王东辉
（内蒙古工业大学工程训练中心，内蒙古呼和浩特　010051）

　　摘　要：数控机床的传动系统影响加工的精度，是衡量数控机床工作性能Z重要的指标之一，研究数控机床传动系统的结构，并分析其故障与维护手段具有积极的意义，论文将基于笔者的研究学习做简要的阐述。

　　关键词：数控机床、传动系统、故障
　　1、引言
　　数控技术是现代化机械制造的基础，也是衡量一个国家工业发展的重要指标，数控机床传动系统主要有主传动系统和进给系统，但是由于数控传动系统结构复杂，容易出现故障，给加工制造带来消极的影响。我国的数控机床技术发展较晚，与国外的先进水平存在一定的差距，加工的精度、可靠性、稳定性等方面存在不足，限制了加工制造的优化升级，本文将针对数控机床传动系统故障进行分析，为相关的研究提供参考。
　　2、数控机床传动系统的分析
　　2.1主传动系统
　　主传动系统主要有四类：电主轴、带有变速齿轮的主传动、经过一级变速的主传动、电动机与主轴直联的主传动。电主轴惯性小，重量轻，结构紧凑，可以提高启动、停止的响应特性，一般装备在高速数控机床上，有利于控制噪声和振动，但制造难度大，维护的成本高，并且主轴容易发生热变形，影响加工精度。带有变速齿轮的主传动，通过少数几对齿轮降速，分段无级变速，长装备在大中型数控机床上，具有低速大转矩的特点。经过一级变速的主传动，多用同步带或V带实现变速，结构简单，调试方便，但主轴调速范围受电动机调速范围的约束。电动机与主轴直联的主传动，结构紧凑，其主轴钻速和转矩输出与电动机的一致，使用上受到限制。
　　2.2进给传动系统
　　进给系统由闭环控制，有驱动单元、位置比较、放大元件、检测装置和机械传动装置等部分，其中的机械传动装置是关键环节，作为一个机械传动链，有丝杠螺母副、齿轮装置等中间传动装置，进给传动系统的结构包括联轴器、减速结构、滚珠丝杠螺母副等。联轴器起回转移传递扭矩和运动的装置，有电磁式、液力式和机械式，机械式应用Z为广泛，径向尺寸小，构造简单，但两轴要求严格对中，不允许有角度和径向偏差，使用受到一定限制。减速结构有同步齿形带和齿轮传动装置，同步齿形带利用带轮的轮齿和齿形带的齿形依次齿合传递动力和运动，具有齿轮传动、链传动和带传动的优点，并且传动的精度高、准确，无相对滑动，同步齿形带重量轻、强度高、厚度小，能用于高速传动；齿轮传动装置可以将高速的转矩的伺服电机的输出改变为低速大转矩的执行件的输入，如利用双片齿轮错齿法可以消除齿轮侧隙，与同步齿形带相比，在数控机床进给传动链系统中采用齿轮减速装置，能产生低频振荡，也常在减速机构中配置阻尼器来改善动态性能。滚珠丝杠螺母副可以提高进给系统的定位精度、灵敏度，防止爬行，行程不太长的直线云顶结构常采用滚珠丝杠副，传动效率高达85%-98%，摩擦角小于1度。
　　3、数控机床传动系统的故障研究
　　3.1数控机床主传动系统的故障诊断与维修
　　数控机床主传动系统的故障诊断分为故障调查、故障测试与排除。机械加工时，加工量不均匀、断续切削、运动部件不平衡等振动引起交变力和冲击力，导致主轴振动，影响加工精度，主轴受热发生热变形，降低了传动效率，破坏零部件之间的运动精度。主轴强力切削时导致传动带过松、停转主轴电动机等问题。主轴工作时由于部件平衡不良，振动过大，产生较大的噪声。主传动不良还会导致刀具无法夹紧，使主轴抓刀、夹紧装置无法到达正确位置；由于松刀液压缸压力和行程不足，刀具夹紧后不能松开。变档压力过大，轴承和齿轮损坏，齿轮受冲击产生破损要保持主轴部件具有较高的固有频率，可以进行循环润滑，清洗主轴箱，更换轴承等可以减少回转时的阻力，加入润滑油脂可以减少零部件的磨损。对于主轴出现强力切削导致振动和传动带过松等问题，可以用酒精和汽油进行擦洗，更换新的主轴传动带，调整离合器等加以排除。针对刀具无法夹紧的问题可以更换拉钉、碟形弹簧等加以排除。对于轴承和齿轮损坏，可以通过调整预紧力，并润滑加以排除。
　　3.2数控机床进给传动系统的故障诊断与维修
　　数控机床进给传动系统的故障分为几种，过载：进给传动系统的载荷过大，传动链润滑不良，频繁正反转，出现报警信息；超程，进给传动超过硬限位或软限位；窜动，接线接触不良、控制信号不稳定等导致窜动；振动，速度反馈存在故障、速度环增益过高，减速时间设定过小等会加剧振动；爬行，传动链的润滑不良、负载过大、伺服系统的增益过低、联轴器松动等导致爬行异常；伺服电动机不转，电磁制动故障、驱动单元故障、冷却润滑不满足条件、信号未接通等都会导致伺服电动机异常；漂移，当指令值为零时，坐标轴仍移动造成的位置误差等。对数控进给系统进行维修时，可以用模块交换法检查故障的转移情况，外接参考电压法确定伺服电机的故障等。
　　4、结束语
　　数控机床时机械加工的重要基础，研究传动系统中存在的故障，对于改善数控机床的传动系统具有重要的作用，相关的研究值得进一步的深入。
　　参考文献：
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来源：《城市建设理论研究（电子版）》2015年4期