大型机床低速爬行故障实例分析
2019-03-15
王峰
（东方电机有限公司）
摘 要：本文是根据生产现场实践经验，结合机床改造实例，对大型机床出现的常见爬行故障进行分析并提出相应的消除措施，这对机床的维护保养和改进有重大的现实意义。
关键词：静压导轨；爬行；润滑；措施
0 引言
我公司一台英国1958年生产的RMB（10″）大型镗床，1967年投入使用。由于使用年限过久，虽有良好的维护保养，但由于使用过程中零部件不可避免的会出现磨损，至使该机床常出现故障，.特别是其立柱运动的低速运行经常出现较为严重的爬行现象。使得零件加工精度降低，严重时甚至造成零件报废。
大、重型机床的爬行故障原因很多，运动副的润滑、静压系统故障和油质问题都有可能引起爬行的发生，应视实际情况处理。
1 机床爬行故障的危害和原因
机床出现爬行时，使导轨运动不均匀，从而降低了定位精度和灵敏度，这会严重影响工件表面加工质量，甚至于导致被加工零件的报废；此外还会造成机床运动副的加速磨损；爬行严重时，会使机床失去加工能力。
许多专家学者和工业界的同行们通过大量实验和实践经验，提出了一些假说来解释爬行原因，但对爬行的本质和机理，却各有理论。对于此类集机、电、液等先进技术于一体的机械加工设备，产生爬行的因素是很复杂很综合的，机床的机、电、液中任何一个环节出现问题都有可能引起机床爬行，而实际工况中如何消除爬行故障与机床使用维护保养有很大的关系，极为典型的是金属切屑对运动副导轨拉伤到液压油品质等问题对机床爬行故障的起因。
2 实际工况下爬行故障分析
2.1引起爬行故障的原因
在设计制造机床时，它的传动机构刚性和工作台导轨承载能力是能都达到使用要求的，出现爬行在实际工作中我们主要考虑的是人力不可控或不容易控制的因素，这主要体现在机床导轨副的精度和静压系统两方面。
机床使用时维护保养不好如刮屑板损坏使金属切屑直接进入两导轨面之间或液压油杂质未过滤完全，都很容易造成导轨面拉伤导轨磨损后表面精度不够，低速运动状态下，摩擦力增大而驱动力不足，致使工作台不能保持平稳的运行进而出现爬行故障。
另外，静压导轨是依靠静压油腔在两导轨面之间形成具有一定强度的压力油膜，使导轨面间形成液体摩擦减小了摩擦因数，达到使工作台平稳运行的目的。但若导轨面间缺油，致使没有形成油膜或油膜厚度不够，出现干摩擦负载加大，低速运行状态下驱动力不足，机床便出现爬行故障。另外，导轨磨损或静压油腔被破坏均会使油腔不能很好的封油，使液压油膜不达标或者形成不了油膜；而液压油质变坏粘度降低，使静压油膜刚度不够，托不起负载，也是机床出现低速爬行故障的一个原因。
2.2爬行故障的消除措施
对于导轨磨损导致机床爬行，首先我们要及时对拉伤导轨进行修复，对于不同程度磨损采用不同的修复方法：拉伤较轻时，先用刮刀刮研高点，再用研磨膏通过油石研磨；若拉伤较深无法直接刮研修复完好，则需用耐磨涂料修涂拉伤表面，再刮研使导轨各项精度指标达标；若导轨面磨损严重，无法直接用人工刮研修复时可以用导轨焊接修复，也可对拉伤导轨进行机械加工，去除拉伤表面层，再对整个导轨面进行表面淬火热处理，保证一定的淬硬层后可重新使用。
3 实例
对我单位RMB10″镗床低速运行状态进行检测，然后对出现的爬行故障进行分析并制定相应的修理方案。
检测：用百分表检测导轨爬行故障。在百分表上观察指针的运动状况，发现指针不是连续匀速的转动，而是时快时慢，时有停顿的运转，即说明机床出现了低速爬行故障。再用百分表测导轨面液压油膜厚度，发现油膜厚度不达标。由此知道液压油膜厚度不达标是引起机床低速爬行故障的原因。
检查：将机床床身导轨护罩打开，发现静导轨面出现拉伤，然后再将立柱吊开，拆下下滑台，检查下滑台导轨（动导轨）的拉伤磨损情况，发现静压油腔被破坏。静导轨面拉伤和静压油腔破坏使油腔不能很好地封油。然后，将此静压导轨系统执行件薄膜阀拆下，把所有薄膜阀去油管去掉，从同一进油管处给油，发现各薄膜阀的出油量并不一样，说明由于长时间的使用薄膜阀已经失灵。导致不能按给定压力向静压油腔给油，使机床导轨面出现缺油少油。Z后，由于机床液压油经常更换，使用过程中有过滤装置及制冷机降温，所以可以排除液压油变质的因素。
措施：修复床身导轨，并对立柱导轨进行粘结新导轨板和更换薄膜阀处理，来改善机床低速爬行问题。
（1）对床身导轨采用上述修复方法即可；
（2）用聚四氟乙烯导轨板代替原动导轨面，将PTFE导轨板粘接在动导轨上后，保证平面度后在导轨板上加工出静压油腔。金属导轨动静摩擦因数之差大，容易产生爬行故障。现在动导轨上面粘结摩擦因数小的聚四氟乙烯导轨板，PTFE具有摩擦因数低、高润滑、抗磨损、耐老化、耐腐蚀、使用寿命长等特点。使用这种导轨机床具有良好的微动进给定位和良好的精度保持性，由于PTFE的低摩擦因数和高润滑性能，机床功率消耗也得到降低。同时，当出现导轨磨损和研拉伤时，主要是发生在立柱导轨面上，所以只要更换新的动导轨面便可，大大的方便了机床的维修；
（3）用多点分油器代替原执行件薄膜阀，改恒压为恒流。原薄膜阀由于使用时间过长，薄膜弹性变形不灵敏，便不能很好地根据静压反馈信息来控制供给静压腔的供油量，会导致工作台导轨油腔不能保持充足的油量，油膜分布不均，机床出现爬行故障。多点分油器可以很好地提高静压油膜的稳定性。
经过生产实践检验，由于新导轨材料的特性和静压系统稳定性的提高，使得机床运行更加平稳，与改造前对比改造后机床的低速爬行故障得到很大的改善。
来源：《山东工业技术》
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