项目四 工业机器人的维护与维修

1、项目四 工业机器人的维护与维修学习目标1.熟悉工业机器人故障诊断基本原理,能正确判断常见故障；2.掌握机电维修基本知识，熟悉工业机器人维修方法,能进行常规的预防性检修操作；3.掌握工业机器人的维护规程,能合理维护机器人系统；知识链接 一、工业机器人故障诊断基础随着科学技术与生产的发展，设备工作强度不断增大，生产效率、自动化程度越来越高，同时设备更加复杂、各部分的关联愈中密切，从而往往某处微小故障就爆发链锁反应，导致整个设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性的毁坏，这不仅会造成巨大的经济损失，而且会危及人身安全，后果极为严重。因此，设备诊断技术日益发挥重要作用，它可使设备无故障、工作可靠，发挥最大效

2、益；保证设备在将有故障或已有故障时，能及时诊断出来，正确地加以维修，以减少维修时间，提高维修质量，节约维修费用。测取设备在运行中或相对静止条件下的状态信息，通过对信号的处理和分析，并结合设备的历史状况，定量识别设备及其零部件的技术状态，并预知有关异常、故障和预测未来技术状态，从而确定必要的对策的技术，即设备故障诊断技术。在机器设备的评估中，技术鉴定是确定设备成新率的重要手段。1、故障及其分类故障：设备（元件、零件、部件、产品或系统）因某种原因丧失规定功能的现象。（1）按故障发生、发展的过程分类1)突发性故障故障发生之前没有明显的可察征兆，具有较大的破坏性。2)渐发性故障故障的发生一般与磨损、腐

3、蚀、疲劳等密切相关，其特点是故障一般发生在元器件有效寿命的后期；有规律，可以预防；发生概率与设备运转时间有关。(2）按故障的性质分类1)自然故障：设备自身原因造成。2)人为故障：操作使用不当或意外原因。2、引起故障的原因（1）环境因素：包括力、能、振动、污染等。表4-1 环境影响及引起的故障环境因素主要影响典型故障机械能产生振动、冲击、压力、强速度、机械应力等。机械强度降低、功能受影响、磨损加剧、过量变形、疲劳破坏、机件断裂。热能产生热老化、氧化、软化、熔化、粘性变化、固化、脆化、热胀冷缩及热应力等。电气性能变化、润滑性能降低、机械应力增加、磨损加剧、机械强度降低、腐蚀加速、热疲劳破坏、密封性

4、能破坏。化学能产生受潮、干燥、脆化、腐蚀、电蚀、化学反应及污染等。功能受影响、电气性能下降、机械性能降低、保护层损坏、表面变质、化学反应加剧、机械断裂。其他能量产生脆化、加热、蜕化、电离及磁化。表面变质、材料褪色、热老化、氧化、材料的物理、化学、电气性能发生变化。注：其他能量包括核能、电磁能 及生物因素等（2）人为因素：包括设计不良、质量偏差、使用不当等。（3）时间因素：常见的磨损、腐蚀、疲劳、变形等故障都与时间有密切的关系。3、描述故障的特征参量（1）直接特征参量1）设备或部件的输出参数：设备的输出与输入的关系以及输出变量之间的关系都可以反映设备的运行状态。如输入功率与输出功率、示教器输入参

5、数与手部执行参数间关系等；2）设备零部件的损伤量：变形量、磨损量、裂纹以及腐蚀情况等都是判断设备技术状态的特征参量。（2）设备运转中的间接特征参量（二次效应参数）：主要是设备在运行过程中产生的振动、噪声、温度、电量等。设备或部件的输出参数和零部件的损伤量都是故障的直接特征参量，而二次效应参数是间接特征参量。使用间接特征参量进行故障诊断的优点是，可以在设备运行中并且无需拆卸的条件下进行。不足之处是间接特征参量与故障之间的关系不是完全确定的。4、设备故障诊断技术及其实施过程（1）设备故障诊断技术的分类1）按照诊断的目的、要求和条件分类功能诊断和运行诊断：功能诊断主要用于新安装或刚维修的设备；而运行

6、诊断则针对运行中的设备或系统。定期诊断和连续监测。直接诊断和间接诊断：间接诊断主要通过设备运行中的二次信息判断。在线诊断和离线诊断：在线是指对现场正在运行设备的自动实时监测；而离线监测是利用记录仪等将现场的状态信号记录后，带回实验室进行分析诊断。常规诊断和特殊诊断。简易诊断和精密诊断。2）按诊断的物理参数分类主要物理参数有振动、声学、温度、污染、无损、压力、强度、电参数、趋向以及各种参数的综合。表4-2 按诊断的物理参数分类 诊断技术名称状态检测参数振动诊断技术平衡振动、瞬态振动、机械导纳及模态参数等。声学诊断技术噪声、声阻、超声以及声发射等。温度诊断技术温度、温差、温度场以及热象等。污染诊断

7、技术气、液、固体的成分变化，泄学习班及残留物等。无损诊断技术裂纹、变形、斑点及色泽等。压力诊断技术压差、压力及压力脉动等。强度诊断技术力、扭矩、应力及应变等。电参数诊断技术电信号、功率及磁特性等。趋向诊断技术设备的各种技术性能指标。综合诊断技术各种物理参数的组合与交叉。3）按诊断的直接对象主要直接诊断对象有本体部件、机械零件、伺服系统、控制系统、工艺流程、生产系统、电气设备等。（2）设备故障诊断技术的实施过程图4-1诊断技术三阶段1）状态监测状态监测：通过传感器采集设备在运行中的各种信息，将其转变为电信号或其它物理量，再将获取的信号输入到信号处理系统进行处理。后者主要是将特征信号提取出来，而将

8、无用信号和干扰信号排除。2）分析诊断分析诊断：根据监测到的能够反映设备运行状态的征兆或特征参数的变化情况或将征兆与模式进行比较，来判断故障的存在、性质、原因和严重程度以及发展趋势。3）治理预防治理预防：根据分析诊断得出的结论确定治理修正和预防的办法。（3）状态监测与故障诊断的区别与联系状态监测是故障诊断的基础和前提；故障诊断是对监测结果的进一步分析和处理，诊断是目的。5、设备故障诊断常用的方法（1）振动测量法：根据能否用确定的时间关系函数来描述，振动分为振动分为确定性振动和随机振动，确定性振动又分为周期振动和非周期振动，周期振动又进一步分为简谐周期振动和复杂周期振动，非周期振动也进一步分为准周

9、期振动和瞬态振动。振动的基本参数有振幅、频率和相位是振动的基本参数。振动完全可以通过这三个参数加以描述。振动测量有机械方法、光学方法和电测方法，其中，电测方法应用最广泛。1）传感器及振动测量加速度传感器：压电加速度传感器，图4-2所示，是基于压电晶体的压电效应工作的，属于能量转换型传感器。压电晶体输出电荷与振动的加速度成正比。压电式加速度计无需外电源，灵敏度高而且稳定。速度传感器：惯性式磁电速度传感器，图4-3所示，。磁电速度传感器是基于磁电感应工作的，也属于能量转换型传感器。当传感器随被测系统振动时，传感器线圈与磁场之间产生相对运动，传感器内的磁钢随被测物体一起振动，与线圈发生相对运动，从而

10、产生感应电动势，输出与速度成正比的电压。惯性式磁电速度传感器也不需要外电源。图4-2压电加速度传感器结构示意图图4-3 惯性式磁电速度传感器结构示意图 图4-4 涡流位移传感器示意图位移传感器：电涡流位移传感器，如图4-4所示。它基于金属体在交变磁场中的电涡流效应工作，属于能量控制型传感器。工作时，将传感器顶端与被测对象表面之间的距离变化转换成与之成正比的电信号。这种传感器不仅能测量一些旋转轴系的振动、轴向位移，还能测量转数。涡流位移传感器属于非接触式测量，但需要外电源。2）异常振动分析方法振动总值法：通过传感器直接测量，以表格或图形表示趋向，并对照异常振动判断基准判别设备工作是否正常。可以采

11、用振动总值法判别异常振动，如若要进一步查出异常的原因和位置，就要对振动信号进行频谱分析。表4-3 异常振动判断基准频率分析法：把测量的振动信号取出进行频率分析，再将频谱图与正常谱图比较，可以找出振源、部位和严重程度。频谱分析仪，又称动态分析仪。它能将时域信号变换为频域信号，将工程信号分解为各个频率分量，获得信号的频率结构和组成信号各个谐波的振幅、相位信息。频谱分析仪一般由前置放大器、抗混淆滤波器、A/D转换器、高速数据处理器及外围设备等组成，如图4-5所示。频率分析仪是一种将时域信号转变为频域信号的仪器。频率分析仪可以将振动信号的波形分解为各个频率的分量，获得信号的频率结构和组成信号的各个谐波

12、的幅值、相位，从而确定信号特征。图4-5 频谱分析仪组成及实物（2）噪声测量法。1）噪声：不规则的机械振动在空气中引起的振动波。采用声压级、声强级和声功率级来表示噪声的强弱；用频率或频谱表示噪声的成分。也可以用主观的感觉，例如响度进行测量。2）噪声的主要参数：.声压、声强、声功率。声压：声波传播时，空气质点随之振动所产生的压力波动而引起的压强增量（Pa）。声压级（dB）：声压与基准声压之比的以10为底的对数的20倍。声强：单位时间内，通过垂直于传播方向上单位面积的声波能量-声强（W/）。声强级：声强与基准声强之比的以10为底的对数的10倍-声强级（dB）。声功率：声源在单位时间内辐射出来的总声

13、能-声功率（W）。声功率级；声功率与基准声功率之比的以10为底的对数的10倍-声功率级（dB）。3）噪声的主观量度：响度、响度级、等响曲线响度是人耳对声音强弱产生的主观感觉。选用频率为1000Hz的纯音作为标准，调节纯音的声压级使它和测定的声音听起来有同样的响度，则该声音的响度级就等于这个纯音的声压级（dB）值。单位为方（Phon）。当声音的频率发生变化时，听阈和痛域的声压值将随之变化。响度曲线：典型听者感觉响度相同的纯音，其声压级和频率之间的关系曲线，如图4-6所示等响度曲线听阈曲线。频率不同时，听阈的声压级不同，将各个频率下相同响度的声压相连而得到的曲线，即为听阈曲线，其响度规定为0 ，所

14、以听阈曲线也称为0方响度线。同理，将不同频率时，痛阈的声压级和频率关系曲线称为痛阈曲线，也称为120方响度线。同一条曲线上的各点，频率和声压级不同，但响度相同。例如频率为30 HZ时声压级为120分贝的噪声，听起来，其响度和频率为1000HZ声压级为100分贝的噪声，响度相同。二者的响度都是100方（phon）。图4-6等响度曲线听阈曲线4）噪声测量仪器。常用电容传声器、压电传声器、声级计等来测量。5）故障的噪声识别方法.。可以根据噪声信号的特征量制定一个限值作为有无故障的标准。要识别故障的性质、发生的部位以及严重程度，还需要提取噪声信号作频谱分析。对噪声判断有绝对标准、相对标准和类比标准。三

15、种方法的分别对应于将测量所得到的噪声信号的特征量值和标准特征量值、正常运行的特征量值或同类设备相同工况时的特征量值进行比较。（3）温度测量法1）测温仪表。温度计分类如图4-7所示。接触式测温装置：测温元件与被测对象直接接触，通过热交换进行测温。a.热膨胀式（水银、双金属、液体、气体等）b.压力式。c.热电阻式（铂、镍、铜、半导体等）：材料的电阻随温度的变化而变化，利用这个特性，可以将温度转换成为电量。d.电偶式（镍铬-考铜、镍铬-镍硅、铂铑-铂等）。热电偶由两根不同材料的导体焊接组成。若两端温度不同，则产生感应电动势，热电偶的热电动热与热电偶材料、两端温度有关，与热电极长度、直径无关。在冷端温

16、度T0不变，热电偶材料已定的情况下，其热电动势只是被测温度的函数。图4-7 温度计分类非接触式测温装置，包括辐射高温计（图4-8）、光学高温计（图4-9）、比色高温计（图4-10）、红外测温仪器。红外测温仪器由红外探测器、红外光学系统、信号处理系统以及显示系统等组成。红外测温仪器的核心是红外探测器，它能将入射的红外辐射转变为电能或其它能量。按照辐射响应方式的不同，分为光电探测器和热敏探测器两类。红外光学系统有反射式、折射式和折-反射式。常用的红外测温仪器有：红外测温仪；测量被测物体一点的温度，如图4-11。红外热像仪：红外热像仪由光学与扫描系统、红外探测器、视频信号处理系统，显示器等组成。通过

17、红外热像仪可以获得物体表面或近表面的热像图，通过热像图的观察和分析可以测量温度在物体表面或空间的分布情况，如图4-12所示。图4-8 辐射高温计原理及实物图4-9光学高温计原理及结构图4-10 比色高温计原理及实物图4-11 红外测温仪图4-12红外热像仪系统2）通过测温测量所能发现的常见故障轴承损坏、流体系统故障、发热异常、污染物质积聚、保温材料损坏、电器元件故障、非金属部件的故障、机件内部缺陷、裂纹探测等。（4）、裂纹的无损探伤法裂纹是机器零部件最严重的缺陷。裂纹可能在原材料生产、零部件加工以及设备使用等各个阶段产生。常用的无损探伤法有目视-光学检测法、渗透探测法、磁粉探测法、射线探测法（

18、射线和射线）、超声波探测法、声发射探测法、涡流探测法等。（5）磨损的油液污染检测法根据监测和分析油液中污染物的元素成分、数量、尺寸、形态等物理化学性质的变化，便可以判断是否发生了磨损及磨损程度。常用的方法有：1）油液光谱分析法：用于早期、精密的磨损诊断。2）油液铁谱分析法：提供磨损微粒的数量、粒度、形态和成分四种信息。3）磁塞检查法：用肉眼直接观察，用于检查磨损后期磨粒残渣颗粒较大的情况。（6）计算机监测诊断随着计算机的发展，研制计算机设备监测系统日益受到重视，建立智能监测与诊断系统一个发展趋势。当有大量设备需要监测和诊断时，或者关键设备需要连续不断地监视时，频繁地进行数据采集、分析和比较是十

19、分繁重的工作。这时用计算机进行自动监测和诊断可节省大量的人力和物力，并能保证诊断结果的客观性和准确性。计算机监测诊断系统有多种类型，根据监测的范围可分为：整个工厂；关键设备；关键设备的重要部件等不同水平的系统。计算机监测与诊断系统按其所采用的技术可分为：简易自动诊断；精密自动诊断；诊断的专家系统。简易自动诊断通常采用某些简单的特征参数，如信号的均方根值、峰值或峭度系数等，与标准参考状态的值进行比较，能判断故障的有无，但不能判断是何种故障。因所用监测技术和设备简单，操作容易掌握，价格便宜，因而得到广泛应用。精密自动诊断要综合采用各种诊断技术，对简易诊断（初诊）认为有异常的设备作进一步的诊断，以确

20、定故障的类型和部位，并预测故障的发展，要求有专门技术人员操作，在给出诊断结果、解释、处理对策等方面，通常需要仍需要有丰富经验的人员参与。诊断的专家系统与一般的精密自动诊断不同，它是一种基于人工智能的计算机诊断系统。它能模拟故障诊断专家的思维方式，运用已有的故障诊断系统。它能模拟故障诊断专家的思维方式，运用已有的故障诊断技术知识和专家经验，对收集到的设备信息进行推理作出判断，并能不断修改、补充知识以完善专家系统的性能，这对于复杂系统的诊断是十分有效的，是设备故障诊断的发展方向。（6）故障诊断专家系统专家系统是由数据和一系列分析软件构成综合分析系统，如图4-13所示。图4-13 设备故障诊断专家系

21、统组成人机交互负责把用户输入的信息转换成系统的内部表示形式，然后把这些内部表示送到相应的部分去处理。系统输出的信息也由以下三个方面：1）故障监测：当系统的主要功能指标偏离了期望的目标范围时，就认为系统发生了故障。该阶段的目的在于监测系统主要功能指标（如果工能指标不便直接测量，可代之以其他具有同等效果的征兆），当主要功能发生异常时，按其程度分别给出早期警报，乃至强迫系统停机等处置。 2）故障分析：根据检测到的信息和其他补充测试的辅助信息寻找出故障源。对于不同的要求，故障源可以是零件、部件甚至是子系统。然后，根据这些信息就故障对系统性能指标的影响程度作出估计，综合给出故障等级。3)决策处理：有两个

22、方面的内容人：一方面当系统出现与故障有关的征兆时，通过综合分析，对设备状态的发展趋势作出预测；另一方面当系统出现故障时，根据故障等级的评价，对系统作出修改操作和控制或者停机维修的决策。5、机器人系统可靠性分析及提高可靠性对策 工业机器人系统的自动化程度高，结构复杂，在伺服系统中更是集中大量不同规格品种、不同电压等级和控制功率的电子和电力器件，因此，对整个系统的可靠性提出了更高要求，而机器人系统的控制系统的可靠性主要取决于弱电电子器件组成的控制部分的性能。 所谓可靠性就是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。机器人系统的可靠性与使用环境、工作条件、运行情况和维护保养有关，还与各个

23、组成单元自身的可靠性有关。机器人系统的技术含量非常高，机械零部件配合精度高，制造工艺复杂，控制系统电路复杂，必须适应要求的工作环境，如高温、高湿、高风尘、强振动等条件下运行，这就要求机器人系统各零部件保持良好的可靠性。工业机器人系统的可靠性可用可靠度来R表示，R=R1*R2*R3；R为整个机器人系统的可靠度。R1为机械部分的可靠度，R2为控制部分的可靠度，R3为接口部分的可靠度。为了提高整个机器人系统的可靠性，必须合理使用设备，杜绝超负荷加工，对其工作环境进行监控。另外对设备的组成部分进行分析，提高各组成部分的可靠性，找出薄弱环节，加强维护保养，合理配置备件。二、工业机器人系统维护（1）磨损的

24、种类相互接触的物体表面在相对运动的过程中，表面层材料发生不断损失的现象称为磨损。根据磨损延长时间的长短可分为自然磨损和事故磨损两类。造成事故磨损原因是由以下因素造成的：机器构造有缺陷，零件材料质量低劣，零件制造加工不良，零部件或机器装配及安装不正确，违反机器的安全技术操作规程和润滑规程，修理不良或修理质量不高以及其它意外原因等。而在一般情况下，当自然磨损到限后没有及时修理，则是发生事故磨损的主要原因。1、磨损与润滑基础知识（2）润滑1）润滑剂的作用a.冷却散热作用。防止由于摩擦生热使零件温度上升，导致粘着磨损和腐蚀磨损加剧，甚至烧坏橡胶密封圈或轴瓦等事故。b.密封保护作用。润滑油脂能有效隔离潮

25、湿空气中的水分、氧和有害介质侵蚀，也可防止内部介质的泄漏，润滑脂还能防止水湿、灰尘、杂质侵入摩擦副。c.洗涤污垢作用。摩擦副运动时会产生磨粒，以及外界杂质、尘砂等都会加剧摩擦面的磨损，强制液体循环润滑可将其磨粒带走，减少或避免磨损。d.减少摩擦和磨损。由于润滑膜可减少两运动件间的摩擦因子，所以会减少零件的磨损消耗，同时还能起到阻尼作用和吸振作用，从而延长设备寿命，减少功耗，改善设备的运转特性。2)润滑剂的种类润滑剂按状态分可分为液体（润滑油）、半固体（润滑脂）、固体和气体润滑剂四类。润滑油润滑油又称稀油，它的物化特性有良好的流动性、低的凝固点、适当的黏度、良好的耐负荷性能、良好的耐挤压和抗磨性

26、、良好的抗腐蚀性和防锈性；有一定的精制程度；灰分、残炭及酸值小；好的热稳定性，不易挥发、不易着火，要有高的燃点和闪点；好的抗氧化安全性，不易老化变质；好的离水性、抗乳化性；要有一定的抗泡性。润滑油外观质量检查要点如表4-4所示.表4-4润滑油外观质量检查要点颜色变化劣化原因及预测油 脏劣化原因及预测新油颜色变深氧化劣化有类似烧焦味受热劣化发黑混入磨粒有刺激性臭味金属惰性化剂的劣化浑浊混入水分有沉淀物混入异物 有泡沫混入不同油种润滑油的选择原则a.在充分保证机器摩擦件安全运转的条件下，为减少能量消耗应优先选用粘度小的润滑油。b.在高速负荷条件下工作的摩擦零件应选用粘度小的润滑油，而在低速重负荷条

27、件下工作的摩擦件应选用粘度大的润滑油。c.环境温度低时应选用粘度小的润滑油，反之则应选用粘度大的润滑油；高温条件下应选用闪点高的润滑油；低温条件下应选用凝固点低的润滑油。d.冲击、振动以及往复运动、间歇运动等对于形成油膜不利，故应选用粘度较大的润滑油或选用润滑脂或固体润滑剂以保证可靠润滑。e.摩擦副配合间隙小的应选用粘度小的润滑油，表面加工精度高的工作面应选用粘度小的润滑油。f.机械循环条件下选用粘度较小的润滑油，间歇加油时应选用粘度略大的润滑油；垂直润滑面，外露齿轮、链条、钢丝绳等应选粘度较大的润滑油。g.若无合适牌号的润滑油时，可选用相近牌号的润滑油代用或掺合使用，代用时只能选略大于规定粘

28、度的润滑油，掺合时则尽量不选用两种不同性质、不同厂牌和有添加剂的油掺合。润滑脂润滑脂又称为干油，是一种半固体状的润滑剂，它是由矿物油等润滑液体与稠化剂混合而成的一种具有胶体结构的塑性润滑剂。润滑脂的选择原则：a.高速轻负荷条件下选针入度大的润滑脂；冲击、振动、间歇工作条件下选用针入度小的润滑脂。b.冬季或低温条件下，应选用低凝固点和低粘度油调制的润滑脂；夏季或高温条件下应选滴点高的润滑脂。c.配合间隙大且表面粗糙时选用针入度小的润滑脂，反之选用针入度大的润滑脂。d.环境条件：潮湿条件下一般应选用钙基润滑脂，而高温条件下一般应选用钠基润滑脂。固体润滑剂可做固体润滑剂的物质很多，有金属、金属化合物

29、、无机物、有机物等，其中最常用的有二硫化钼和石墨润滑剂。二硫化钼润滑剂，是一种呈铅灰色至黑色光泽的粉末，其特点是具有良好的润滑性、附着性、耐温性、抗压减磨性及抗氧化抗化学腐蚀性等优点，对于在高速、高温、高负荷、低温及有化学腐蚀的环境条件下工作的设备，均有优异的润滑效果。目前生产的二硫化钼润滑剂有：粉剂、水剂、油剂、油膏、润滑脂、蜡笔等固体成膜剂。设备的润滑的“五定”：定点、定质、定量、定期、定人 。 使用润滑油质量监控技术：选定重点设备和用油量大的设备，确定油质化验项目，如运动粘度、水分、酸值、水溶性酸碱和机械杂质等，确定合理的换油指标，制定具体项目指标，定期进行抽样化验分析（一般可每3个月进

30、行一次），然后判断是否要更换，对于新设备和重要精密设备也可通过目测后，对换油周期适当延长或缩短化验周期。2、维修保养基础知识(1) 机械零件的失效和机械故障机械失去工作能力称为故障，机器零件丧失规定的工作能力称为失效。机械的故障和零件的失效是分不开的。由于零件正常磨损或物理化学变化引起的零件变形、断裂、蚀损等使零件失效而引起的故障，此类故障也叫做自然故障。1）零件的磨损磨损是零件失效的最主要和普遍的形式。2）零件的变形机器在工作过程中，由于受力的作用，使零件的尺寸和形状发生改变的现象叫变形。金属的变形包括弹性变形和塑性变形。3）零件的断裂零件在外力载荷作用下，首先发生弹性形变，当载荷所引起的应

31、力超出弹性极限而继续增加时，材料可能产生塑性形变，最后应力超过强度极限时发生断裂。4）蚀损零件在循环接触应力作用下表面发生的点状剥落称为疲劳点蚀；零件受周围介质的化学及电化学作用使表层金属发生的破坏称为腐蚀；零件在温度变化和介质作用下表面产生针状孔洞，并不断扩大称为穴蚀。疲劳点蚀、腐蚀和穴蚀统称为蚀损。（2） 机械故障的消除（修复）方法对于人为的事故性故障的消除主要靠提高使用、管理、维修人员素质，加强责任心的方法来达到。而对自然故障则只能通过调整和修理的方法来达到，通常主要有以下一些方法：1）主要恢复配合性质的修理方法调整法一般利用调整螺栓紧度或调整垫片厚度来恢复配合件原有的配合关系，修理时不

32、用对配合件进行加工(或只进行刮研)，而只用增加垫片或调整垫片厚度的方法使其恢复到原始配合间隙。修理尺寸法在进行修理时对配合件中较贵重零件进行机械加工恢复其几何形状，同时得到一个新的尺寸，然后将配合件中另一个磨损的零件废弃而更换一个新的与经过加工的零件相配合的零件，使该配合件的配合间隙恢复到初始间隙，如修轴换轴瓦，修缸套换活塞等都是。这种修理方法要考虑零件结构上能够加工的可能性和零件修理后允许的机械强度,在此前提下应尽量增加修理次数；另一方面为了便于备品备件的供应其修理尺寸应加以标准化。补充零件法（附加零件法）此法对于配合件的每个零件均予加工整形，并对其中的一个零件给以合理的缩径或扩孔，然后在其

33、中补充一个同样材料或质量更高的衬套，以过盈压入或螺纹拧入或焊至原零件上，然后加工至配合尺寸，使配合性质达到要求。2）既恢复配合性质又恢复零件形状和尺寸的修理方法焊接修复法金属焊接是借原子间的扩散和连接作用使分离的金属焊件牢固地结合成整体的，根据焊接设备不同，焊接有气焊和电焊等，许多断裂和磨损零件多半是采用补焊和堆焊方法修复的，有些零件在焊后再经过车、磨削加工，以达到恢复原几何形状和尺寸。补铸法滑动轴承的巴氏合金磨损到限后，将残余合金熔渠去，重新浇铸上新的巴氏合金的工艺过程叫做补铸法。用此法可以完全恢复旧滑动轴承的性能标准。电镀（电刷镀、电涂镀）法电镀是利用直流电通过电解液时发生电化学反应，实现

34、金属在镀件表面上沉积的过程。喷涂和喷焊喷涂是把熔化的材料微粒用高速气流喷敷在已经准备好的粗糙零件的表面上，形成一层比较牢固的机械结合层。喷焊工艺是在喷涂工艺基础上发展起来的，它是将喷涂层再行重熔处理，而在零件表面获得一层类似堆焊性能的涂层。粘接与粘补法粘接是利用粘接剂与零件之间所起的化学、物理和机械等综合作用力来粘接零件或粘补零件的裂纹、孔洞、磨损等缺陷的一种修复工艺。（3） 机械的拆卸、装配、清洗和检验1)机械的拆卸拆卸前的准备工作a、工作场地要宽敞明亮、平整、清洁。b、拆卸工具准备齐全，规格合适。c、按不同用途准备好放置零件的台架、分隔盆、油桶等机械的拆卸的基本原则a、根据机型和有关资料能

35、清楚其结构特点和装配关系，然后确定分解拆卸的方法、步骤。b、正确选用工具和设备，当分解遇到困难时要先查明原因，采取适当方法解决，不允许猛打乱敲,防止损坏零件和工具，更不能用量具、钳子代替手锤而造成损坏。c、在拆卸有规定方向、记号的零件或组合件时，应记清方向和记号，若失去标记应重新标记。d、为避免拆下的零件损坏或丢失，应按零件大小和精度不同分别存放，按拆卸顺序摆放，精密重要零件专门存放保管。e、拆下的螺栓、螺母等在不影响修理的情况下应装回原位，以免丢失和便于装配。f、按需拆卸，对个别不拆卸即可判断其状况良好的可不拆卸，一方面可节约时间和劳力，另一方面可避免拆装过程中损坏和降低零件装配精度。但对需

36、拆卸的零件一定要拆，不可图省事而马虎了事，致使修理质量得不到保证。2）机械的装配机械装配工艺是决定机械修理质量得重要环节，因此必须做到：被装配的零件本身必须达到规定的技术要求，任何不合格的零件都不能装配。为此零件装配前必须经过严格检验。必须选择正确的配合方法以满足配合精度的要求。机械修理的大量工作是恢复相互配合件的配合精度，可采取选配、修配、调整等方法来满足这一要求。配合间隙需考虑热胀的影响，对于由不同膨胀系数的材料构成的配合件，当装配时的环境温度于工作时的温度相差较大时，由此引起的间隙改变应进行补偿。2）机械的装配机械装配工艺是决定机械修理质量得重要环节，因此必须做到：被装配的零件本身必须达

37、到规定的技术要求，任何不合格的零件都不能装配。为此零件装配前必须经过严格检验。必须选择正确的配合方法以满足配合精度的要求。机械修理的大量工作是恢复相互配合件的配合精度，可采取选配、修配、调整等方法来满足这一要求。配合间隙需考虑热胀的影响，对于由不同膨胀系数的材料构成的配合件，当装配时的环境温度于工作时的温度相差较大时，由此引起的间隙改变应进行补偿。3）机械的清洗与检验机械的清洗 a.清除油污油污是油脂和尘土、铁锈等的粘附物，它不融入水，但融入有机剂。除用机械法去污外，还可用化学法或电化学法去除。化学除油污法,包括有机溶剂除油污（如汽油、煤油、柴油、丙酮等）和碱性溶液除油污（如苛性钠、碳酸钠、硅

38、酸钠磷酸钠等）。碱性溶液除油污清洗时提高溶液温度和进行搅拌能加快除油效果，一般可加热到80左右，洗后应用热水冲洗，并用压缩空气吹干。电化学除油污法，利用电解时两电极产生气泡的机械搅拌和剥离作用使油脂脱离零件表面的方法叫电化学除油污法。该法有速度快，效率高，除油彻底等优点。机械的检验检验的内容如下：a.零件检验包括零件的几何精度检验，如零件的尺寸、形状；零件表面质量的检验：如表面粗糙度、表面损伤及其它缺陷等；零件的力学性能检验：如零件的强度、硬度、零件的平衡性，弹簧的刚度等；零件隐藏缺陷的检验：如空洞、加渣、微观裂纹等。b.装配检验如零件与零件的相对位置、配合件的间隙或过盈量；并列轴间的平衡度、

39、前后轴间的同轴度等等。c.整机检验整机检验即整机技术状况的检验。包括机械的工作能力，动力经济性能等，检验的方法有检视法、测量法、探测法等。 检视法，此法仅凭眼看、手摸、耳听来检验和判断，简单可行，应用广泛，又分为目测法、敲击法、比较法等。目测法是对零件表面损伤如毛糙、沟槽、裂纹、刮伤、剥落（脱皮）、断裂以及零件较大和明显变形、严重磨损、表面退火和烧蚀等都通过目视或借助放大镜观察确定。还有像刚性联轴节的漆膜破裂、弹性联轴器的错位、螺纹连接和铆接密封添漆膜的破裂等也可用目测判断。敲击法是对于机壳类零件不明显的裂纹、轴承合金与底瓦的结合情况等，可通过敲击听音清脆还是沙哑来判断好坏。比较法是用新的标准

40、零件与被检测的零件相比较来鉴定被检零件的技术状况。如弹簧的自由长度、链条的长度、滚动轴承的质量等等。测量法，零件磨损或变形后会引起尺寸和形状的改变，或因疲劳而引起技术性能（如弹性）下降等。可通过测量工具和仪器进行测量并对照允许标准，确定是否继续使用，还是待修或报废。例如对滚动轴承间隙的测量、温升的测量、对齿轮磨损量的测量、对弹簧弹性大小的测量等。探测法，对于零件的隐藏缺陷特别是重要零件的细微缺陷的检测，对于保证修理质量和使用安全具有重要意义，必须认真进行，主要有渗透显示法、荧光显示法、探伤法等。渗透显示法是将清洗干净的零件浸入煤油中或柴油中片刻，取出后将表面擦干，撒上一层滑石粉，然后用小锤轻敲

41、零件的非工作面，如果零件有裂纹时，由于震动使浸入裂纹的油渗出，而使裂纹处的滑石粉显现黄色线痕。荧光显示法是先将被检验零件表面洗净，用紫外线灯照射预热10分钟，使工件表面在紫外线灯下观察呈深紫色，然后用荧光显示液均匀涂在零件工作表面上，即可显示出黄绿色缺陷痕迹。探伤法是磁粉探伤检验、超声波检验、射线照相检验。主要用来测定零件内部缺陷及焊缝质量等。（3）转子的平衡1)转子不平衡的种类静不平衡：转子上不平衡的重量能综合成为一个使转子旋转时只产生一个离心力，而且可在静力状态下确定，则称为静不平衡。动不平衡：如果在一个转子上能综合出两个大小相等，方向相反，但不在同一直径上的不平衡重量，则转子虽在静态能获

42、得平衡，但在旋转时会产生一个不平衡的力偶，这个力偶不能在静力状态下确定只能在动态下确定，则成为动不平衡。混合不平衡：如果在一个转子上，既有静不平衡，又有动不平衡，就称为混合不平衡。2)转子的平衡为了消除转子上的不平衡力或力偶，必须测出不平衡质量所在的方位和大小，然后设法予以平衡之，这种操作过程就称作转子找平衡。一般可分为静平衡和动平衡两种。静平衡：凡在静态下可以测得转子不平衡质量及方位又能通过去重或加重的方法消除转子的偏重而使转子达到平衡的方法叫静平衡。动平衡：凡是只能在动态下测定转子不平衡质量所在的方位，以及确定平衡质量应加的位置与大小，这种找平衡的方法称为动平衡。动平衡不但能消除动不平衡的

43、力偶，而且能消除静不平衡的离心力，所以它可运用于找各种柱状及锥状转子的平衡。（5）设备的整体检验设备的整体检验是机械设备修竣后一次全面的质量鉴定，是保证机械设备交付使用后具有良好性能和安全可靠性等的重要环节。整体检验包括空载试运转、负荷试运转试运转后检查等步骤。对重要设备还需要进行压力试验和致密性试验。1)空载试运转：首先检查各部连接、紧固、润滑、密封、运转情况、试验操纵系统、调节控制系统、安全装置的动作和作用，并作适当的调整，同时检查各类仪表的指示情况是否符合规定标准。对于未进行总成性能试验的，要分部试运转，试运转中发现的故障及非正常声响、温升、跳动等未经消除不得进行负荷试验。2)负荷试运转

44、：负荷试运转是在空载试运转正常之后进行。通过负荷试运转确定机械的动力性能、经济性能、运转状况及操纵、调整、控制和安全装置的作用是否达到运行要求。3)试运转后检查：在负荷试运转后必须对各部位有无变形、松动、过热、破损等进行积极检查，同时检查有关部位的密封性、摩擦面的接触情况等。4)设备的压力试验与致密性试验：液压试验：通常用来检查焊缝、连接部位的致密性和强度。一般采用水作为介质，故又称为水压试验。气压试验：对于因机构原因或容器内不允许有微量残液存在的容器，以气压试验检测。致密性试验：对于各种储存气体或液体的压力容器，应进行焊缝致密性试验，以保证无泄漏。通常可采用气密性试验、煤油渗漏试验和氨渗透试

45、验等方法。机器人底座固定螺栓每三个月检查一次，保证机器人连接牢固，避免因机器人频繁运动，导致螺栓松动。3、轴承部件维护（1）滚动轴承的安装和拆卸一般轴承由于内圈与轴颈配合较紧，安装时，大尺寸的轴承，可用压力机在内圈上加压的办法，使其紧套在轴颈上。中、小尺寸的轴承可用手锤和套筒安装。为了提高装配质量，可用热套的办法，利用热胀冷缩现象，将轴承在热油中加热后安装在轴颈上。为了便于拆卸，内圈在轴肩上、外圈在套筒内应留出足够的高度，以便放入拆卸工具的钩头。（2）滚动轴承的润滑和密封1）滚动轴承的润滑常用的润滑剂有润滑油和润滑脂两种。当轴的圆周速度小于45m/s时，一般都采用润滑脂。填入轴承中的润滑脂的量

46、要合适，一般填充轴承空腔的1/31/2。在安装轴承处有润滑油时，如减速器内有润滑齿轮的油，或整台机器有集中供油装置，也可采用润滑油来润滑轴承。润滑油的牌号要按主要零件的要求来选取，润滑油的量要合适。当采用浸油润滑时，油面高度不应超过轴承最下面滚动体的中心线。当采用飞溅润滑时，溅油零件的圆周速度不应低于3m/s，以保证有足够浓度的油雾。2）滚动轴承的密封密封的作用是防止灰尘、水分、杂质等侵入轴承，也阻止润滑剂流失。密封装置的种类很多，常见的形式有：毛毡圈式密封；皮碗式密封；油沟式密封；迷宫式密封；旋转挡圈式密封；混合式密封。（3）轴承的检修1）关于轴承热装的方法。 因轴承在生产时,里面有杂质,有

47、金属屑，并且安装现场也不一定洁净，故在油槽下方放槽钢或上铺金属网，然后放轴承，使油浸过轴承，轴承先在机油中加热，加热到5060时，把轴承上下翻转一下，把杂质去除，国产轴承到90时往外拿，进口轴承到100时往外拿（国产轴承不能超过100，进口轴承不能超过110），安装时稍微过盈一点不要紧，装轴时，拿木棒或铜棒敲击内圈；装套时，敲外圈。2）轴承热装后注意事项：安装完后，扳动一下外圈，旋转到夹角最大，再合拢摆正。若是轴承内有杂质时，较难摆正。当往轴承座落时，用塞尺塞轴承与轴承座间隙。找一下轴的同心度，垂直度。当无问题时，合箱。（压盖经验之法：合箱合紧后，螺丝再回转1/4或1/2圈，最大3/4圈）合箱

48、后几个人用手转轴，转动最好。然后加油，一次加满，使油镜看不见油线，把放油孔放开，放油，使油线在1/2到2/3油位之间,再一次保证油箱清洁。检查无误可开机，转动十几分钟后，停机检查，均无误后，再正式开机。3）保持架的作用是导向。铜保的散热好，轻度变形后能自动恢复。钢保轴承在安装时注意，因为它不能自动恢复，对安装要求很严，但使用寿命比铜保长。（4）轴承部件保养经常注意油位，及时补充油液，别缺油。根据油质好坏，及时换油，新轴承开始使用时需换两次机油；停机时用汽油或柴油洗轴承，然后换新机油。缺油、油满对轴承的损坏，最后结果都是一样的。油位高时，不能保证足够的散热空间。油位低时，不能保证足够的润滑和散热

49、。运转中轴承的定期润滑保养。润滑脂润滑，轴承的再润滑最好是在计划的设备停机期间实施，并定期进行补充，同时，将旧油脂清除掉或经由泄油空将旧油脂挤出去。在加入新鲜油脂以前应将注油嘴擦拭干净。如果轴承箱没有注油嘴，则应打开轴承箱盖或端盖，以便取出旧油脂，清理后，补充相同型号的新鲜油脂。润滑油润滑，定期检查润滑油的油位和油质，一般情况下，正常油位应为设备油位视窗或标示的1/2-2/3范围内。补油方式为油杯的，其显示的油位只代表补油能力，而轴承箱油位是满足运行要求的，油杯中油位低于其总容积的1/4可考虑补油。检查和补油方法，取出少量的润滑油作为样品和新鲜的润滑油进行比较，有能力的单位可考虑进行油质化验，

50、以确保油质合格。如果样品看似云雾状，那么可能是与水混合的结果，也就是大家常说的油乳化，此时应该更换润滑油。如果样品程变暗的颜色或变浓稠，那么可能表示润滑油已经开始碳化，应将旧润滑油进行彻底更换。如果可能的话，使用新鲜的润滑油对油路进行冲洗。更换润滑油时，应确保所更换的润滑油新、旧型号相同，并补充之满足要求的油位。使用油浴式的润滑系统，如果油温在60（140F）以下，且润滑油没有受到污染，则一年更换一次润滑油即可。如果油温在60-100（140-210F），则一年需要更换四次润滑油。如果油温在100-120（210-250F），则每月需要更换一次润滑油。如果油温在120（250F）以上，则每周需

51、要更换一次润滑油。 正确的安装和保养是轴承正常运行的重要因素，同时，必须注意保持轴承的清洁度。轴承必须防止受到污染物及湿气的污染，必须有正确的安装和润滑。另外，轴承配列的设计、油封的状况、润滑剂的形式及更换周期和专门的保养同样扮演着重要的角色，都必须加以关注。（5）滚动轴承的简易诊断1）用听诊法对滚动轴承进行监测。用听诊法对滚动轴承工作状态进行监测的常用工具是木柄长螺钉旋具，也可以使用外径为20mm左右的硬塑料管。相对而言，使用电子听诊器进行监测，更有利于提高监测的可靠性。滚动轴承正常工作状态的声响特点 滚动轴承处于正常工作状态时，运转平稳、轻快，无停滞现象，发生的声响和谐而无杂音，可听到均匀

52、而连续的“哗哗”声，或者较低的“轰轰”声。噪声强度不大。异常声响所反映的轴承故障a.轴承发出均匀而连续的“咝咝”声，这种声音由滚动体在内外圈中旋转而产生，包含有与转速无关的不规则的金属振动声响。一般表现为轴承内加脂量不足，应进行补充。若设备停机时间过长，特别是在冬季的低温情况下，轴承运转中有时会发出“咝咝沙沙”的声音，这与轴承径向间隙变小、润滑脂工作针入度变小有关。应适当调整轴承间隙，更换针入度大一点的新润滑脂。b.轴承在连续的“哗哗”声中发出均匀的周期性“嗬罗”声，这种声音是由于滚动体和内外圈滚道出现伤痕、沟槽、锈蚀斑而引起的。声响的周期与轴承的转速成正比。应对轴承进行更换。c.轴承发出不连

53、续的“梗梗”声，这种声音是由于保持架或内外圈破裂而引起的。必须立即停机更换轴承。d.轴承发出不规律、不均匀的“嚓嚓”声，这种声音是由于轴承内落入铁屑、砂粒等杂质而引起的。声响强度较小，与转数没有联系。应对轴承进行清洗，重新加脂或换油。e.轴承发出连续而不规则的“沙沙”声，这种声音一般与轴承的内圈与轴配合过松或者外圈与轴承孔配合过松有关系。声响强度较大时，应对轴承的配合关系进行检查，发现问题及时修理。f.轴承发出连续刺耳啸叫声，这种声音是由于轴承润滑不良或缺油造成干摩擦，或滚动体局部接触过紧，如内外圈滚道偏斜，轴承内外圈配合过紧等情况而引起的。应及时对轴承进行检查，找出问题，对症处理。使用电子听

54、诊器进行监测的要求a.监听过程中，尽可能选用同类监测点，或者工作状况接近的监测点进行声响对比，发现异常都应作为有缺陷看待，必须进行深入检查。对于单台设备，为了克服无可比性的缺点，可以将监测点在正常状态下的声响录音，作为以后监测的对比依据。b.要正确选择监测点的部位，待测的振动方向应与传感器的敏感方向一致，使测量方向为振动强度最大的方向。传感器与被测面应成直角，误差要求控制在10以内。 c.要求测量面干净平整，做到无锈迹、无油漆，并将下凹部分打磨，使之光滑平整。d.压向探针的测量力以10-20N为宜，如图4-14所示。图4-14 轴承电子听诊器2）用测量法对滚动轴承进行监测通过测量轴承运转中的温

55、升情况，一般很难监测轴承所出现的疲劳剥落、裂纹或压痕等局部性损伤，特别是在损伤的初期阶段几乎不可能发现什么问题。当轴承在长期正常运转以后，出现温度升高现象时，一般所反映的问题不但已经相当严重，而且会迅速发展，造成轴承损坏故障。这时候，间断性的监测往往会造成漏监情况。监测中若发现轴承的温度超过70-80，应立即停机检查。对于新安装或者重新调整的滚动轴承，通过测温法，监测其在规定时间内的温升情况，可以判断轴承的安装与调整质量，尤其间隙过紧时会出现温升过高的现象。发现问题及时调整，有利于延长滚动轴承的使用寿命。4、减速机维护减速器是一种封闭在箱体内的传动装置，它由齿轮或蜗轮蜗杆等组成，可以用来改变两

56、轴之间的转速与转矩，在工程中得到广泛应用。减速器主要由箱体、齿轮、轴、轴承等组成。六轴工业机器人的减速机都是精密级减速机。通常在减速器中多采用滚动轴承，并且通过带垫片的轴承盖调节轴承的间隙。为了便于查看齿轮的啮合情况和向箱体内注入润滑油，在箱盖上开有视孔，视孔有视孔盖盖住。视孔盖上常安置有透气塞，当箱体内的空气因温度上升而膨胀时，可以由此排出。减速器的润滑是保证减速器正常工作的重要条件。它可以减少齿轮和轴承接触面上的摩擦和磨损，同时也可以散热、防锈和减轻噪音。减速箱齿轮常用的润滑方式是将齿轮浸浴在油池中，让润滑油被带到啮合表面进行润滑，为了防止搅动时功率损失过大，齿轮浸入油池的深度不宜过深。通

57、常浸入12个齿高。低速级齿轮顶圆距箱底不应低于3050mm左右，以避免池底油泥杂物被带到齿面上来。当齿轮速度较高时，齿圈上的润滑油被甩到箱壁上，并因飞溅而形成油雾，而轴承可以直接被油雾所润滑。当齿轮速度较低时，可通过开在箱座上的油沟把甩到箱盖上的油汇集后流进轴承中进行润滑。当齿轮的圆周速度过高时，必须采用喷油循环润滑，即润滑油由油泵经油管送到需要润滑处进行润滑。如果齿轮速度很低，则可用润滑脂来润滑轴承。为了检查箱内润滑油是否适量，应装有油标。在箱底附近还装有排油孔和油塞。5、密封泄漏原因及处理措施机械密封泄漏常见的原因及处理措施如表4-5所示。表4-5 机械密封泄漏常见的原因及处理措施故 障

58、现 象发 生 原 因处 理 措 施机械密封发生振动、发热、发烟、泄出磨损生成物端面宽度过大减小端面宽度、降低弹簧压力端面比压过大降低端面比压动静环面粗糙提高端面光洁度摩擦副配对不当更换动静环、合理配对冷却效果不好、润滑恶化加强冷却措施、改善润滑条件端面耐腐蚀、耐高温不良更换耐腐蚀、耐高温的动静环间歇性泄漏转子轴向窜动量太大、动环来不及补偿位移调整轴向窜动量泵本身操作不平稳、压力变动稳定泵的操作压力经常性泄漏泵轴振动严重停机检修，解决轴的窜动问题密封定位不准、摩擦副未贴紧调整定位摩擦表面损伤或摩擦面不平更换或研磨摩擦面密封圈与动环未贴紧检查或更换密封面弹簧力不够或弹簧力偏心调整或更换弹簧端盖固定

59、不正、产生偏移调整端盖紧固螺钉与轴垂直严重泄漏摩擦副损坏断裂检查更换动、静环固定环发生转动更换密封圈固定静环动环不能沿轴向浮动检查弹簧力和止推环是否卡住弹簧断掉换弹簧防转销断掉或失去作用换防转销停用后重新开动时泄漏摩擦面有结焦或水垢产生清洗密封件弹簧间有结晶或固体粒子清洗密封件-动环或止推环卡住调整-摩擦副表面磨损过快弹簧力过大端面比压过大更换弹簧密封介质不清洁加过滤装置弹簧压缩量过大调整弹簧6、电气控制系统日常维护电气控制系统是机器人的关键部分，主要包括伺服与检测装置、控制柜、电源和电气部件等，其日常维护包括以下几个方面： 定期检查电气部件，检查各插头、插座、电缆、各继电器触点是否出现接触不

60、良，短路层故障；检查各印制电路板是否干净；检查主电源变压器、各电机绝缘电路是否在1M以上。平时尽量少开控制柜门，保持柜内清洁。 伺服电动机的维护1）直流伺服电机存在电刷的磨损问题，为此对于直流伺服电机需要定期检查和更换直流电机电刷。每天在设备运行时的维护检查。在运行过程中要注意观察的各轴的速度；是否有异常的振动和噪声；是否有异常臭味；检查电动机的机壳和轴承的温度。定期维护。由于直流伺服电动机带有数对电刷，旋转时，电刷与换向器摩擦而逐渐磨损。电刷异常或过度磨损，会影响工作性能，所以对直流伺服电动机的日常维护也是相当必要的。定期检查和更换直流电机电刷。一般的工业机器人都有维护计划。2） 交流伺服电