大的车床主轴 有采用三点支承 卧式车床主轴是空心阶梯轴 内孔用于通过长棒料以及气动 液压等夹紧驱动装置的传动杆 也用于穿入钢棒卸下顶尖 主轴前端有精密的莫氏锥孔 供安装顶尖或心轴用 见图2及见图3 5 卧式车床的结构 3 开停及换向装置 双向多片式摩擦离合器 开停装置用于控制主轴的起动和停止 中型机床多用机械式摩擦离合器实现 换向装置用于改变主轴的旋转方向 如果主轴的开停由电动机直接控制 则主轴换向通常采用改变电动机转向来实现 如果主轴的开停由摩擦离合器 则换向装置由同一离合器和园柱齿轮组成 大部分中型卧式机床采用这种装置 见图4 6 图1CA6104型卧式车床主轴箱展开图 7 图2CA6140型卧式车床主轴箱展开图 8 图3主轴前端结构形式 9 图4双向片式磨擦离合器机构 10 4 制动装置 闸带式制动器 功用是在机床停车过程克服主轴箱中各运动部件惯性 使主轴迅速停止转动 以缩短辅助时间 常用的有闸带式制动器和片式制动器 见图55 操作机构 用于控制主轴起动 停止 制动 变速 换向以及变换左右罗纹等 a 主轴开停及制动操纵机构 见图6b 主轴变速操纵机构 见图7 4 1 1卧式车床的结构 11 二 进给箱功用 是变换螺纹的种类和导程 以及获得所需的各种机动进给量 卧式车床的结构 12 1 变换螺纹导程和进给量的变速机构 进给箱中的变速机构分为基本螺距机构和增倍机构两部分 增倍机构一般都采用滑移齿轮变速机构 基本螺距机构则采用 双轴滑移齿轮机构 如CA6140 见图8 卧式车床的结构 13 图5制动器 14 图6主轴开停及制动操纵机构 15 图7变速操纵机构示意图 16 图8双轴滑移齿轮进给箱 17 摆动齿轮机构 如CA620 1 见图2 17 三轴滑移公用齿轮机构 如CM6132 见图2 18 2 变换螺纹种类的移换机构以及操纵机构 调整进给箱中的移换机构和挂轮架上的挂轮 如CA6140 C620 1见图2 16即动画32及见图2 17 单独调整挂轮 如C616 单独调整进给箱中的移换机构 如CM6132见图2 18 18 三 溜板箱功用 将丝杆或光杆传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架进给 控制刀架运动的接通 断开和换向 机床过载保护 手动操纵刀架移动和实现快速移动 1 纵 横向机动进给操纵机构 见图9 纵向 横向机动进给及快速移动由一个手柄集中控制 左右扳动手柄 手柄1绕销左右摆动 手柄1下部的开口槽就拨动轴3轴向移动 轴3通过杠杆7及推杆8使鼓形凸轮9转动 凸轮9的曲线槽迫使拨叉10移动 操纵轴上的牙嵌式双向离合器M6向相应方向啮合 刀架做纵向机动进给 如按下手柄1上端的快速移动按钮 快速电动机启动 刀架快速纵向移动 直到松开按钮前后扳动手柄 轴14使鼓形凸轮13转动 凸轮13上的曲线槽迫使杠杆12摆动 杠杆12通过拨叉11拨动轴上的牙嵌式双向离合器M7向相应方向啮合 如接通光杠或快速电动机 刀架向前或向后横向机动进给或快速移动 手柄1处于中间位置 离合器M6 M7脱开 机动进给及快速移动断开 卧式车床的结构 19 卧式车床的结构 20 3 互锁机构 见图11 作用 为了避免损坏机床 在接通机动进给和快速移动时 开合螺母不应闭合 反之 合上开合螺母时 就不许接通机动进给和快速移动 卧式车床的结构 21 4 过载保险装置 防止过载和发生偶然事故时损坏机床的机构 作用 进给过程中 当进给力过大或刀架移动受到阻碍时 为了避免损坏传动机构 在溜拌箱中设置有安全离合器 使刀架在过载时能自动停止进给 所以亦称为进给的进给的过载保险装置 卧式车床的结构 22 图9CA6104型纵 横向机构进给操纵机构 23 图10CA6104型开合螺母机构 24 图11CA6104型卧式车床互锁机构工作原理 25 图12CA6104型卧式车床安全离合器 26 图2CA6104型卧式车床安全离全器工作原理 27 图14超越离合器 28 CA6140型卧式车床的故障处理 机床通过一段时间的工作后 各种各样的故障会不断出现 造成这些故障的原因很多 如零件的自然磨损 零件的材质不良 部件组装不当 操作不按规程等都会引发故障的产生 由于引发故障的原因错综复杂 任何一本技术资料都不可能把各种故障全部详细地列出来 也不可能把各种故障的排除方法全面详细地列出来 检修人员只有系统地学习基础知识 根据机床的构造原理 结合典型故障的分析处理模式 用推理和综合分析的方法来解决各类故障 我们仅对CA6140型车床的一些常见的典型故障进行具体的分析讲解 将从以下三个方面分别讲述各种故障的产生原因及排除方法 29 故障种类 影响工件表面加工精度的故障 产生运动机械障碍的故障 润滑系统产生的故障 30 影响工件表面加工精度的故障分析与检修 列举下列四例 1 车削外圆尺寸精度达不到要求 故障原因分析 操作者看错图样或刻度盘使用不当 车削时盲目吃刀 没有进行试切削 量具本身有误差或测量不正确 由于切削热的影响 使工件尺寸发生变化 故障排除与检修 车削时必须看清图样尺寸要求 正确使用刻度盘 看清刻度数值 根据加工余量放出背吃刀量 进行试切削 然后修正背吃刀量 量具使用前 必须仔细检查和调整零位 正确掌握测量方法 实施首件检查制度 避免批量报废 不能在工件温度较高时测量 如果测量 应先掌握工件的收缩情况 也可在车削时浇注切削液 降低工件的温度 31 2 车削圆工件表面粗糙度达不到要求 故障原因分析 车床刚性不足 如滑板的镶条过松 传动件 如带轮 不平衡或主轴太松引起振动 车刀刚性不足引起松动 工件刚性不足引起松动 车刀几何形状不正确 如选用过小的前角 主偏角和后角 低速切削时 没有加切削液 切削用量选择不合适 切屑拉毛已加工的表面 故障排除与检修 消除或防止由于车床刚性不足而引起的不平衡或松动 正确调整车床各部分的间隙 增加车刀的刚性和正确安装车刀 增加工件的安装刚性 选择合理的车刀角度 如适当增加前角 选择合理的后角 用油石研磨切削刃 降低切削刃表面粗糙度值 低速切削时 应加切削液 进给量不宜太大 精车余量和切削速度要选择适当 控制切屑的形状和排出的方向 32 3 车削工件时出现椭圆或棱圆 即多棱形 故障原因分析 主轴的轴承间隙过大 主轴轴承磨损 滑动轴承的主轴轴颈磨损或椭圆度过大 主轴轴承套的外径或主轴箱体的轴孔呈椭圆 或相互配合间隙过大 卡盘后面的连接盘的内孔 螺纹配合松动 毛坯余量不均匀 在切削过程中吃刀量发生变化 工件用两顶尖安装时 中心孔接触不良 或后顶尖顶得不紧 以及可使用的回转顶尖产生扭动 故障排除与检修 调整轴承的问隙 更换滚动轴承 修磨轴颈或重新刮研轴承 可更换轴承外套或修正主轴箱的轴孔 重新修配卡盘后面的连接盘 在此道工序前增加一道或两道粗车工序 使毛坯余量基本均匀 以减小复映误差 再进行此道工序加工 工件在两顶尖间安装必须松紧适当 发现回转顶尖产生扭动 必须及时修理或更换 33 4 车削时工件出现锥度 故障原因分析 用卡盘安装工件纵进给车削时 产生锥度是由于主轴轴心线在水平面和垂直面上相对溜板移动导轨的平行度超差 车床安装时使床身扭曲 或调整垫铁松动 引起导轨精度发生变化 床身导轨面严重磨损 主要的三项精度均已超差 导轨在水平面内的直线度超差 由于棱形导轨和平导轨磨损量不等 使溜板移动时产生倾斜误差 导轨在垂直面内的直线度超差 用一夹一顶或两顶尖安装工件时 由于后顶尖不在主轴的轴线上 或前 后顶尖不等高及前后偏移 用小滑板车外圆时产生锥度 是小滑板的位置不正 即小滑板的刻线没有与中滑板的零线对准 工件安装时悬臂较长 车削时因径向切削力影响使前端让开 产生锥度 由于主轴箱温升过高 引起机床热变形 切削刃不耐磨 中途逐渐磨损 引起工件呈锥形 刀具的影响虽不属车床本身的原因 但这个因素绝不可忽视 34 故障排除与检修 必须重新检查并调整主轴箱安装位置和刮研修正导轨 a 检查主轴锥孔中心线和尾座顶尖套锥孔中心线对溜板移动的等高度 对于CA6140型卧式车床允差为0 06mm 并且只可尾座高 如图1所示 用百分表及磁性表架 检验棒 6号和5号莫氏锥柄顶尖各一件 移动溜板 在检验棒两端处的上母线上检测 b 检查溜板移动对主轴中心线的平行度 如图2所示 在300mm的测量长度上 在a母线上测量允差为0 03mm 只允许伸出的一端向上翘 在b母线上测量允差为0 015mm 只允许伸出端向操作方面偏 35 故障排除与检修 c 若上述两项检查测得的数值超过允差值 即可考虑进行修复 修理方法如图3所示 利用刮刀和刮研平板来修刮主轴箱的安装面 以尾座顶尖套锥孔中心线为基础 通过修刮和调整 使这两项精度均达到要求 必须检查并调整床身导轨的倾斜值 a 检查溜板移动时的倾斜值 按规定在溜板每1000mm行程上允差为0 03mm l000mm 溜板全部行程小于或等于500mm 允差为0 02mm 1000mm b 若上述检查测得的倾斜值超差 则可通过调整垫块和紧固地脚螺栓来使倾斜值符合要求 如果地脚螺栓与车床基础问发生松动 就需清理基础 重新预埋地脚螺栓 36 故障排除与检修 刮研导轨甚至用导轨磨床磨削导轨以恢复这三项主要精度 使之达到标准 这已属于大修或项修的范畴了 可调整尾座偏移量 使顶尖对准主轴中心线 调整尾座两侧的横向螺钉以及调整尾座底座的高度 用垫片来补偿尾座底座的磨损或刮研底座来使前 后顶尖等高 使用小滑板车外圆 必须事先检查小滑板上的刻线是否与中滑板的零线对准 尽量减小工件的伸出长度 或另一端用尾座顶尖支顶 增加工件的安装刚性 检查并解决引起主轴箱温升的各种情况 a 检查所用润滑油是否合适 应选用L AN46全损耗系统用润滑油 应按要求定期换油 各箱的油面不低于油标中心线 检查主轴箱油窗是否来油 b 检查主轴前轴承润滑油的供油量 供油量过多时 轴承不但不能冷却润滑 反而会因严重的搅拌现象而使轴承发热 当然 供油量过少时 温度也会上升 c 按规定要求调整主轴 及时修正刀具 正确选择刀具材料 主轴转速和进给量 37 产生运动机械障碍的故障 列举四例 1 发生闷车现象 故障原因分析 主轴在切削负荷较大时 出现了转速明显地低于标牌转速或者自动停车现象 故障产生的常见原因是由于主轴箱中的片式摩擦离合器的摩擦片间隙调整过大 或者摩擦片 摆杆 滑环等零件磨损严重 如果电动机的传动带调节过松也会出现这种情况 故障排除与检修 首先应检查并调整电动机传动带的松紧程度 然后再调整摩擦离合器的摩擦片间隙 如果还不能解决问题 应检查相关件的磨损情况 如内 外摩擦片 摆杆 滑环等件的工作表面是否产生严重磨损 发现问题 应及时进行修理或更换 38 2 发生切削自振现象 故障原因分析 用切槽刀切槽时 或者加工工件外圆切削负载较大时 在切削过程中会发生刀具相对工件的振动 切削自振现象的产生及其振动的强弱与设备切削系统的动刚度 工件的切削刚度及切削条件有关 当切削条件改变以后 切削自振现象仍然不能排除 主要应检查设备切削系统动刚度的下降情况 尤其主轴前轴承的径向间隙过大 溜板与床身导轨之问的接触面积过小等原因都容易产生这种现象 故障排除与检修 首先要将主轴前轴承安装正确 间隙调整合适 使主轴锥孔中心线的径向圆跳动值符合要求 在此基础上 再对溜板和床身导轨进行检查和刮修 提高其接触刚度 若还不能解决问题 应对切削系统相关零件的配合关系逐个进行检查 发现影响动刚度的因素 务必进行排除 39 3 重切削时主轴转速低于标牌上的转速 甚至发生停机现象 故障原因分析 主轴箱内的摩擦离合器调整过松 或者是调整好的摩擦片 因机床切削超荷 摩擦片之间产生相对滑动 甚至表面被研出较深的沟道 如果表面渗碳硬层被全部磨掉时 摩擦离合器就失去效能 摩擦离合器操纵机构接头与垂直杆的连接松动 摩擦离合器轴上的元宝销 滑套和拉杆严重磨损 下图示 而 摩擦离合器轴上的弹簧销或调整压力的螺母松动 主轴箱内集中操纵手柄的销子或滑块磨损 手柄定位弹簧过松使齿轮脱开 主电动机传动V带调节过松 40 故障排除与检修 调整摩擦离合器 修磨或更换摩擦片 调整时先将手柄18扳到需要调整到的正转或反转的准确位置上 然后把弹簧定位销2 左图 用螺钉旋具按到轴1内 同时拨动调整螺母3 直到螺母压紧离合器的摩擦片为止 再将手柄扳到停车的中间位置 此时两边的摩擦片均应放松 再将螺母3向压紧方向拨动4 7个圆口 并使定位销2重新卡入螺母3的圆口中 防止螺母在转动时松动 打开配电箱盖 轴之间不发生松动 修焊或更换元宝销 滑套和拉杆 检查定位销中的弹簧是否失效 如果缺少弹性就要换新的弹簧 调整好螺母后 把弹簧定位销卡入螺母的圆口中 防止螺母在转动时松动 更换销子 滑块 选择弹力较强的弹簧 使手柄定位灵活可靠 确保齿轮啮合传动正常 主电动机装在前床腿内 打开前床腿上的盖板 旋转电动机底板上的螺母来调整电动机的位置 可使两V带轮的距离缩小或增大 此例中应使两带轮距离增大 使V带张紧 右图 41 4 停机后主轴有自转现象或制动时间太长 故障原因分析 摩擦离合器调整过紧 停机后摩擦片仍未完全脱开 主轴制动机构制动力不够 故障排除与检修 调整好摩擦离合器 如上例所述 调整主轴制动机构 制动轮装在轴 上 制动轮的外面包有制动带 CA6140型车床制动器有两种类似的结构 一种如左图所示 制动带的拉紧程度由调节螺钉13来调整 另一种如右图所示 调整螺钉2和螺母1来拉紧制动带3 调整后检查当离合器压紧时制动带必须完全松开 否则应把调节螺钉稍微松开一些 控制在主轴转速为320r min时 2 3转制动 42 润滑系统产生的故障 1 主轴箱油窗不滴油 故障原因分析 油箱内缺油或滤油器 油管堵塞 油泵磨损 压力过小或油量过小 进油管漏压 故障排除与检修 检查油箱里是否有润滑油 清洗滤油器 包括粗滤油器和精滤油器 疏通油管 检查修理或更换油泵 检查漏压点 拧紧管接头 43 2 车床的润滑不良 故障原因分析 没有按规定对各摩擦面和润滑系统加油 车床零件的所有摩擦面 应全面按期进行润滑 以保证车床工作的可靠性 并减少零件的磨损及功率的损失 故障排除与检修 车床的润滑系统图如右图所示 车床润滑系统图46 L AN46号全损耗系统用油 一2号钙基润滑脂油类 两班制换 添 油天数 44 加油规定 车床采用L AN46号全损耗系统用润滑油 主轴箱及进给箱采用箱外循环强制润滑 油箱和溜板箱的润滑油在两班制的车间约50 60天更换一次 但第一次和第二次应为10天或20天更换以便排出试车时未能洗净的污物 废油放净后 储油箱和油线要用干净煤油彻底洗净 注入的油应用网过滤 油面不得低于油标中心线 油泵由主电机拖动 把润滑油打到主轴箱和进给箱内 开机后应检查主轴箱油窗是否出油 启动主电机1min后主轴箱内应造成油雾 各部可得到润滑油 主轴方可启动 进给箱上有储油槽 使油泵出的油润滑各点 最后润滑油流回油箱 主轴箱后端三角形滤油器 每周应用煤油清洗一次 溜板箱下部是储油槽 应把油注到油标的中心线上 床鞍和床身导轨的润滑是由床鞍内油盒供给润滑油的 每班加一次油 加油时旋转床鞍手柄将滑板移至床鞍后方或前方 在床鞍中部的油盒中加油 溜板箱上有储油槽 由羊毛线引油润滑各轴承 蜗杆和部分齿轮浸在油中 当转动时 油雾润滑各齿轮 当油位低于油标时应打开加油孔向溜板箱内注油 刀架和横向丝杠用油枪加油 床鞍防护油毡 每周用煤油清洗一次 并及时更换已磨损的油毡 交换齿轮轴头有一塞子 每班拧动一次 使轴内的2号钙基润滑脂供应轴与套之间的润滑 床尾套简和丝杠 螺母的润滑可用油枪每班加油一次 丝杠 光杠及变向杠的轴颈润滑由后托架的储油槽内的羊毛线引油 每班注油一次 变向机构的立轴每星期应注油一次 在电气箱内 45 CA6140型普通车床电气故障的分析 1 车床电路图 46 2 故障检测流程 一 47 2 故障检测流程 二 48 2 故障检测流程 三 49 3 故障分析与处理 1 主轴电动机接触器KM不能吸合 故障原因分析 传动带罩壳没有装好 限位开关S01没有闭合 带自锁停止按钮SBl没有复位 热继电器FRl脱扣 KM接触器线圈烧坏或开路 熔断器FU3熔丝断 控制线路断线或松脱 故障排除