T6925/1镗铣床主轴箱颤动故障分析

张顺廷 夏继良 于鸿赞 宫秀营

一、问题

T6925/1镗铣床主轴箱在240r/min以下转速自动上升走刀时，主轴箱不能启动，向下自动走刀正常；Ⅰ挡、Ⅱ挡手动快速上升、下降正常；主轴箱快速上升、下降自动走刀正常，只是上升时直流电机运转声音沉闷；主轴箱在320r/min左右向上移动时，主轴箱有颤动现象，向下移动时，无此颤动。

主轴箱基本传动结构：主轴箱自重30t,主轴箱配重平衡锤自重29t，中间用两根链条连接，15kW直流电机通过齿轮箱变比带动主轴箱转动。

以前主轴箱上升费劲，多数出现在滑枕补偿系统：1、链条调整过紧；2、补偿油压过高。

滑枕伸出补偿系统，是通过控制主轴箱配重平衡锤内油缸压力大小，来改变主轴箱升降前、后链条张力，达到对滑枕平行运动补偿目的。平衡锤内有2个油顶，滑枕伸出时，补偿油压升高，拉紧前链条，滑枕伸出越长，重量越是压在前链条上。滑枕不伸出时重量则压在后链条上。如果前链条过紧，主轴箱镶条与立柱导轨无间隙，15kW直流电机不能带动主轴箱。

二、查找故障

1.滑枕补偿系统泵站

镗铣床滑枕补偿系统通过先进的ATOS电液比例阀控制系统，一台高压泵站输出压力可调，数值为0～12MPa，最佳状态在3MPa。当时调整高压泵站输出油压在0～12MPa，主轴箱仍然出现上述故障，说明未找到故障点，故障不在补偿系统泵站上。

2.前链条松紧度调整

用插口扳手及手锤打紧（或调松）在平衡锤上的6个前链条螺丝，先后反复多次调整，未见到效果。

3.丝杠检查

在立柱下导轨处打一块百分表，主轴箱上下运动，监测丝杠跳动情况，经过检查丝杠跳动为0.08mm合格，对丝杠磨损情况检查，未发现有异常。

4.主轴箱齿轮箱检查

变动主轴箱Ⅰ挡、Ⅱ挡，齿轮箱离合器可变，检查各种齿轮、轴承及轴承润滑未发现问题。当主轴箱在Ⅰ挡位置时，用撬杠撬动主轴箱齿轮能撬动；当主轴箱在Ⅱ挡位置时，用撬杠撬动主轴箱齿轮很难能撬动，当时怀疑Ⅰ挡离合器与主传动轴因磨损抱死。拆下Ⅰ挡离合器，未发现问题，主轴箱齿轮箱无故障。

5.主轴箱镶条检修

调紧（或调松）主轴箱镶条，用塞尺检查镶条与立柱结合面间隙，同时上升主轴箱，主轴箱颤动仍存在，说明故障不在此。

6.主轴箱平衡锤导轨检查

当时怀疑平衡锤有卡阻或平衡锤起作用小。检查平衡锤导轨垂直度正常；检查每个固定与导轨接触的导轮，运转正常，未发现问题，29t平衡锤是起作用的。

7.平衡锤内油缸油顶检查

打开立柱侧面两个吊装圆孔，将平衡锤内油顶降至两个吊装圆孔处，检查两个油顶是否卡阻。通过滑枕伸出油顶伸出，滑枕补偿油压高，油顶伸出高，从而拉紧主轴箱前链条，通过观察两个油顶无卡阻。

8.丝杠上传动轴承检查

调松丝杠上传动轴承锁紧帽，主轴箱向上运动时，轴承内有响声，调紧锁紧帽故障未排除，故障点不在此处。

9.丝杠上下对合铜螺母检查

主轴箱上下对合铜锡锌铅青铜丝螺母，在主轴箱内，上端有一螺母润滑油管。如果上下对合螺母调整过紧，也会造成主轴箱负载过重。调松螺母，上述故障未排除。将主轴箱用2个垫墩支撑，松开把合上下对合螺母固定装置螺丝，慢慢向上点动，上下对合螺母可以从主轴箱内升出，如果螺母从丝杠上拆下，工作量很大，只好外部检查上下对合螺母，检查螺母同步性及检查螺母内是否有旷量，未发现有问题，通过理论分析属于正常。

10.主轴箱测速电机

用细砂纸磨掉换向器表面碳粉，用无水酒精清洗，或更换一台同型号的测速电机，上述故障未排除。

11.主轴箱电气控制线路检查

检测主轴箱直流驱动装置V57直流给定电压是0～10V可变；驱动装置输出直流电压0～380V可变化；主轴励磁电压直流158V正常；控制线路无异常。

12.主轴箱直流驱动装置V57检修

主轴箱驱动装置V57与立柱相同，对调两个装置检修装置内是否有故障，经过实际操作，两个装置驱动主轴箱时故障相同，这说明两个装置无故障。

13.主轴箱直流电机检修

主轴箱直流电机与立柱相同都是15kW，可以对调，型号Z4-132-2。为了防止电机测速机与电机驱动装置V57接成正反馈，拆解电机前标记好两台直流电机、测速机接线号。由于主轴箱测速机和立柱不同，发电量相差2倍，连接好电机线后，调大（或调小）电机驱动装置V57速度调节器A2板上速度反馈电位器R28（速度调节器速度反馈弱调节），在恒扭矩的情况下，装置输出电压在0～380V。

对调测速机时一定要用万用表校正好两台测速机极性是否一致，将指针万用表打到50V直流电压档，用手向同一个方向顺（或逆）时针转动，测量时红、黑表笔接触接线柱方向要一致，看指针万用表指针摆动方向是否一致（或看数字表万用表正、负极性）；若一致，连接线不动，连接测速机是负反馈；若不一致，将进入测速机的两根线对调。这样检测后，可防止对调的测速机与直流电机驱动装置接成正反馈。

由于主轴箱与立柱电机接线不同，当时还是将主轴箱测速机与装置接成了正反馈，再加上直流电机旁监控人员、镗铣床操作者及拉镗铣床总开关人员配合不默契，造成主轴箱电机高速运转，尽管按下镗铣床急停开关，同时也拉下总开关，但还是造成主轴箱测速机（型号ZYS-3A）因发电电压高而损坏。

更换测速机后，故障未排除，直流电机是好的。

14.丝杠、螺母润滑检查

丝杠、螺母润滑是通过滑座油泵向上打油，油压正常。主轴箱移动，丝杠向下摔油量较多，丝杠、螺母润滑应该没有问题，给维修人员造成了很大错觉。但关键是主轴箱出现此故障时，主轴箱丝杠、螺母没有润滑油。北方进入冬季，车间温度低，因此更换过润滑油，清洗了油泵过滤网，调整了油泵供给螺母调压阀，使丝杠、螺母润滑量加大，但润滑油油号由原来的32#改为15#，这一关键性的低级错误，使得镗铣床无法正常运转，导致主轴箱低速上升颤动。换回原来使用的32#机油，调大丝杠、螺丝母润滑油量，至此故障排除。

事后对此故障原因进行分析，由于所换油品黏度降低，润滑油又无法到达丝杠和螺母结合面上，使丝杠和螺母的结合面无法建立起油膜，如同无润滑状态。