机械零件故障诊断装置设计

① 机械设计及其自动化的主要课程

在高中文化知识的基础上，掌握本专业所必需的基础知识、基本原理和较熟练的专业实践技能：机械制图、工程材料、工程力学，机械原理、工程经济，机械设计基础、电工与电子技术、微机系统原理与接口技术、机械工程材料、制造技术基础、微机电系统与制造，设备故障诊断、机电驱动技术、机械制造工艺学、控制工程、测试技术、数控技术、金属材料。 包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计（论文）等，一般应安排40周以上。（一）制图测绘及CAD实训（60学时）;(二）金工实习（150学时）;（三）电工实习（60学时） ;（四）公差配合与技术测量大作业（1周）;（五）机械零件课程设计（90学时）；（六）电气控制线路安装调试（30学时）；（七）机械制造工艺课程设计（30学时）；（八）机床夹具设计（30学时）；（九）机床拆、装、调(30学时) ；（十）数控机床实习（30学时）（十一）单片机原理课程设计(30学时) ；（十二）岗前培训（510学时）为取得两种等级证书打好基础，进行为期3周的岗前培训，以期缩短上岗适应期。（十三）公益劳动与机动（150学时）；（十四）第二课堂，为培养和发展学生个性特长和创新能力，鼓励学生积极参加第二课堂和假期社会实践活动、课外活动、兴趣小组、专题竞赛、社会调查、社区服务、技术服务等活动。学生在三年教育时间内，应利用假期进行为期40天的社会实践；积极参加数控课程、机械制造等兴趣小组活动；根据其他有关部门的安排，参加专题竞赛、社会调查、社区服务、技术服务等活动。

② 数控机床伺服系统故障诊断分析和维修处理

数控机床伺服系统故障诊断分析和维修处理

数控机床是装有程序控制系统的自动化机床，作为装备制造领域先进技术的代表，被广泛应用于装备制造行业。下面是我整理的关于数控机床伺服系统故障诊断分析和维修处理的相关介绍资料，大家一起来看看吧。

数控机床的应用，提升了装备制造业的自动化、信息化和现代化水平，为装备制造行业带来了广阔的发展前景。

数控机床伺服系统由于担负着控制信息处理和控制机床执行部件工作的重要系统，其故障的诊断分析和维修处理技术也一直受到装备制造行业的普遍重视。

数控机床伺服系统构成

数控机床伺服系统由驱动装置和执行机构两部分构成，数控机床伺服系统能够实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制，通过数控机床伺服系统对数控装置指令信息接收、放大、整形处理，能够将控制器的命令转换为机床执行部件的位移运动，从而实现对零件的切削加工。

数控机床的伺服驱动装置要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。

伺服系统包括驱动装置和执行机构两部分，由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。

数控机床系统中伺服系统是将控制器的数字命令转换为具体加工的重要环节，因此伺服系统不仅结构原理复杂，对工件的加工和处理更有重要作用。

伺服系统的运行稳定性直接影响机床的运行状态、工件的加工质量，为了在保证数控机床机械加工精度、准确度的前提下提升数控机床的生产效率，对伺服系统的故障预防、诊断和分析一直是数控机床应用中的重点问题。

进给系统常见故障与维修

1.进给伺服系统故障类型

进给伺服系统由于其涉及的元件较多且功能复杂，因而进给伺服系统的故障类型也较为多样。

通过对数控机床进给伺服系统故障的总结和分析，其故障主要有以下几种类型。

报警：报警主要是由于进给运动量超过软件设定的限位或限位开关决定的硬限位时发生的超程报警。另外，当系统进给运动的负载过大时，由于正反运动的过于频繁和进给传动链润滑状态不良也会发生报警。

当伺服系统发生报警时，预示着伺服系统的工作出现问题，工作人员需要及时进行停机检查，避免数控机床故障处理不及时造成零件质量问题并对数控机床带来物理性损坏。

窜动、爬行和振动：窜动、爬行和振动是数控机床伺服系统常见的故障，一旦窜动、爬行和振动现象发生，会直接导致机械加工精度和准确度的下降，给零件质量带来影响。

窜动大多是由于测速装置故障导致的测速信号不稳定或者速度控制信号不稳定导致的，除此之外接线端子的接触不良也会导致窜动现象的发生。

爬行发生的主要原因是传动链的润滑状态不良，伺服增益过低和外加负载过大等导致。

振动现象的发生大多是由于进给速度太快或进给加速度过大导致的。

位置误差和漂移：位置误差是由于伺服轴运动超过位置允许误差范围时导致，位置误差包括跟随误差、轮廓误差和定位误差等。

漂移是指数控机床的指令值为零时，坐标轴仍然继续移动的现象，位置误差和漂移不仅会影响工件的加工质量，严重时还会发生撞车事故，给数控机床带来物理损伤。

回参考点故障：机床回参考点故障一般表现为找不到参考点或者找不准参考点两类，回参考点故障大多是由于参考点减速开关接收信息故障或信号失效导致的。

2.进给伺服系统常见故障的维修处理

进给伺服系统故障，一般可通过参考操作说明排除，如果遇到参考操作说明无法排除的故障则需要具体问题具体分析解决。

当振动故障发生时可以对机械安装进行检查和调整，并保证伺服电机速度和位置检测的准确性，由于数控伺服系统中电子元件较多，因此还需要检查有无外部干扰影响，并且对驱动单元的参数进行排查，通过检查确定故障类型;

如果是机械故障则对机械故障予以及时解决，如果是电气故障则需要具体确认发生问题的位置，通过维修或者元器件更换等手段对伺服系统故障进行维修处理。

如果发生无法回参考点的现象，首先可以检查回参考点减速开关信号是否准确有效，并根据回参考点减速开关信号的问题采用原理分析法或追踪法分析等方法判断位置并及时的维修和处理。

主轴伺服系统故障及处理

1.主轴伺服系统的`故障类型

直流主轴伺服系统的故障主要表现为停转、速度异常、电机振动和主电路过电流报警等。

交流主轴伺服系统容易发生的故障主要表现为电机过势、熔丝熔断等，引发该类故障的主要原因时由于电机超载、接触不良或者冷却装置损坏导致的部分元件阻抗过高或者数控机床的浪涌吸收器发生故障。

2.主轴伺服系统常见故障的维修处理

主轴伺服系统出现故障时首先要确定主轴系统出现故障的类型及位置。当主轴电机不运转时首先需要确定数控系统是否有信号输出，再对I/O状态进行观察，并确定是否满足主轴的启动条件。

如果伺服电机带有电磁制动，还需要确定是否释放了电磁制动。如果主轴出现转速异常，首先要对机械传动机构进行检查，确保机床的动作无异常。

如果机械传动机构无异常则需要对主轴驱动器的电缆连接、主轴驱动器的状态指示灯等进行检查，并分析是否主轴驱动器出现问题。

如果以上原因均被排除，则很有可能是控制板出现故障。

当主轴高速转动振动过大时，多数是由于主轴驱动系统的电气部分故障导致，针对这种问题我们要根据电气原理图对主轴驱动与各处电气连接进行全面检查，确定故障部位并予以维修和处理。

结语

综上所述，数控机床伺服系统作为数控机床系统中最为复杂的系统，对数控机床的平稳运行和机械零件加工精度具有重要影响。

当数控机床伺服系统出现问题时，首先要根据故障现象判断故障类型，再通过一定的技术手段对故障位置进行排查，当确定故障原因和位置后，针对故障的类型进行合理的维修处理，提升数控机床运行的稳定性，保证数控机床所生产的工件质量，并提高数控机床的生产效率。

③ 工程机械故障诊断有哪些经验知识

诊断就是通过故障现象，判断产生故障的原因及部位。诊断可分为主动诊断和被动诊断。主动诊断是指工程机械未发生故障时的诊断，即了解工程机械的过去和现在的技术状况，并能推测未来变化情况。被动诊断是指对工程机械已经发生故障后的诊断，是确诊故障产生的原因和部位。
诊断方法一般可分为两种：一种是人工直观诊断，另一种是用设备诊断。这两种诊断方法都是在不解体或拆下个别小的零件的条件下．来确定工程机械的技术状况．查明故障的部位及原因。
由于工程机械施工时．其施工现场一般远离修理厂所，如在施工现场出现故障，往往不具备利用设备诊断的条件，这就需要维修人员凭借丰富的经验或借助于简单工具、仪器，以听、看、闻、试、摸、测、问等方法来检查寻找故障。
（1）听：根据响声的特征来判断故障。辨别故障时应注意到异响与转速、温度、载荷以及发出响声位置的关系，同时也应注意异响与伴随现象。这样判断故障准确率较高。例如，发动机连杆轴承响俗称小瓦响），它与听诊位置、转速、负荷有关，伴随有机油压力下降，但与温度变化关系不大，如，发动机活塞敲缸与转速、负荷、温度有关。转速、温度均低时，响声清晰，负荷大时，响声明显，气门敲击声与温度、负载无关异响表征着工程机械技术状况变化的情况，异响声越大．机械技术状况越差。老化的工程机械往往发出的异晌多而嘈杂．一时不易辨出故障。这就需要我们平时多听，以训练听觉，不断地熟悉工程机械各机件运动规律、零件材料、所在环境，只有这样才能较准确地判断出故障。
（2）看：直接观察工程机械的异常现象。例如。漏油、漏水、发动机排气的烟色，以及机件松脱或断裂等，均可通过察看来判别故障。
（3）闻：通过用鼻子闯气味判断故障。例如，电线烧坏时会发出一种焦糊臭味．从而根据闻到不同的异常气味判别故障。
（4）试：试就是试验，有两个含义：一是通过试验使故障再现，以便判别故障，二是通过置换怀疑有故障的零部件（将怀疑有故障的零部件并主要介绍了工程机械故障的人工直观拆下换上同型号好的零部件），再进行试验，检查故障是否消除。若故障消除说明被置换的零部件有故障。应该注意的是，有些部位出现严重的异响时，不应再做故障再现试验（例如，发动机曲轴部分有严重异响时，不应再做故障再现试验），以免发生更大的机械事故。
（5）摸：用手触摸怀疑有故障或与故障相关的部位，以便找出故障所在。例如，用手触摸制动鼓，查看温度是否过高，如果温度过高，烫手难忍．便证明车轮制动器有制动拖滞故障，又如，通过用手摸液压油管的振动在结合听液压系统的噪音便可判断系统内有气等。
（6）测：是用简单仪器测量，根据测得结果来判别故障。例如，用万用表测量电路中的电阻、电压值等，以此来判断电路或电气元件的故障。又如．用气缸表测量气缸压力来判断气缸的故障。
（7）问：通过访问驾驶员来了解工程机械使用条件和时间，以及故障发生时的现象和病史等，以便判断故障或为判断故障提供参考资料。例如，发动机机油压力过低，判断此类故障时应先了解出现机油压力过低是渐变还足突变，同时还应了解发动机的使用时间、维护情况以及机油压力随温度变化情况等。如果维护正常，但发动机使用过久，并伴随有异响，说明是曲柄连杆机构磨损过甚，各部配合间隙过大而使机油的泄漏量增大，引起机油压力过低如果平时维护不善，说明机油滤清器堵塞的可能性很大如果机油压力突然降低，说明发动机润滑系统油路出现了大量的漏油现象。