机械设备维护常见故障分析——以机床精度维护对加工产品质量的影响为例

熊 芬 (荆州市工业学校，湖北 荆州 434100)

刘学章 (四机赛瓦石油钻采设备有限公司，湖北 荆州 434024)

机械设备维护常见故障分析
——以机床精度维护对加工产品质量的影响为例

熊 芬 (荆州市工业学校，湖北 荆州 434100)

刘学章 (四机赛瓦石油钻采设备有限公司，湖北 荆州 434024)

对机械设备维护时常见的故障，如机械设备转子的旋转不平衡、转子不对中、零部件松动、各种形式的摩擦等进行了分析，阐述了机床精度维护所遇到的问题及机床精度对加工产品质量的影响，并提出了机床净度维护的一些措施。为防止机械设备发生故障和及时修复机械设备故障，需要对机械设备加强管理、监测、检查和维护，其中，机床精度是确保加工产品质量的重要因素，保持机床检查维护制度是保证机床精度的重要环节。

机械设备；故障；维护；机床；精度

机械设备是各类机加工生产的重要手断，它们每天都在不停地运转，都存不同程度的故障。为防止机械设备发生故障和及时修复机械设备故障，需要对机械设备加强管理、监测、检查和维护。掌握并测量机械设备的信息，通过手动、耳听各种信号判断机械设备的运行状况，这对于机械设备是否出现故障与如何维护是十分重要的。下面对机械设备维护常见故障进行分析，并就机床精度维护对加工产品质量的影响进行相关探讨。

1 常见故障

1)旋转不平衡 机械设备转子的旋转不平衡，引起的旋转轴弯曲振动或转子振动，使轴承间隙变化、油膜消失形成干摩擦或轴承系统遭到破坏；同时齿轮局部啮合应力加大，加速齿轮磨损，是旋转机械不平衡引起的常发故障。这种不平衡主要是由于旋转机械转轴上各种零部件的材质不均匀引起的，包括材料中存在气孔、砂眼产生的加工误差，零部件装配时出现偏心，机械零部件长期运转产生的不均匀磨损、腐蚀、变形、松、脱等，都会导致零件发生质心偏移，从而产生不平衡振动。产生不平衡振动的要素主要有：转子的质量，质心到两轴承连线的距离(即偏心距)，转子的旋转角速度，一个物体作用于另一物体上的力。当上述各要素大小方向发生变化时，就会造成质心不平衡，就会引起振动。现场发现，主要零部件如产生径向和轴向不平衡，一般会出现径向振动比轴向振动要大，这是因为不平衡产生的离心力作用方向垂直于转子轴线方向所致，且在径向振动中水平方向大于垂直方向。

2)转子不对中 ①一转子与另一转子联接时不对中，即两转子轴心不在同一条轴线上；②转子轴颈与两端轴承座孔不对中，即转子轴心与轴承座心不在同一条轴线上；③转子轴线与轴承孔端面倾钭不对中，即转子轴线与轴承座端面不垂直；④转子轴两端轴承孔或转子轴本身的同轴度误差大。由于转子不对中，转子轴将产生一个微小的附加变距，给轴承增加一种不平衡载荷，致使轴承负荷重新分配，形成非正常激励而引起振动；振动强烈时会导致轴承和联轴器损坏、转轴弯曲、各连接件断裂或弯曲变形；同时，转子与定子间因油膜失效而发生碰磨。振动大小与转子不对中形式有关，振动幅值与机械设备负荷有关，一般是随负荷增加而成正比增加。

3)零部件松动 ①地脚联接螺栓松动，即基础松动，后果是引起整个机械设备的振动，加速机械设备基础与各零部件的松动；②零部件之间正常的配合间隙被改变，配合间隙超差时就会引起零部件松动；③机械设备搬运过程中的摇摆运动，或某个结构断裂，或轴承座断裂，都会引起零部件的松动。由于松动通常引起如下故障：轴承座中轴承松动指跑外圈，过大的轴承间隙指轴承本身过渡磨损；轴径磨损指跑内圈，轴承座中的轴承衬套松动等，它们有很明显的且大于几倍的噪音并有非常明显的强力振动，使用机械效能和设备精度迅速下降。由松动引起的振动属非线性振动，其振动信号频率成分复杂，除具有基频外，还产生高频次谐波和分频振动；而且振动的方向特征很明显。

4)摩擦 ①转子与密封件的摩擦，会造成密封件磨损漏油；②电动机转子与定子的摩擦，会加大转子与定子之间的间隙，引起电动机振动，产生噪音，会加速转子与定子的磨损；③滚动轴承外圈与轴承孔、转轴与轴承内圈由于长时间运转摩擦，导致部件跳动、振动，产生噪音，引起设备运转精度降低；④因零部件松动而引起的各种摩擦，加速零部件的磨损。

摩擦一般引起非线性振动的频带范围较宽，会产生一倍至几倍的振动和噪音，常被认为是摩擦故障的重要标志。

2 机床精度维护所遇到的问题

实际生产过程中存在这样一个矛盾，产品质量要求愈高，对机床的精度要求也愈高。然而，现实加工过程中，对机床的精度检验手段和检验工具是不完备的，或者欠缺的很多。比方说，检验所有机床主轴线对导轨的平行度误差，首先需要有主轴检验棒，而生产加工单位不可能拥有各类机床的主轴芯棒，那么想要真实反映机床当前的精度状况是很难的。所得到的质量信息，只有在加工后才能得以反映出来，也就是说只能以加工出来的产品实际精度来衡量机床的精度状况。技术素质强的操作人员会说机床精度好，技术素质差点的操作人员会说机床精度差，众口不一，对机床的精度状态最终难下定论，机床究竟能保证多高的产品精度就是一个未知数。机床检验的薄弱环节给产品质量的提高带来诸多的不利因素，而现实工作条件下又无法解决。因此，引进高质量机床和保持机床的原始精度尤为重要。

3 机床精度对加工产品质量的影响

机床精度的维护和保养，对产品质量的提高有着深刻的影响。机床在使用过程中，由于零部件的磨损或变形，都可能造成零部件之间的某种失调，特别是润滑剂会逐渐赃污变质，某些联接螺栓可能出现松动等。机床加工出的产品达不到产品质量要求，说明机床发生故障的可能性增大。机床精度总是随着它的使用时间延长而逐渐降低。维护和保养能保持和延缓机床精度的下降速度，对保证产品合格率起到了积极的促进作用。

4 机床精度维护的措施

精度维护和保养是保持机床原始精度的唯一方法。维护和保养的内容很多，包括例保、月保、定期检查、调整和更换，严格执行设备巡回点检制度等。机床设备是加工零配件的武器，要切实搞好维护和保养，其实并非易事。

(1)机床操作人员要对机床加工原理和操作过程有一个全面的了解，对机床各部位的润滑点和润滑部位以及润滑性质都能够清楚明了。在这里有一点要提醒，既使比较熟练的操作人员也未必说得清机床有哪些润滑点，哪些润滑部位，因此，持证上岗就必须严格执行。只有得到了充分的润滑减少磨损，机床的几何精度、传动精度、定位精度才得以尽量保持原始状态，充分发挥机床的加工性能。

(2)定期检查、调整和更换。机床的运转、摩擦副之间的磨合会使机床各运动部位之间产生一定的变动或松动，对机床的几何精度、传动精度、定位精度或多或少会产生一定的影响。在现实检验条件下，对机床的水平、各传动件的间隙以及操作手柄要进行定期检查，该调整的调整，该更换的更换，这样就可以消除机床对产品产生的质量安全隐患。

(3)严格执行设备巡回点检制度，做到有问题及时发现，有问题及时解决，把设备安全隐患降低到最低限度。有了问题不能及时解决凑合着干，小问题逐渐变成大问题，不但加工出来的产品质量难以保证，机床的使用寿命也大为降低。巡回点检制度也是一个齐抓共管的事件，缺了哪一方面都不行，都不能把制度真正落实到实处。

[编辑] 洪云飞

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1673-1409(2013)22-0093-02

2013-05-24

熊芬(1976-)，女，工程师，现主要从事机械方面的教学与研究工作。