導軌副的常見故障與排除

數(shù)控機床導軌副的類型與特點

1、滑動導軌

滑動導軌具有摩擦特性好、耐磨特性好、運動平穩(wěn)、工藝性好、速度較低等特點。數(shù)控機床所使用的滑動導軌材料為鑄鐵對塑料或鑲鋼對塑料滑動導軌。導軌塑料常用聚四氟乙烯導軌軟帶和環(huán)氧型耐磨導軌涂層兩類。聚四氟乙烯導軌軟帶的特點如下：（1）摩擦特性好。金屬一聚四氟乙烯導軌軟帶的動靜摩擦因素基本不變。（2）耐磨特性好。聚四氟乙烯導軌軟帶材料中含有青銅、二硫化銅和石墨，因此本身就具有自潤滑作用，對潤滑油的要求不高。此外，塑料質(zhì)地較軟，即使嵌入金屬碎屑、灰塵等，也不至損傷金屬導軌面和軟帶本身，可延長導軌副的使用壽命。（3）減振性好。塑料的阻尼性能好，其減振效果、消聲的性能較好，有利于提高運動速度。（4）工藝性好?？山档蛯φ迟N塑料金屬基體的硬度和表面質(zhì)量要求，而且塑料易于加工，使導軌副接觸面獲得優(yōu)良的表面質(zhì)量。聚四氟乙烯導軌軟帶被廣泛用于中小型數(shù)控機床的運動導軌中。2、滾動導軌滾動導軌有多種形式，目前數(shù)控機床常用的滾動導軌為直線滾動導軌。 直線滾動導軌主要由導軌體、滑塊、滾柱或滾珠、保持器、端蓋等組成。當滑塊與導軌體相對移動時，滾動體在導軌體和滑塊之間的圓弧直槽內(nèi)滾動，并通過端蓋內(nèi)的滾道，從工作負荷區(qū)到非工作負荷區(qū)、然后再滾動回工作負荷區(qū)，如此不斷循環(huán)，從而把導軌體和滑塊之間的移動變成滾動體的滾動。為防止灰塵和臟物進入導軌滾道，滑塊兩端及下部均裝有塑料密封墊，滑塊上還有潤滑油杯。 直線滾動導軌的安裝形式可以水平、豎直或傾斜，可以兩根或多根平行安裝，也可以把兩根或多根短導軌接長，以適應(yīng)各種行程和用途的需要。 導軌和滑塊座與側(cè)基面靠上定位臺階后，應(yīng)先從另一面頂緊然后再固定。用緊定螺釘頂緊然后再用螺釘固定；用楔塊頂緊，用螺釘固定；用壓板頂緊，也可在壓板上再加緊固螺釘；導軌的側(cè)基準是裝配式，工藝性較好；在同一平面內(nèi)平行安裝兩副導軌，該方法適用于有沖擊和振動，精度要求較高的場合，數(shù)控機床滾動導軌的安裝，多數(shù)采用此方法。 安裝前必須檢查導軌是否有合格證，是否碰傷或銹蝕，將防銹油清洗干凈，清除面的毛刺、撞擊凸起物及污物等；檢查裝配連接部位的螺栓孔是否吻合，如果發(fā)生錯位而強行擰入螺栓，將會降低運行精度。（1）導軌安裝步驟1）將導軌基準面緊靠機床裝配表面的側(cè)基面，對準螺孔，將導軌輕輕地用螺栓予以固定。2）安裝導軌側(cè)面的頂緊裝置，使導軌基準側(cè)面緊貼床身的側(cè)面。3）用力矩扳手擰緊導軌的安裝螺釘，從中間開始按交又順序向兩端擰緊。行擰入螺栓，將會降低運行精度。（2）滑塊座安裝步驟1）將工作臺置于滑塊座的平面上，并對準安裝螺釘孔，輕輕地壓緊。2）擰緊基準側(cè)滑塊座側(cè)面的壓緊裝置，使滑塊座基準側(cè)面緊貼工作臺的側(cè)基面。 3）按對角線順序擰緊基準側(cè)和非基準側(cè)滑塊座上的各個螺釘。 安裝完畢后，檢查其全行程內(nèi)運行是否輕便、靈活，有無阻滯現(xiàn)象；摩擦阻力在全行程內(nèi)不應(yīng)有明顯的變化。達到上述要求后，檢查工作臺的運行直線度、平行度是否符合要求。滾動導軌作為滾動摩擦副的一類，具有摩擦因數(shù)小、阻力小、精度高、壽命長、潤滑方便等特點，因此被廣泛應(yīng)用于精密機床、數(shù)控機床、測量機和測量儀器上。滾動導軌副的主要缺點是抗沖擊載荷的能力較差，且滾動導軌副對灰塵屑末等較敏感，應(yīng)有良好的防護罩。3．液體靜壓導軌 液體靜壓導軌是將具有一定壓力的油液經(jīng)節(jié)流器輸送到導軌面的油腔，形成承載油膜，將相互接觸的金屬表面隔開，實現(xiàn)液體摩擦。 這種導軌的摩擦因數(shù)小，機械效率高；由于導軌面間有一層油膜，吸振性好；導軌面不相互接觸，不會磨損，壽命長，而且在低速下運行也不易產(chǎn)生爬行。但靜壓導軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高。靜壓導軌按導軌形式可分為開式和閉式兩種，按供油方式分為恒壓（即定壓）供油和恒流（即定量）供油兩種。

以NXQ型皮囊式蓄能器為例說明蓄能器的故障現(xiàn)象及排除方法，其他類型的蓄能器可參考進行。

1．皮囊式蓄能器為何壓力下降嚴重，經(jīng)常需要補氣？

皮囊式蓄能器，皮囊的充氣閥為單向閥的形式，靠密封錐面密封(見圖1)。當蓄能器在工作過程中受到振動時，有可能使閥芯松動，使密封錐面1不密合，導致漏氣?；蛘唛y芯錐面上拉有溝槽，或者錐面上粘有污物，均可能導致漏氣。此時可在充氣閥的密封蓋4內(nèi)墊入厚3mm左右的硬橡膠墊5，以及采取修磨密封錐面使之密合等措施解決。

另外，如果出現(xiàn)閥芯上端螺母3松脫，或者彈簧2折斷或漏裝的情況，有可能使皮囊內(nèi)氮氣頃刻泄完。

1．密封錐面；2．彈簧；3．螺母；4．密封蓋；5．硬橡膠墊圖

圖1 蓄能器皮囊氣閥簡圖

2皮囊為何使用壽命短？

其影響因素有皮囊質(zhì)量，使用的工作介質(zhì)與皮囊材質(zhì)的相容性；或者有污物混入；選用的蓄能器公稱容量不合適(油口流速不能超過7m／s)；油溫太高或過低；作儲能用時，往復(fù)頻率是否超過1次／10秒，超過則壽命開始下降，若超過1次／3秒，則壽命急劇下降；安裝是否良好，配管設(shè)計是否合理等。

另外，為了保證蓄能器在最小工作壓力pl時能可靠工作，并避免皮囊在工作過程中常與蓄能器的菌型閥相碰撞，延長皮囊的使用壽命，充氣壓力p0一般應(yīng)在0.75~0.9pl的范圍內(nèi)選??；為避免在工作過程皮囊的收縮和膨脹的幅度過大而影響使用壽命，要讓p0＞25%p2（最大工作壓力），即要求pl＞33%p2。

3蓄能器為何不起作用？

產(chǎn)生原因主要是氣閥漏氣嚴重，皮囊內(nèi)根本無氮氣，以及皮囊破損進油。另外當p0＞p2，即最大工作壓力過低時，蓄能器完全喪失蓄能功能。為了更好地發(fā)揮蓄能器對脈動壓力的吸收作用，蓄能器與主管路分支點的連接管道要短，通徑要適當大些，并要安裝在靠近脈動源的位置。否則，它消除壓力脈動的效果就差，有時甚至會加劇壓力脈動。

4蓄能器為何吸收壓力脈動的效果差？

為了更好地發(fā)揮蓄能器對脈動壓力的吸收作用，蓄能器與主管路分支點的連接管道要短，通徑要適當大些，并要安裝在靠近脈動源的位置。否則，它消除壓力脈動的效果就差，有時甚至會加劇壓力脈動。

5蓄能器為何釋放出的流量穩(wěn)定性差，怎樣改進？

蓄能器充放液的瞬時流量是一個變量，特別是在大容量且Δp＝p2-pl范圍又較大的系統(tǒng)中，若得較恒定的和較大的瞬時流量時，可采用下述措施：

在蓄能器與執(zhí)行元件之間加入流量控制；

用幾個容量較小的蓄能器并聯(lián)，取代一個大容量蓄能器，并且?guī)讉€容量較小的蓄能器采用不同檔充氣壓力；

盡量減少工作壓力范圍Δp，也可以來用適當增大蓄能器結(jié)構(gòu)容積(公稱容積)的方法；

在一個工作循環(huán)中安排好有足夠的充液時間，減少充液期間系統(tǒng)其他部位的內(nèi)泄漏，使在充液時能器的壓力能迅速和確保能升到p2，再釋放能量。

表1為國產(chǎn)NXQ—L型皮囊式蓄能器的允許充放流量表。

表1NXQ—L型蓄能器允許充放流量表

6油箱為何噴油？

在實際操作當中，有時還會遇到油箱噴油的現(xiàn)象，這是由于蓄能器氣囊受壓破碎，大量氣泡進入油液中，使油液的可壓縮性增加，由于油液從高壓突然降為低壓，流回油箱的油液在箱內(nèi)急劇膨脹，油箱內(nèi)的壓力高于大氣壓，使油液混同空氣一起從通氣孔排出，從而出現(xiàn)噴油現(xiàn)象。

懷疑蓄能器出現(xiàn)故障時，首先應(yīng)檢查蓄能器的充氮壓力。

此外，如果充氮壓力過高，也會出現(xiàn)異常，因為充氮壓力過高，蓄能器貯存的油量太少，滿足不了油缸的用量，不能正常工作。