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1、分析高精密立式磨床故障及優(yōu)化措施 摘 要：我國國產(chǎn)的高速高精度磨床在生產(chǎn)運(yùn)行過程中常有故障問題發(fā)生，不僅導(dǎo)致其精確度有所下降，同時對于生產(chǎn)的工期與企業(yè)所獲得經(jīng)濟(jì)利益也造成了極其不良的影響，此問題引起了我國相關(guān)部門的高度重視。為了有效的減少高速高密度磨床事故發(fā)生的概率，提高磨床的MTBF，提升產(chǎn)生質(zhì)量，提升企業(yè)的綜合能力，相關(guān)技術(shù)人員對多臺國產(chǎn)的磨床設(shè)備進(jìn)行跟蹤調(diào)查。對高速高精度磨床在使用過程中出現(xiàn)的故障類型以及造成的根本原因進(jìn)行調(diào)查，并且反復(fù)的深入研究。最終找出我國國產(chǎn)高速高精度磨床的生產(chǎn)技術(shù)缺陷所在，對其進(jìn)行優(yōu)化和改良，達(dá)到改善高速高精度磨床的質(zhì)量和使用性能的最終目的。 關(guān)鍵詞：高精密立式磨

2、床;機(jī)械故障;優(yōu)化措施 高精度立式磨床因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得到越來越多技術(shù)人員的青睞，因?yàn)樵撛O(shè)備可以對同一部件進(jìn)行多項(xiàng)削磨工作，同時加工速度快，尺寸精確，生產(chǎn)線穩(wěn)定。如今在我國航天領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域等多領(lǐng)域的高精度零部件加工中廣泛應(yīng)用。但是深入研究發(fā)現(xiàn)我國國產(chǎn)的高精度立式磨床再生產(chǎn)過程中常有機(jī)械故障發(fā)生，并沒有將磨床的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)良好的發(fā)揮出來。但是我國市場對于該設(shè)備有著較大的需求量，如果此問題不能得到良好的改善，會嚴(yán)重的影響我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，所以對于國產(chǎn)高精度立式磨床的優(yōu)化是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需求。下面就對此內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的闡述，希望對相應(yīng)的技術(shù)人員有所幫助，促進(jìn)我國高精度立式磨床的發(fā)展。 1 高精密磨床

3、的故障部位分析 1.1 高精密磨床故障統(tǒng)計 我國某科研機(jī)構(gòu)在二零一二年至二零一三年，相應(yīng)的科研人員對七臺高精度立式磨床進(jìn)行跟蹤調(diào)查，對其一年中的故障信息進(jìn)行收集和整理得出數(shù)據(jù)，一年中七臺機(jī)械設(shè)備共發(fā)生事故達(dá)九十四次。根據(jù)相關(guān)的規(guī)定了解到磨床設(shè)計應(yīng)用的目標(biāo)是故障發(fā)生的時間間隔盡可能的達(dá)到一千小時。根據(jù)收集的信息通過科學(xué)計算得知磨床在實(shí)際應(yīng)用過程的平均故障間隔為八百二十五點(diǎn)七小時，與既定的標(biāo)準(zhǔn)相差很遠(yuǎn)，所以對于機(jī)械設(shè)備的故障進(jìn)行研究是非常有價值的，尋找有效的改善措施促進(jìn)我國磨床生產(chǎn)應(yīng)用達(dá)到既定的標(biāo)準(zhǔn)。 1.2 高精密磨床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 該高精密磨床是立式床身設(shè)計，閉式靜壓轉(zhuǎn)臺、立磨頭、臥磨頭與X、Y

4、、Z軸一起實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動。因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能密集，更容易發(fā)生故障。下面就對該型磨床進(jìn)行FMECA（FailureMode，EffectsandCriticalitya-nalysis，故障模式影響及危害性分析）。 2 磨床的故障模式及危害度分析 2.1 高精密立式磨床子系統(tǒng)構(gòu)分析 對該型高精密磨床劃分子系統(tǒng)并定義代碼為：電氣子系統(tǒng)H、進(jìn)給子系統(tǒng)D、磨削子系統(tǒng)E、液壓子系統(tǒng)L、冷卻子系統(tǒng)G、潤滑子系統(tǒng)W和CNC子系統(tǒng)V。通過對該型磨床故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，并按照相關(guān)公式，計算出各子系統(tǒng)所發(fā)生故障的頻率、危害度CRI如表1所示。 2.2 故障模式及危害度分析 從FMECA結(jié)果可知該磨床電氣子系統(tǒng)V、進(jìn)

5、給子系統(tǒng)D、CNC子系統(tǒng)H是該磨床可靠性的薄弱環(huán)節(jié)。因此應(yīng)對這三個高危害度子系統(tǒng)進(jìn)行分析，找出影響磨床子系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵因素。 2.3 高精密磨床的故障原因分析 想要解決磨床的故障問題必須要找尋導(dǎo)致其故障發(fā)生的根本原因，同樣一項(xiàng)故障類型導(dǎo)致其發(fā)生的原因也是有多種的。下面就對危害較為嚴(yán)重的機(jī)械故障類型的原因進(jìn)行詳細(xì)的闡述。當(dāng)機(jī)床在工作過程中轉(zhuǎn)臺并不浮啟動時，可能是轉(zhuǎn)臺浮動間隙中存有其它的物質(zhì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)臺卡死，還可能是長時間機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)潤滑油缺少或是應(yīng)用潤滑油質(zhì)量沒有達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致機(jī)械轉(zhuǎn)臺內(nèi)部并沒有形成一定的油膜，軸瓦材料應(yīng)用不合理，也會導(dǎo)致該故障的發(fā)生。 第二個危害較為嚴(yán)重的故障時CNC系統(tǒng)元器件

6、損壞，第一點(diǎn)技術(shù)人員采購的電子元件質(zhì)量不合格，所以在應(yīng)用時直接損壞，第二點(diǎn)是購買的元器件屬于市場淘汰產(chǎn)品，第三點(diǎn)是因?yàn)樯a(chǎn)環(huán)節(jié)存在問題，加工過程中存在較為頻繁的過壓、過載現(xiàn)象。 3 提高磨床可靠性的建議與措施 為提高磨床的可靠性，必須根據(jù)該磨床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、故障模式進(jìn)行故障分析，找出其薄弱環(huán)節(jié)及其故障發(fā)生原因;提出相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施并反饋給企業(yè)的設(shè)計、管理、制造裝配和銷售服務(wù)等部門，有效地消除該型磨床的早期故障提高其的可靠性水平和市場競爭力。 3.1 針對轉(zhuǎn)臺不浮起的預(yù)防措施 及時清理轉(zhuǎn)臺內(nèi)部間隙的雜質(zhì)。選擇高質(zhì)量的潤滑油并定時更換潤滑油，采用開環(huán)形油槽，改善油膜的形成。對軸承的溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測

7、，若溫度過高則擴(kuò)張冷卻液的長度和面積，促進(jìn)潤滑油的流動，降低溫度。要對軸瓦材料巴氏合金進(jìn)行改良，在加熱的軸瓦上涂抹焊錫或純錫來控制軸瓦的溫度。使用質(zhì)量好可靠性高的罩殼防止切削液滲漏或泄露。 3.2 針對主軸抱死的預(yù)防措施 一般動靜壓軸承的軸瓦間隙在0.0080.025mm之間，若軸瓦是長式的，在考慮主軸抱死綜合誤差等因素以后，可取為0.0150.025mm?？刂坪弥鬏S轉(zhuǎn)速使其不要過高。定期檢查軸瓦間是不是有充足的潤滑油且潤滑油應(yīng)定期更換。對選用的軸瓦進(jìn)行精刮以清除毛刺，確保軸瓦達(dá)到規(guī)定的尺寸和表面粗糙度。確保軸瓦安裝時已清洗干凈、油內(nèi)沒有臟物。 3.3 針對CNC元器件損壞的預(yù)防措施 對外購件

8、進(jìn)行采購時要嚴(yán)格檢驗(yàn)控制好元器件的質(zhì)量。根據(jù)本文對該型磨床的FMECA結(jié)果對其進(jìn)行可靠性設(shè)計優(yōu)化，如降額設(shè)計、熱設(shè)計、簡化設(shè)計、環(huán)境防護(hù)設(shè)計等，并針對設(shè)計不合理的地方給予改進(jìn)。安裝過流、過壓、過載保護(hù)器;通過數(shù)控程序限制主軸轉(zhuǎn)速使其不要過高。對操作和維護(hù)人員進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)使用與維護(hù)方面的培訓(xùn)，確保定期的日常維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)和消除故障隱患。 3.4 提高磨床可靠性的一些措施 提高磨床的可靠性設(shè)計水平，在可靠性設(shè)計時要求工程師主動尋找故障，消除故障隱患。做好企業(yè)外購件質(zhì)量評估和供應(yīng)商選擇工作，綜合質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)因素選擇最好的供應(yīng)商。對制造加工和裝配工人開展可靠性培訓(xùn)，提高磨床的制造和裝配水平;簡化制造和裝配過程以減少工藝缺陷。建立以可靠性管理為核心的磨床質(zhì)量管理體系，對設(shè)計、制造、裝配、試驗(yàn)、售后服務(wù)等進(jìn)行有效的監(jiān)管。建立磨床的早期故障試驗(yàn)和消除體系。針對該磨床的故障分析結(jié)果，當(dāng)樣機(jī)試制完成后應(yīng)對這幾個高危害度子系統(tǒng)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，消除故障隱患，保證磨床較高的整機(jī)可靠性。 參考文獻(xiàn) 1鄒雪巍，劉傳金.淺談大型數(shù)控龍門導(dǎo)軌磨床關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢J.制造技術(shù)與機(jī)床，2012（1）. 2楊志偉，任工昌，孟勃敏.加工中心故障模式的可靠性分析J.組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2011（10）.第 5 頁 共 5 頁