Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

Следящий привод подачи с замкнутой системой управления, получивший наибольшее применение в станках с ЧПУ, включает в себя (рис. 10) наряду с электронными блоками управления 1 и 2, электродвигатель 4 с тахогенератором 3, зубчатую передачу или редуктор 5, обеспечивающий снижение частоты вращения приводного вала и увеличение крутящего момента; передачу винт-гайка 6, 7, преобразующую вращательное движение в поступательное, перемещение рабочего органа 8 по направляющим 9 станка и систему обратной связи с измерительным преобразователем 10. Диагностика такой кинематической цепи заключается в проверке точности перемещения и зазоров в звеньях кинематической цепи.

Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

Коробка передач должна обеспечивать четкое переключение передач и отсутствие их самопроизвольного переключения. Износ шестерен приводит к возникновению шумов, а износ механизма переключения - к затруднительному переключению передач. Коробка передач (табл. 5) может проверяться на холостом ходу и при работе под нагрузкой.

Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

Крутящий момент от коробки передач к рабочему органу передается передачей винт-гайка. Основными неисправностями передачи, вызывающими шум, вибрацию и неточности, являются следующие: 1) деформация винта; 2) дисбаланс элементов крепления винта; 3) ослабление затяжки болтов крепления гайки шарикового винта; 4) недопустимый зазор между гайкой и винтом шарнирно-винтовой пары (ШВП); 5) повышенный зазор в подшипниках опор ШВП.

Износ деталей (корпусные детали, ходовые винты, пиноли, гильзы, шпиндели и др.) станков с ЧПУ при эксплуатации является причиной потери их работоспособности. Для определения износа в определенных местах используют два метода. При первом методе базами служат поверхности детали, которые проверяют микрометрированием. При измерении шеек и отверстий измерительным инструментом являются скобы и приборы с индикаторными головками. Износ ходовых винтов также можно измерить с помощью приборов индикаторного типа, износ зубьев шестерен - с помощью приборов эвольвентомеров, диаметр шариков в шариковых винтовых парах - микрометром.

Второй метод, так называемый метод искусственных баз заключается в том, что на изнашиваемые поверхности базовых деталей станка вращающимся твердосплавным роликом наносят лунки длиной l0 (рис. 11). По изменению размера лунки, т. е. по уменьшению ее глубины за время работы определяют величину износа.

Глубина лунки hi- связана с ее длиной li зависимостью hi = l2i/(8 r), где r - радиус ролика, мм. Лунки А наносят на направляющих токарно-винторезных станков в зоне наиболее изнашиваемых участков. Первую лунку наносят на расстоянии 200 мм от торца направляющих со стороны шпинделя, последующие - с интервалом 100 мм. Для станков с межцентровым расстоянием до 1 000 мм на каждую грань наносят по пять лунок (рис. 12, а).

Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

На продольно-фрезерных станках (рис. 12, б) при длине направляющих до 3000 мм наносят три лунки на расстоянии 150 мм друг от друга. При более длинных направляющих на каждых последующих полных или неполных 3000 мм наносят еще две лунки на расстоянии 200 мм друг от друга.

Предельно допустимый износ направляющих продольно-фрезерных станков Vmax δ (L0/L1), где δ - погрешность обработки деталей, длина направляющих станины, мм;L1 -  длина детали, мм.

Данный метод используют для определения износа направляющих и ходовых винтов; точность измерения ± 0,5 мкм. Для нанесения лунок и измерения износа направляющих применяют приборы ПВЛ-2 и МИБ-2. Для определения износа ходовых винтов и валов используют приборы ПВЛ-3 и МИБ-2. Направляющие являются основной изнашиваемой поверхностью базовых деталей станков. Лунки на направляющих должны наноситься посередине в направлении, перпендикулярном к движению по ним.

Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

Прибор для нанесения лунок ПВЛ-2 (рис. 13, а) устанавливают на поверхность базовой детали так, чтобы ролик 9, закрепленный на удлиненном валу 8 электродвигателя 7, соприкасался с поверхностью, на которую должна быть нанесена лунка. Выключателем 1 включают лампу осветителя 3 и электромагнит 2. Электромагнит жестко фиксирует положение прибора на поверхности. Затем наносят две-три капли окислителя. Включают электродвигатель, рукояткой 4 приближают ролик к поверхности базовой детали и подают его для „вытирания” лунки при повороте электродвигателя, установленного в центрах 6 кронштейна 5. Диаметр ролика 4...5 мм, время „вытирания” лунки 1 мин, частота вращения ролика 10 000 об/мин.

Прибор МИБ-2 для измерения лунок (рис. 13, б) представляет собой отсчетный микроскоп МИР-2 с микрометром 1. Основанием прибора служит постоянный магнит 12. Тубус 2, закрепленный в оправе 3, перемещается в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, параллельной основанию прибора, по направляющим 11, укрепленным на кронштейне 8, и направляющим, укрепленным на верхней плоскости основания. Продольная и поперечная подачи осуществляются с помощью винтов 9 и 13. Тубус перемещается с помощью кольца 4 и подвижной системы 7 в плоскости, перпендикулярной к основанию прибора. Постоянный магнит включается поворотом рукоятки 14, а лампа осветителя 6 - выключателем 10. Для облегчения наводки микроскопа на измеряемую лунку предусмотрена стрелка 5.

Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

Степень износа направляющих и деталей кинематических узлов приводов подач станков с ЧПУ можно оценить, контролируя равномерность поступательных движений рабочих органов в диапазоне скоростей 0,03 ... 10 000 мм/мин. Максимальная длина хода рабочего органа может достигать 20 м. Для контроля вращательного движения необходимы приборы, работающие в диапазоне частоты вращения 0,5 ... 3000 об/мин. Информацию о равномерности движения можно получить из сигналов тахогенератора, датчиков угловых перемещений.

Основным показателем работоспособности смазочной системы является постоянство давления масла в магистралях подачи. В исправной системе после пуска станка насос всасывает масло из резервуара и подает его через фильтр к местам смазывания. Для контроля работы насоса применяют реле давления, которое включает главный привод. При правильной работе смазочной системы контроль осуществляется через глазок визуально с помощью вращающегося диска, вставленного в маслоуказатель.

Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

При испытании смазочной системы и гидросистем управления используют методы, основанные на измерении давления, расхода жидкости, причем процессы, протекающие в этих системах, носят динамический и статистический характер.

Гидротестер позволяет производить измерение указанных параметров при двух или более установившихся режимах работы гидросистемы, а также определять пульсации давления на выходе диагностируемого насоса. Этот прибор может быть также использован для испытания предохранительных клапанов, распределителей, редукционных клапанов, станций гидропривода и т. д. Блок первичных преобразователей гидротестера (рис. 14), включает в себя турбинно-та- хометрический расходомер, тензорезисторный преобразователь давления, преобразователь температуры и плавнорегулируемый дроссель. Гидротестер включают между насосом и распределителем. Затем устанавливают минимальное давление и измеряют расход масла. Далее устанавливают номинальное давление и вновь контролируют указанный параметр. При настройке предохранительных клапанов плавно дросселируют поток, доведя давление до порога срабатывания клапана.

Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

Тензорезисторные датчики давления ЛХ-412 и ЛХ-415 предназначены для измерения быстроменяющегося давления жидких сред. Принцип действия и электрическая схема датчиков ЛХ-412 и ЛХ-415 одинаковые (рис. 15,а). Чувствительный элемент в датчике представляет собой цилиндрический стакан, на внутренней и наружной поверхности которого наклеены проволочные тензорезисторы, соединенные в мостовую схему (рис. 15,б). Сопротивление тензорезистора (700 ± 15) Ом. На контакты 2 и 4 мостовой диагонали подается напряжение питания постоянного тока (12 ± 2) В. Выходной сигнал с датчика (контакты 1 и 3) VH0M = 20 мВ подается на усилительно-преобразующую аппаратуру. Давление разделительной мембраны датчика преобразуется в усилие, которое передается на стакан, на котором наклеены тензоре- зисторы. Под действием усилия стакан деформируется, что воспринимается тензорезисторами. Изменение сопротивления тензорезисторов в мостовой схеме прибора преобразуется в выходной сигнал. Погрешность прибора ± 0,8 %.

Температура характеризует состояние узлов станка. Для измерения температуры жидкости в смазочной системе и гидросистеме целесообразно использовать термопары, имеющие линейную характеристику и погрешность 1,5 %.

Монтажная длина l ТСМ-6097 зависит от исполнения (рис. 16,а). Датчик температуры жидкости полупроводниковый (стабилитрон) использован в приборе ЭМДП-2. Чувствительным элементом датчика (рис. 16,б) является стабилитрон, установленный в полости трубки. Медная трубка диаметром 6 мм и длиной 300 мм является корпусом и позволяет измерять температуру масла.

Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

Диагностика и неисправности механических узлов и гидросистемы

Для измерения расхода масла применяют расходомеры: индукционные, тепловые, дросселирующие, тахометрические и др. Наибольшее распространение находят ротаметрические датчики типа КИ-12371 и тахометрические датчики. Датчик расхода жидкости КИ-12371 состоит из двух ротаметрических датчиков, электронного блока преобразования, стрелочного индикатора, соединительных шлангов и присоединительных штуцеров.

Принцип действия этих датчиков основан на измерении перепада давления, которое создается в корпусной трубке потоком, жидкости. Перепад давления уравновешивается перемещением тарельчатого поплавка. Таким образом, расход жидкости задает перемещение поплавка, которое преобразуется электронным блоком в электрический импульс определенной длительности.

Электронный блок обеспечивает линейную характеристику преобразователя. Диапазон измерения КИ-12371 2...70 л/ч, погрешность измерения ± 2,5 %, напряжение питания датчика 220 В переменного тока частотой 50 Гц. Датчик подключается в магистраль гидросистемы между насосом и магистралью распределения.

Смотрите также