加工中心主轴故障分析与维修
1. 案例1
故障现象：一台生产的型号为xh714d立式加工 中心，系统釆用fanuc 0/ mate- md,在执行主轴转动指令时， 无论设定多大转速，主轴均以3? 5r/min的速度转动，而且在机床 运行几分钟后，主轴停止转动， 系统并提示“主轴控制器未就 绪”报警，如图1所示。
故障分析与解决：笔者打开 机床电气柜，发现主轴控制器提 示“er-11”报警，如图2所示， 此报警为超载故障报警。产生此
故障的原因一般是由于电动机超 载运转、传动线路机械卡死和控 制器与主轴电动机配线线路断接 或短路等原因造成的。
首先关闭机床，用手转动主 轴，主轴传动链转动平稳，未见 异常情况；然后将主轴控制器与主轴电动机配线折下重新安装， 再次打开机器故障依然存在。
当笔者再次检查控制器到主 轴电动机配线时，发现主轴轴流 风机防护罩上已布满了灰尘，如 图3所示。经检查，轴流风机转子 由于机械故障无法转动，从而造成超载故障。笔者更换轴流风机 后，再次启动机床故障排除。
1. 案例2
故障现象：一台机床厂生产的型号为zxk50，采用 gsk980mdc系统经济型数控钻铣加工中心，出现“主轴低挡换 高挡失败，主轴不在高挡，请重新换挡”报警信息。
故障分析与解决：这台机床 不是通过变频器实现无级调速， 而是通过气缸带动滑移齿轮实现 主轴2级自动换挡功能，而气缸 是通过电磁阀来控制的，如图4 所示。也是说在气压正常的情况 下，出现此故障是由于气缸没有 动作或没有到位而造成的。
于是笔者通过手动操作电 磁阀，主轴换挡正常。从而可以 证明故障是由于电磁阀损坏造成 的。更换电磁阀后，故障排除。
2. 案例3
故障现象：同样一台机床厂生产的型号为zxk50,采用 gsk980mdc系统经济型数控钻 铣加工中心，由于主轴机械卡死 无法工作。
故障分析与解决：该机床主 要用来完成钻、铣、镗、扩孔和 攻螺纹等多工序的加工。初机 床在工作过程中，主轴时而伴随 有“吱吱”声，后来噪声越来越 大，从而造成主轴卡死。在现场 分析故障时，发现主轴轴头部分 需要定期加注高速润滑脂。询问 操作工人得知，机床已使用一年 左右，从来没有在此处加注高速 润滑脂。而且在主轴出现有噪声 时，似乎有金属粉末从主轴轴头 处落下。把主轴抬高确实发现主 轴轴头处有金属粉末。现在可以 确定是主轴前支撑轴承损坏造成 主轴机械卡死。从机床厂家提供 的主轴结构图中得知，主轴前支 撑配置高精度d3182112双列圆锥 滚子轴承与e8112推力球轴承组 合，d3182112双列圆锥滚子轴承 是提高主轴径向刚度，而e8112 推力球轴承承受轴向切削力。
笔者拆下主轴，发现前端两 个轴承由于没有定时加注高速润 滑脂已*损坏，如图5所示。更 换主轴前支撑的两个轴承后，主 轴转动正常，但换刀时主轴定向准停位置不正确，从而造成机床 无法换刀。
笔者查看主轴伺服驱动单元 使用手册，总结出进行定向的操 作流程如下：
上电后，调出监视菜单阴1^， 按©键显示_，符号“e”表 示主轴处于不确定的定向位置， 其值不能作为定向位置参考值。
确保伺服单元使能已经断 开，将主轴慢慢调整到定向点， 然后记录下yp_-sp。:，显示的位 置，写入参数pa103中，这一参 数就是定向位置。
主轴拆卸和安装注意事项：
(1) 主轴在拆卸过程中，要 牢记零部件拆卸的顺序及位置， 并用记号笔作标记，对于关键或 复杂部位可用手机或数码相机拍 照，防止在安装过程中出错。
(2) 主轴在安装前，应先查 看主轴各轴承的润滑情况；清洁 箱体与主轴有接触的部位，有锐 角的地方要注意去除。
(3) 在固定主轴于主轴箱 时，要使用扭力扳手，且锁紧力
(7 000n)必须一致，不能有倾 角出现。
(4) 特别要提醒操作工人， 要保证主轴各轴承的润滑情况， 并及时加注润滑油，确保机床正 常运行。
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故障现象：一台生产的型号为xh714d立式加工 中心，系统釆用fanuc 0/ mate- md,在执行主轴转动指令时， 无论设定多大转速，主轴均以3? 5r/min的速度转动，而且在机床 运行几分钟后，主轴停止转动， 系统并提示“主轴控制器未就 绪”报警，如图1所示。
故障分析与解决：笔者打开 机床电气柜，发现主轴控制器提 示“er-11”报警，如图2所示， 此报警为超载故障报警。产生此
故障的原因一般是由于电动机超 载运转、传动线路机械卡死和控 制器与主轴电动机配线线路断接 或短路等原因造成的。
首先关闭机床，用手转动主 轴，主轴传动链转动平稳，未见 异常情况；然后将主轴控制器与主轴电动机配线折下重新安装， 再次打开机器故障依然存在。
当笔者再次检查控制器到主 轴电动机配线时，发现主轴轴流 风机防护罩上已布满了灰尘，如 图3所示。经检查，轴流风机转子 由于机械故障无法转动，从而造成超载故障。笔者更换轴流风机 后，再次启动机床故障排除。
1. 案例2
故障现象：一台机床厂生产的型号为zxk50，采用 gsk980mdc系统经济型数控钻铣加工中心，出现“主轴低挡换 高挡失败，主轴不在高挡，请重新换挡”报警信息。
故障分析与解决：这台机床 不是通过变频器实现无级调速， 而是通过气缸带动滑移齿轮实现 主轴2级自动换挡功能，而气缸 是通过电磁阀来控制的，如图4 所示。也是说在气压正常的情况 下，出现此故障是由于气缸没有 动作或没有到位而造成的。
于是笔者通过手动操作电 磁阀，主轴换挡正常。从而可以 证明故障是由于电磁阀损坏造成 的。更换电磁阀后，故障排除。
2. 案例3
故障现象：同样一台机床厂生产的型号为zxk50,采用 gsk980mdc系统经济型数控钻 铣加工中心，由于主轴机械卡死 无法工作。
故障分析与解决：该机床主 要用来完成钻、铣、镗、扩孔和 攻螺纹等多工序的加工。初机 床在工作过程中，主轴时而伴随 有“吱吱”声，后来噪声越来越 大，从而造成主轴卡死。在现场 分析故障时，发现主轴轴头部分 需要定期加注高速润滑脂。询问 操作工人得知，机床已使用一年 左右，从来没有在此处加注高速 润滑脂。而且在主轴出现有噪声 时，似乎有金属粉末从主轴轴头 处落下。把主轴抬高确实发现主 轴轴头处有金属粉末。现在可以 确定是主轴前支撑轴承损坏造成 主轴机械卡死。从机床厂家提供 的主轴结构图中得知，主轴前支 撑配置高精度d3182112双列圆锥 滚子轴承与e8112推力球轴承组 合，d3182112双列圆锥滚子轴承 是提高主轴径向刚度，而e8112 推力球轴承承受轴向切削力。
笔者拆下主轴，发现前端两 个轴承由于没有定时加注高速润 滑脂已*损坏，如图5所示。更 换主轴前支撑的两个轴承后，主 轴转动正常，但换刀时主轴定向准停位置不正确，从而造成机床 无法换刀。
笔者查看主轴伺服驱动单元 使用手册，总结出进行定向的操 作流程如下：
上电后，调出监视菜单阴1^， 按©键显示_，符号“e”表 示主轴处于不确定的定向位置， 其值不能作为定向位置参考值。
确保伺服单元使能已经断 开，将主轴慢慢调整到定向点， 然后记录下yp_-sp。:，显示的位 置，写入参数pa103中，这一参 数就是定向位置。
主轴拆卸和安装注意事项：
(1) 主轴在拆卸过程中，要 牢记零部件拆卸的顺序及位置， 并用记号笔作标记，对于关键或 复杂部位可用手机或数码相机拍 照，防止在安装过程中出错。
(2) 主轴在安装前，应先查 看主轴各轴承的润滑情况；清洁 箱体与主轴有接触的部位，有锐 角的地方要注意去除。
(3) 在固定主轴于主轴箱 时，要使用扭力扳手，且锁紧力
(7 000n)必须一致，不能有倾 角出现。
(4) 特别要提醒操作工人， 要保证主轴各轴承的润滑情况， 并及时加注润滑油，确保机床正 常运行。
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