数控机床机械故障实用诊断技术
数控机床机械运动故障诊断，就是对数控设备系统所处的状态进行监测，判断其是否正
常，当出现异常时分析其产生的原因和部位，并预报其发展趋势。机械故障是数控机床最容
易和最经常出现的故障。机械方面的故障主要发生在机床主机的各运动执行机构中，如主运动系统的主轴，进给运动系统的各坐标轴，自动换刀装置中的刀库、机械手，以及驱动这些
运动执行机构的动力源（伺服电动机）。此外，还有润滑、液压、气动等方面的故障。
数控机床机械故障诊断包括对机床运行状态的识别、预测和监视3个方面的内容。通过
对数控机床机械装置的某些特征参数，如振动、噪声和温度等进行测定，将测定值与规定的
正常值进行比较，以判断机械装置的工作状态是否正常。若对机械装置进行定期或连续监
测，便可获得机械装置状态变化的趋势性规律，从而对机械装置的运行状态进行预测和
预报。
1)问问就是询问机床故障发生的经过，弄清故障是突发的，还是渐发的。操作者一
般熟知机床性能，故障发生时又在现场耳闻目睹，所提供的情况对故障的分析是很有帮助
的。通常应询问下列情况：
①机床开动时有哪些异常现象。
②对比故障前后工件的精度和表面粗糙度，以便分析故障产生的原因。
③传动系统是否正常，出力是否均匀，背吃刀量和走刀量是否减小等。
④润滑油品牌号是否符合规定，用量是否适当。
⑤机床何时进行过保养检修等。
2)看
①看转速。观察主传动速度的变化，如带传动的线速度变慢，可能是传动带过松或负
荷太大；对主传动系统中的齿轮，主要看它是否跳动、摆动；对传动轴主要看它是否弯曲或
晃动。
②看颜色。如果机床转动部位，特别是主轴和轴承运转不正常，就会发热。长时间升
温会使机床外表颜色发生变化，大多呈黄色。油箱里的油也会因温升过高而变稀，颜色变
样；有时也会因长时间不换油、杂质过多或油变质，而变成深墨色。
③看伤痕。机床零部件碰伤损坏部位很容易发现，若发现裂纹时，应作一记号，隔一
段时间后再比较它的变化情况，以便进行综合分析。
④看工件。从工件来判别机床的好坏。若车削后的工件表面粗糙度R。数值大，主要是
由于主轴与轴承之间的间隙过大，溜板、刀架等压板模铁有松动以及滚珠丝杠预紧松动等原
因所致。若是磨削后的表面粗糙度尺。数值大，这主要是由于主轴或砂轮动平衡差，机床出
现共振以及工作台爬行等原因所引起的。若工件表面出现波纹，则看波纹数是否与机床主轴
传动齿轮的啮合频率相等，如果相等，则表明主轴齿轮啮合不良是故障的主要原因。
⑤看变形。主要观察机床的传动轴、滚珠丝杠是否变形；直径大的带轮和齿轮的端面
是否跳动。
⑥看油箱与切削液箱。主要观察油或切削液是否变质，确定其能否能继续使用。
3)听用以判别机床运转是否正常。一般运行正常的机床，其声响具有一定的音律和
节奏，并保持持续的稳定。机械运动发出的正常声响大致可归纳为以下几种：
①一般作旋转运动的机件，在运转区间较小或处于封闭系统时，多发出平静的“嗖
嗖”声；若处于非封闭系统或运行区较大时，多发出较大的蜂鸣声；各种大型机床则产生
低沉而振动声浪很大的轰隆声。
②正常运行的齿轮副，一般在低速下无明显的声响；链轮和齿条传动副一般发出平稳
的“嘟嘟”声；直线往复运动的机件，一般发出周期性的“咯噔”声；常见的凸轮顶杆机
构、曲柄连杆机构和摆动摇杆机构等，通常都发出周期性的“嘀嗒”声；多数轴承副一般
无明显的声响，借助传感器（通常用金属杆或螺钉旋具）可听到较为清晰的“嘤嘤”声。
③各种介质的传输设备产生的输送声，一般均随传输介质的特性而异。如气体介质多
为“呼呼”声；流体介质为“哗哗”声；固体介质发出“沙沙”声或“呵哕呵哕”的
声响。
掌握正常声响及其变化，并与故障时的声音相对比，是“听觉诊断”的关键。下面介
绍几种一般容易出现的异声。
①摩擦声。声音尖锐而短促，常常是两个接触面相对运动的研磨。如带打滑或主轴轴
承及传动丝杠副之间缺少润滑油，均会产生这种异声。
②泄漏声。声小而长，连续不断，如漏风、漏气和漏液等。
③冲击声。声音低而沉闷，如气缸内的间断冲击声，一般是由于螺栓松动或内部有其
他异物碰击。
④对比声。用手锤轻轻敲击来鉴别零件是否有缺陷。有裂纹的零件敲击后发出的声音就
不那么清脆。
4)触用手感来判别机床的故障，通常有以下几方面：
①温升。人的手指触觉是很灵敏的，能相当可靠地判断各种异常的温升，其误差可准
确到3～5℃。根据经验，当机床温度在0℃左右时，手指感觉冰凉，长时间触摸会产生刺骨
的痛感；lOoC左右时，手感较凉，但可忍受；20℃左右时，手感到稍凉，随着接触时间延
长，手感潮温；300C左右时，手感微温有舒适感；40℃左右时，手感如触摸高烧病人；50。C以上时，手感较烫，如掌心扪的时间较长可有汗感；60℃左右时，手感很烫，但可忍受10s
左右；70C左右时，手有灼痛感，且手的接触部位很快出现红色；800C以上时，瞬时接触手
感“麻辣火烧”，时间过长，可出现烫伤。为了防止手指烫伤，应注意手的触摸方法，一般
先用右手并拢的食指、中指和无名指指背中节部位轻轻触及机件表面，断定对皮肤无损害
后，才可用手指肚或手掌触摸。
②振动。轻微振动可用手感鉴别，至于振动的大小可找一个固定基点，用一只手去同
时触摸便可以比较出振动的大小。
③伤痕和波纹。肉眼看不清的伤痕和波纹，若用手指去摸则可很容易地感觉出来。摸
的方法是对圆形零件要沿切向和轴向分别去摸；对平面则要左右、前后均匀去摸。摸时不能
用力太大，只需轻轻把手指放在被检查面上接触便可。
④爬行。用手摸可直观地感觉出来，造成爬行的原因很多，常见的是润滑油不足或选
择不当；活塞密封过紧或磨损造成机械摩擦阻力加大；液压系统进入空气或压力不足等。
⑤松紧程度。用于转动主轴或摇动手轮，即可感到接触部位的松紧是否均匀适当，从
而可判断出这些部位的松紧是否合适。
5)嗅 由于剧烈摩擦或电器元件绝缘破损短路，使附着的油脂或其他可燃物质发生氧
化蒸发或燃烧产生油烟气、焦糊气等异味，应用嗅觉诊断的方法可收到较好的效果。
上述实用诊断技术的主要诊断方法，实用简便、相当有效，但有一定的局限性。
在机械故障出现以前，可以通过精心维护、保养来延长机件的寿命。当故障发生以后，
一般轻微的故障，可以通过精心调整来解决，如调整配合间隙、供油量、液（气）压力、流
量、轴承及滚珠丝杠的预紧力，采取堵漏等措施。对于已磨损、损坏或丧失功能的零部件，
则通过修复或更换的办法来排除故障。
作者：西部车床，如若转载，请注明出处：https://www.lathe.cc/2022/10/5157.html