数控车床干液压件经常出现的问题

数控机床故障诊断与维修

子项目4

构造系统和连接硬件

任务42

掌握润滑,冷却线路的正确连接,

能够分析液压系统一些常见故障

数控车床编程

案例分析

802C数控机床润滑,冷却线路原理图

构造系统和连接硬件

1

分析

2

操作过程

3

操作要点及注意事项

构造系统和连接硬件

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分析

1,润滑电机为两相,冷却电机为三相由断路器,接触器,热继电器组成

2,润滑电机上具有油压压力开关,油低液位检测开关

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操作过程

1,根据图纸画好接线图

2,根据接口信号把程序编制在某一子程序中

3,在机床不通电的情况下,连接好润滑冷却系统

4,检查线路

5,通电调试

构造系统和连接硬件

数控车床编程

操作要点

根据电机的功率选取1mm2的黑线作为连接线,为了安装拆除方便,在电箱的下方安排接线端子排,作为中转连接连接到电机上的线路为了防护的需求使用金属软管为了使电机上的接头牢靠用管接头进行连接润滑电机上具有油压压力开关,油低液位检测开关,这部分属于低压直流线路用绿色或者蓝色线进行连接

构造系统和连接硬件

1,观察导轨润滑油箱,油标,油量,及时添加润滑油

2,观察润滑泵定时启动及停止是否正常

4,定时清理池底,更换滤油器

5,控制油液污染,保持油液清洁

6,控制液压系统中油液的温升

7,控制液压系统的泄漏

润滑系统注意事项

3,清洗润滑液压泵,滤油器

构造系统和连接硬件

1,检查冷却水箱液面高度

3,冷却液太脏时要更换

冷却系统注意事项

2,经常清洗过滤器,清理水箱底部

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润滑系统相关知识点

机床润滑系统在机床整机中占有十分重要的位置,其设计,调试和维修保养,对于提高机床加工精度,延长机床使用寿命等都有着十分重要的作用现代机床导轨,丝杆等滑动副的润滑,基本上都是采用集中润滑系统集中润滑系统是由一个液压泵提供一定排量,一定压力的润滑油,为系统中所有的主,次油路上的分油器供油,而由分油器将油按所需油量分配到各润滑点;同时,由控制器完成润滑时间,次数的监控和故障报警以及停机等功能,以实现自动润滑的目的集中润滑系统的特点是定时,定量,准确,效率高,使用方便可靠,有利于提高机器寿命,保障使用性能

集中润滑系统按使用的润滑元件可分为阻尼式润滑系统,递进式润滑系统和容积式润滑系统

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数控车床润滑示意图

a)润滑部位及间隔时间b)润滑方法及材料

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金属切削机床(简称机床)是量大面广,品种繁多的设备,其结构特点,加工精度,自动化程度,工况条件及使用环境条件有很大差异,对润滑系统和使用的润滑剂有不同的要求具有如下特点:

①机床中的主要零部件多为典型机械零部件,标准化,通用化,系列化程度高例如滑动轴承,滚动轴承,齿轮,蜗轮副,滚动及滑动导轨,螺旋传动副(丝杠螺母副),离合器,液压系统,凸轮等等,润滑情况各不相同

②机床的使用环境条件 机床通常安装在室内环境中使用,夏季环境温度最高为40℃,冬季气温低于0℃时多采取供暖方式使环境温度高于5-10℃,高精度机床要求恒温空调环境,一般在20℃上下但由于不少机床的精度要求和自动化程度较高,对润滑油的粘度,抗氧化性(使用寿清洁度的要求较严格

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③机床的工况条件不同类型和不同规格尺寸的机床,甚至在同一种机床上由于加工件的情况不同,工况条件有很大不同对润滑的要求有所不同例如高速内圆磨床的砂轮主轴轴承与重型车床的重载,低速主轴轴承对润滑方法和润滑剂的要求有很大不同前者需要使用油雾或油/气润滑系统润滑,使用较低粘度的润滑油,而后者则需用油浴或压力循环润滑系统润滑,使用较高粘度的油品

④润滑油品与润滑冷却液,橡胶密封件,油漆材料等的适应性在大多数机床上使用了润滑冷却液,在润滑油中,常常由于混入冷却液而使油品乳化及变质,机件生锈等,使橡胶密封件膨胀变形,使零件表面油漆涂层起泡,剥落因此应考虑润滑油品与润滑冷却液,橡胶密封件,油漆材料的适应性,防止漏油等特别是随着机床自动化程度的提高,在一些自动化和数控机床上使用了润滑/冷却通用油,既可作润滑油,也可作为润滑冷却液使用

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⑤采用润滑脂润滑的滚珠丝杠,每一个半年清洗丝杠上的旧润滑脂,换上新的润滑脂;用润滑油润滑的滚珠丝杠,每次机床工作前加油一次

⑥定期对油箱内的油进行检查,过滤,更换;检查冷却器和加热器的工作性能,控制油温;

定期检查更换密封件,防止液压系统泄漏;定期检查清洗或更换液压件,滤芯;定期检查清洗油箱和管路;严格执行日常点检制度,检查系统的泄漏,噪声,振动,压力,温度等是否正常

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润滑系统的检测装置

润滑系统中除了因油料消耗,油箱油过少而使润滑系统供油不足外,常见的故障还有油泵失效,供油管路堵塞,分流器工作不正常,漏油严重等因此,在润滑系统中设置了下述检测装置,用于对润滑泵的工作状态实施监控,避免机床在缺油状态下工作,影响机床性能和使用寿命

①过载检测 在润滑泵的供电回路中使用过载保护元件,并将其热过载触点作为PMC系统的输入信号,一旦润滑泵出现过载,PMC系统即可检测到并加以处理,使机床立即停止运行

②油面检测 润滑油为消耗品,因此机床工作一段时间后,润滑泵油箱内润滑油会逐渐减少如果操作人员没有及时添加,当油箱内润滑油到达最低油位,油面检测开关随即动作,并将此信号传送给PMC系统进行处理

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③压力检测 机床采用递进式集中润滑系统,只要系统工作正常,每个润滑点都能保证得到预定的润滑剂一旦润滑泵本身工作不正常,失效,或者是供油回路中有一处出现供油管路堵塞,漏油等情况,系统中的压力就会显现异常根据这个特点,设计时在润滑泵出口处安装压力检测开关,并将此开关信号输入PMC系统,在每次润滑泵工作后,检查系统内的压力,一旦发现异常则立即停止机床工作,并产生报警信号

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润滑泵的工作状态可分成三类,分别设置润滑泵工作时间和频率

①开机初始阶段 机床开机,润滑泵即刻开始工作,连续供油一段时间,此时润滑泵工作的时间T1比正常状态下的要长,以便在短时间内提供足够润滑油,使机床导轨上迅速形成一层油膜润滑泵运行时间由PMC程序中的TMRB指令设定与TMR指令不同,由TMRB设定的时间,用户不能随意修改调整

②加工运行阶段 机床开机以后,经过空载运行预热后,进入稳定工作状态此后,控制系统控制润滑泵间歇工作,以保证机床导轨能够得到定期,定量的润滑润滑泵每次工作的时间和其停止的时间由PMC程序中的TMR指令设定TMR设定的时间参数,用户可以在PMC数据窗口中根据需要适当调整

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③暂停阶段 工件待加工或加工完毕时,机床往往处于暂停工作状态,润滑油的需求量相应减少,因此,需要及时调整控制方式,适当延长润滑泵停止工作的时间,以减少其工作频率,从而减少油品消耗此时,润滑泵工作的时间T2和停止的时间T3均使用TMRB指令设定,同样,不可以随意修改这两个时间参数

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润滑报警信号的处理

1,压力异常 数控机床中润滑系统为间歇供油工作方式因此,润滑系统中的压力采用定期检查方式,即在润滑泵每次工作以后检查如果出现故障,如漏油,油泵失效,油路堵塞,润滑系统内的压力就会突然下降或升高,此时应立即强制机床停止运行,进行检查,以免事态扩大

2,油面过低 以往习惯的处理方法是将" 油面过低"信号与" 压力异常"报警信号归为一类,作为紧急停止信号一旦PMC系统接收到上述信号,机床立即进入紧急停止状态,同时让伺服系统断电但是,与润滑系统因油路堵塞或漏油现象而造成" 压力异常"的情况不同,如果润滑泵油箱内油不够,短时间不至于影响机床的性能,无需立即使机床停止工作但是,出现此现象后,控制系统应及时显示相应的信息,提醒操作人员及时添加润滑油

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如果操作人员没有在规定时间内予以补充,系统就会控制机床立即进入暂停状态只有及时补给润滑油后,才允许操作人员运行机床,继续中断的工作针对"油面过低"信号,这样的处理方法可以避免发生不必要的停机,减少辅助加工时间,特别是在加工大型模具的时候在设计时,我们将" 油面过低"信号归为电气控制系统" 进给暂停"类信号,采用"提醒——警告——暂停,禁止自动运行"的报警处理方式一旦油箱内油过少,不仅在操作面板上有红色指示灯提示,在屏幕上也同时显示警告信息,提醒操作人员如果该信号在规定的时间内没有消失,则让机床迅速进入进给暂停状态,此时暂停机床进行任何自动操作操作人员往油箱内添加足够的润滑油后,只需要按"循环启动"按钮,就可以解除此状态,让机床继续暂停前的加工操作

构造系统和连接硬件

1,液压泵不供油或油量不足

2,液压泵有异常噪声或压力下降

4,系统及工作压力低,运动部件爬行

5,导轨润滑不良

6,滚珠丝杠润滑不良

润滑系统常见故障

3,液压泵发热,油温过高

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故障原因

液压泵不供油或油量不足造成的原因可能是:

压力调节弹簧过松

流量调节螺钉调节不当,定子偏心方向相反

液压泵转向相反

油的粘度过高,使叶片运动不灵活

液压泵转速太低,叶片不能甩出

油量不足,吸油管露出油面吸入空气

吸油管堵塞

进油口漏气

叶片在转子槽内卡死

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故障原因

液压泵有异常噪声或压力下降造成的原因可能是:

油量不足,滤油器露出油面

吸油管吸入空气

回油管高出油面,空气进入油池

进油口滤油器容量不足

滤油器局部堵塞

液压泵转速过高或液压泵装反

液压泵与电动机联接同轴度差

定子和叶片磨损,轴承和轴损坏

泵与其他机械共振

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数控车床编程

故障原因

液压泵发热,油温过高造成的原因可能是:

液压泵工作压力超载

吸油管和系统回油管距离太近

油箱油量不足

摩擦引起机械损失,泄漏引起容积损失

压力过高

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故障原因

系统及工作压力低,运动部件爬行造成的原因可能是:

泄漏

导轨润滑不良造成的原因可能是:

分油器堵塞

油管破裂或渗漏

没有气体动力源

油路堵塞

滚珠丝杠润滑不良造成的原因可能是:

分油管是否分油

油管是否堵塞

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冷却系统相关知识点

机床的冷却系统主要是对加工中的刀具,零件进行冷却,使用切削液浇注在切削区,通过切削液的热传导,对流和汽化等方式,把切屑,工件和刀具上的热量带走,降低了切削温度,起到冷却作用,从而有效地减小了工艺系统的热变形,减少了刀具磨损冷却装置安装在后床腿内,冷却液由冷却泵经管路送至床鞍,再由床鞍经管路至滑板,再由刀架上的喷嘴送出

冷却液冷却性能的好坏,取决于它的导热系数,比热容,汽化热,汽化速度,流量和流速等一般来说,水基冷却液冷却性能好,而油基冷却液差冷却液同时还具有一定的润滑性

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数控车床编程

构造系统和连接硬件

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冷却液的普遍使用方法是浇注法,特点是使用方便,但流速慢,压力低,难于直接渗透入切削区的高温处,影响冷却液的效果此外还有高压冷却法,喷雾冷却法 (如图)

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冷却系统常见故障分析

机床油泵,冷却泵不能启动或启动后没有油,冷却液输出,造成的原因可能是:

①输入,输出板或回路出现故障

②电机电源相序不正确,如果油泵,冷却泵直接使用的是普通三相交流电机,有可能是因为电机电源进线相序搞反,造成电机的反转,致使油或冷却液不能正常输出

构造系统和连接硬件

工程机械液压系统油液的工作温度在30~80℃的范围内较好，此时液压元件的效率最高，液压油的抗氧化性处于最佳状态。如果工作温度超过80℃以上，即视为油温过高。

1、油温过高时的主要后果

1)液压油的粘度降低

液压油粘度降低，液压元件及系统内油液的泄漏量将增加，液压泵的容积效率降低；油液流经节流小孔或隙缝式阀口的流量增大，使原来调好的工作速度发生变化，特别对液压随动系统，影响工作稳定性，降低工作精度；粘度降低后相对运动零件表面的润滑油膜变薄，会增加机械磨损。

2)使油液的氧化速度加快

导致液压油变质，降低其使用寿命。析出的沥青等沉淀物还会堵塞小孔和缝隙，影响液压系统正常工作。

3)使液压元件产生热变形

液压阀类元件受热后膨胀，使其配合间隙减小，影响阀芯的移动，增加磨损，甚至卡住。

4)使密封装置迅速老化变质，丧失密封性能。

2、油温过高的原因

引起油温过高的原因很多，有液压系统设计不正确造成的，如液压油箱容积太小，散热面积不够；液压系统中没有泄荷回路，停止工作时油泵仍在高压溢流；液压元件选择不当，压力损失太大；油管细长，弯曲过多等。也有制造上的问题，如液压元件加工、装配精度不高，相对运动件之间摩擦发热过多，或泄漏严重，容积损失太大等。

从使用、维护角度来看，油温过高的原因有以下几点:

1)液压油箱中油位较低，使液压系统中的油液没有足够的循环、冷却条件。

2)液压油粘度不合适或液压油变质。粘度过大，油液流动的阻力大，能量损失大，温度升高；粘度小，粘温特性不好，泄漏增加，靠液压油润滑的运动零件表面油膜难以形成，润滑特性下降，运动阻力增加；油液变质，使油泵容积效率降低，并破坏相对运动零件表面间的油膜，使阻力增加，摩擦损失增加，油温升高。工程机械液压系统油液的工作温度在30~80℃的范围内较好，此时液压元件的效率最高，液压油的抗氧化性处于最佳状态。如果工作温度超过80℃以上，即视为油温过高。

1、油温过高时的主要后果

1)液压油的粘度降低

液压油粘度降低，液压元件及系统内油液的泄漏量将增加，液压泵的容积效率降低；油液流经节流小孔或隙缝式阀口的流量增大，使原来调好的工作速度发生变化，特别对液压随动系统，影响工作稳定性，降低工作精度；粘度降低后相对运动零件表面的润滑油膜变薄，会增加机械磨损。

2)使油液的氧化速度加快

导致液压油变质，降低其使用寿命。析出的沥青等沉淀物还会堵塞小孔和缝隙，影响液压系统正常工作。

3)使液压元件产生热变形

液压阀类元件受热后膨胀，使其配合间隙减小，影响阀芯的移动，增加磨损，甚至卡住。

4)使密封装置迅速老化变质，丧失密封性能。

2、油温过高的原因

引起油温过高的原因很多，有液压系统设计不正确造成的，如液压油箱容积太小，散热面积不够；液压系统中没有泄荷回路，停止工作时油泵仍在高压溢流；液压元件选择不当，压力损失太大；油管细长，弯曲过多等。也有制造上的问题，如液压元件加工、装配精度不高，相对运动件之间摩擦发热过多，或泄漏严重，容积损失太大等。

从使用、维护角度来看，油温过高的原因有以下几点:

1)液压油箱中油位较低，使液压系统中的油液没有足够的循环、冷却条件。

2)液压油粘度不合适或液压油变质。粘度过大，油液流动的阻力大，能量损失大，温度升高；粘度小，粘温特性不好，泄漏增加，靠液压油润滑的运动零件表面油膜难以形成，润滑特性下降，运动阻力增加；油液变质，使油泵容积效率降低，并破坏相对运动零件表面间的油膜，使阻力增加，摩擦损失增加，油温升高。

液压油的温度对油泵的影响是很大的，如果油温过高，油的粘稠度降低就会增加油泵的内泄量这样容积效率就低了压力也会出现不稳定或压力降低的情况，而且温度太高后油膜就没有保护作用了，这样就容易造成油泵磨损，造成油泵损坏。温度太低了也不行，温度低油的粘稠度就会高，油的粘稠度太高会造成油泵的自吸性不好，或出现吸空的现象，

原因分析及解决办法：

1、发动机机油存储量过少，造成润滑系统无油或少油，从而造成机油压力低。解决办法：补加油。

2、机油脏或粘稠导致机油泵不能将机油有效吸入、泵出，造成机油压力低或无压力。解决办法：换油。　　

3、机油稀或因发动机温度高造成机油变稀，会从发动机的各摩擦副间隙中泄漏，造成机油压力低。解决办法：换油或检修冷却系。　　

4、机油油管漏油，机油泵损坏或其零部件磨损超标都会导致机油的吸入、泵出量减少，或根本无量，从而导致机油压力低或无压力。解决办法：检修。　　

5、曲轴与大小瓦之间的间隙超标导致机油泄漏，造成机油压力低。解决办法：检修。

6、限压阀或泄压阀弹簧过软或发卡或钢珠损伤造成阀的功能消失或减弱导致机油压力降低。解决办法：更换检修。　

7、机油感应塞、压力表或电路故障导致机油压力低。解决办法：更换检查。