[發(fā)明專利]一種臥式加工中心端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺早期故障檢測方法

有效

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• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102062700A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張根保;何文輝;李平;許智;涂林;王國強(qiáng);任顯林
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué);中國計(jì)量學(xué)院;四川普什寧江機(jī)床有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01M3/26;G01M13/02;G01M13/04
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 梁展湖;張先蕓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以激發(fā)早期機(jī)床故障為目的的故障檢測方法，尤其涉及一種作為臥式加工中心重要功能部件的端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺，針對它的機(jī)械、液壓部分進(jìn)行早期故障檢測的方法。

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背景技術(shù)

臥式加工中心機(jī)床是復(fù)雜的機(jī)、電、液、氣一體化系統(tǒng)，主要由機(jī)架、自動換刀裝置（有刀庫）、主軸系統(tǒng)、托盤交換系統(tǒng)、B軸轉(zhuǎn)臺及其他液壓、氣動與電控（數(shù)控系統(tǒng)）部分構(gòu)成。根據(jù)對機(jī)床進(jìn)行跟蹤統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，機(jī)床出廠后在使用過程中，其失效和出現(xiàn)故障的概率在時(shí)間上呈浴盆曲線分布。機(jī)床出廠之后存在一個(gè)早期失效期，這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，機(jī)床出現(xiàn)故障的概率較大，這種故障稱為早期故障。

在臥式加工中心機(jī)床中，端齒盤結(jié)構(gòu)的B軸轉(zhuǎn)臺是臥式加工中心機(jī)床的重要功能部件，它是機(jī)床加工時(shí)承載工件，并能繞B軸旋轉(zhuǎn)的工作臺，其主要結(jié)構(gòu)為電機(jī)通過蝸輪蝸桿副驅(qū)動轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)臺具有以液壓缸為動力的升降功能，轉(zhuǎn)臺升起時(shí)端齒盤脫離嚙合，此時(shí)轉(zhuǎn)臺可以旋轉(zhuǎn)到數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的角度，降下時(shí)上下端齒盤嚙合，嚙合的端齒盤使機(jī)床切削加工時(shí)轉(zhuǎn)臺鎖死，不再轉(zhuǎn)動。該功能部件要求轉(zhuǎn)臺升起時(shí)旋轉(zhuǎn)自如、升降靈活，噪聲小，轉(zhuǎn)臺降下時(shí)端齒盤嚙合可靠、準(zhǔn)確。作為臥式加工中心機(jī)床的重要功能部件，其可靠性對機(jī)床整機(jī)的可靠性影響極大，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，機(jī)床早期故障中很大部分出現(xiàn)在端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺上。

為此，通過試驗(yàn)對其進(jìn)行早期故障激發(fā)，以在將其裝進(jìn)機(jī)床整機(jī)前找到該功能部件的加工、裝配及設(shè)計(jì)引起的潛在缺陷，具有重要意義。目前，關(guān)于對臥式加工中心機(jī)床端齒盤結(jié)構(gòu)的B軸轉(zhuǎn)臺，進(jìn)行以激發(fā)早期故障為目的的可靠性試驗(yàn)方法還沒有，無法保證將其安裝到整機(jī)上的可靠性，因此也就無法保證臥式加工中心整機(jī)的可靠性。

故怎樣設(shè)計(jì)一種可以激發(fā)端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺早期故障，以在機(jī)床出廠前發(fā)現(xiàn)端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺潛在缺陷的早期故障檢測方法，成為本領(lǐng)域有待解決的問題。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對上述不足，提供一種可以激發(fā)端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺早期故障的臥式加工中心端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺早期故障檢測方法，從而找出端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺潛在缺陷，為提高出廠機(jī)床可靠性創(chuàng)造條件。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中采用了如下的技術(shù)方案：

一種臥式加工中心端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺早期故障檢測方法，其特點(diǎn)在于，包括以下步驟

（1）空載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)步驟：將性能、精度檢驗(yàn)合格的端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺部件直接裝入整機(jī)，連接好電氣線路和液壓管路，并運(yùn)行下述運(yùn)轉(zhuǎn)程序：①轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一周；②轉(zhuǎn)臺升起；③轉(zhuǎn)臺降下；重復(fù)①②③動作如此循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，持續(xù)2小時(shí)后停止，試驗(yàn)環(huán)境溫度為10℃～40℃；試驗(yàn)時(shí)不加負(fù)重載荷，旋轉(zhuǎn)速度為轉(zhuǎn)臺設(shè)計(jì)時(shí)的最高轉(zhuǎn)速，升降液壓壓力與流量按設(shè)計(jì)最大值選取，試驗(yàn)過程中監(jiān)測蝸輪蝸桿副安裝處垂直于工作臺面方向的振動加速度大小和基頻、液壓系統(tǒng)是否漏油和運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲情況，并按照以下判斷原則進(jìn)行判斷：如果監(jiān)測出蝸輪蝸桿副安裝處垂直于工作臺面方向的振動加速度峰值大于于0.2g、基頻大于0.1Hz或者基頻幅值超出－10dB～+10dB范圍，則判斷具有缺陷；發(fā)現(xiàn)要求液壓系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏、升降液壓缸壓力波動值超出－0.08MPa～+0.08MPa范圍，則判斷具有缺陷；

如步驟（1）未判斷出存在缺陷，則進(jìn)行下述步驟（2）；

（2）將負(fù)重塊安裝、固定到轉(zhuǎn)臺上，模擬加工時(shí)的切削工件，進(jìn)行大載荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)臺運(yùn)轉(zhuǎn)程序?yàn)椋孩俎D(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一周、②轉(zhuǎn)臺升起、延時(shí)5秒、③轉(zhuǎn)臺降下、延時(shí)2秒，重復(fù)①②③動作如此循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，持續(xù)72小時(shí)后停止，環(huán)境溫度為10℃～40℃；試驗(yàn)時(shí)負(fù)重載荷為設(shè)計(jì)最大值，旋轉(zhuǎn)速度為轉(zhuǎn)臺設(shè)計(jì)時(shí)的最高轉(zhuǎn)速，升降液壓壓力與流量按設(shè)計(jì)最大值選取，試驗(yàn)過程中監(jiān)測蝸輪蝸桿副安裝處垂直于工作臺面方向的振動加速度大小和基頻、液壓系統(tǒng)是否漏油和運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲情況，并按照以下判斷原則進(jìn)行判斷：如果監(jiān)測出蝸輪蝸桿副安裝處垂直于工作臺面方向的振動加速度峰值大于于0.2g、基頻大于0.1Hz或者基頻幅值超出－10dB～+10dB范圍，則判斷具有缺陷；發(fā)現(xiàn)要求液壓系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏、升降液壓缸壓力波動值超出－0.08MPa～+0.08MPa范圍，則判斷具有缺陷；

如步驟（2）未判斷出存在缺陷，則進(jìn)行下述步驟（3）；

（3）拆卸檢驗(yàn)步驟：將端齒盤B軸轉(zhuǎn)臺進(jìn)行拆卸、清洗，分析傳動系統(tǒng)磨損情況；如果檢測端齒盤嚙合間隙超出0.05～0.1mm，則判斷存在缺陷；如果軸承的磨損情況不滿足軸承技術(shù)要求，則判斷存在缺陷；如果蝸輪蝸桿副出現(xiàn)破損、粘合現(xiàn)象，則判斷存在缺陷。