滚珠丝杠副的故障诊断与维修教案
数控机床滚珠丝杠螺母副常见故障分析
修[M].北京：高等教育出版社， 2012． [2] 杨辉.数控机床故障诊断与维修 技能实训[M].北京：高等教育出 版社，2015． [3] 付强.数控机床故障诊断与维修 [M].北京：机械工业出版社， 2016． [4] 郭士义，等.数控机床故障诊断 与维修[M].北京：机械工业出版 社，2010．
1.滚珠丝杠螺母副的结构 与原理
（1）结构原理：滚珠丝杠螺 母副（简称滚珠丝杠）是以滚珠 作为滚动体的螺旋式传动元件， 其结构如图1所示。
工作原理：丝杠和螺母上 都有半圆弧形的螺旋槽，当它们 套装在一起时便形成了滚珠的螺 旋滚道。螺母上有滚珠回路管 道，将几圈螺旋滚道的两端连接
图1 滚珠丝杠副结构 1.回珠管道 2.丝杠 3.滚珠 4.螺母
维修与改造
MAINTENANCE & REBUILDING
数控机床滚珠丝杠螺母副
常见故障分析
■■ 白银矿冶职业技术学院 （甘肃 730900） 高永祥
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摘要：本文介绍了滚珠丝杠螺母副的结构与原理，并对其常见故障进行了诊断与分析，总结出的典型维修实例为以后解决类 似故障提供参考。
滚珠丝杠螺母副是数控机床 进给传动系统的重要组成部分， 是把驱动电动机的旋转运动转化 为各进给轴的直线运动。滚珠丝 杠的性能和精度会很大程度地影 响其所在数控机床的性能和精 度。
重新紧固并测试
更换轴承 用自动补偿功能消除间隙 调节润滑油流量
时间后，出现Z轴方向的加工尺 寸不稳定的问题，误差无规律， CNC及伺服无任何故障报警。
故障分析：由于该加工中心 采用的是半闭环控制，机床出现 故障时CNC未发生位置跟踪误差 过大报警，表明CNC指令的位 置和位置测量系统的检测位系统 上。
滚珠丝杠副常见的故障及维修方法
滚珠丝杠副是机械设备中常见的传动元件，其稳定性和精度对设备的运行和加工质量有着重要的影响。
然而，由于长时间的运转或者操作不当等原因，滚珠丝杠副有可能发生故障，导致设备停机或者加工质量下降。
了解滚珠丝杠副常见的故障及维修方法对于设备的正常运行具有重要意义。
本文将从常见的故障类型出发，详细介绍滚珠丝杠副的故障现象、原因分析以及相应的维修方法，希望能够给读者带来一些帮助。
1. 滚珠丝杠副的常见故障类型滚珠丝杠副在使用过程中常见的故障类型主要包括以下几种：(1) 螺纹卡滞：滚珠丝杠副在长时间使用后，由于润滑不良或者进入了杂质等原因，螺纹有可能会出现卡滞现象，导致滚珠丝杠的转动阻力增大，甚至无法正常运转。
(2) 滚珠腐蚀：由于工作环境恶劣或者长时间未保养，滚珠丝杠副上的滚珠有可能会发生腐蚀现象，严重影响滚珠丝杠的传动效果。
(3) 磨损严重：滚珠丝杠副长时间运行后，由于摩擦和磨损，导致丝杠和螺母的配合间隙过大，影响传动精度和稳定性。
(4) 导轨偏移：由于长时间的振动或者使用过程中的冲击，导轨有可能会发生偏移，导致滚珠丝杠副的传动精度下降。
以上几种故障类型是滚珠丝杠副常见的问题，下面将针对每一种故障进行详细的分析和维修方法介绍。
2. 螺纹卡滞的原因分析及维修方法螺纹卡滞是滚珠丝杠副常见的故障之一，其主要原因有润滑不良、杂质进入、密封不严等。
当螺纹发生卡滞时，首先需要排除外部的杂质，清洗螺纹表面。
然后检查润滑情况，对润滑部位进行加注润滑脂或者油脂。
若情况仍未改善，需要拆卸螺纹部件，清洗和更换润滑部件，并做好防尘密封工作。
3. 滚珠腐蚀的原因分析及维修方法滚珠腐蚀是由于工作环境恶劣或者长时间未保养造成的，这会严重影响滚珠丝杠的传动效果。
一旦发现滚珠已经发生腐蚀，需要将滚珠进行更换，并且要重点做好后续的防护工作，确保工作环境的干净和润滑部件的充分润滑。
4. 磨损严重的原因分析及维修方法磨损严重是滚珠丝杠副长时间运行后的常见问题，它会导致丝杠和螺母的配合间隙过大，影响传动精度和稳定性。
故障诊断与维修教案
课题一安全教育教学引入言新学期开始了，我们开学第一课开展学生安全教育，让学生知道安全的重要性。
教学目的：1如何把安全真正实实在在的立于心，树于脑。
2懂得数控加工实训安全常识，学会常见安全事故急救方法。
3打扫环境卫生，确保实习环境干净、舒畅。
4 掌握维修注意事项实习重点与难点1掌握安全操作基本2掌握维修注意事项实训教学方法现场讲解、示范、媒体教学实习使用设备实习前准备1组织教学，按时点名2 学生应按时整队，进入实习工厂3 检查出勤情况4 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容1 教师和学生分别做自我介绍2 播放数控加工安全教育课件，即可引起学生学习兴趣，也可使学生对安全操作有形象上的认识3 安全操作基本注意事项⑴、工作时，请穿好工作服、安全鞋，并戴上安全帽及防护镜，不允许戴手套操作数控机床，也不允许扎领带。
⑵、开车前，应检查数控机床各部件机构是否完好、各按钮是否能自动复位。
开机前，操作者应按机床使用说明书的规定给相关部位加油，并检查油标、油量。
⑶、不要在数控机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。
⑷、更换保险丝之前应关掉机床电源，千万不要用手去接触电动机、变压器、控制板等有高压电源的场合。
⑸、一般不允许两人同时操作机床。
但某项工作如需要两个人或多人共同完成时，应注意相互将动作协调一致。
⑹、上机操作前应熟悉数控机床的操作说明书，数控车床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。
⑺、启动主轴前须关好防护门，程序正常运行中严禁开启防护门。
⑻、机床每次开机，须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。
⑼、机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。
⑽、加工程序必须经过严格检查方可进行操作运行。
⑾、手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离以免发生碰撞⑿、加工过程中，如出现异常危机情况可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。
舞台辅助升降台滚珠丝杠副失效原因分析
（） ２ 偏心。螺母座与轴承座不 同心会产生径向负荷 ， 两者偏 心量太大时会造成丝杠弯曲。少量偏心虽然不足 以造成明显 的
丝杠 弯曲 ， 但异常磨损仍持续不 断 ， 使丝杠精度 降低 ， 导致丝杠
短时 间内迅速磨损。“ 咔嚓” 的产生是螺母在丝杠上运行 中有 声 攀爬现象 ， 沿着丝杠轨道不 断被校正 的结果。 偏心还造成滚珠在 进入反向器时阻力增大 ， 进一步使螺母轨道磨损 。 （） ３滚珠数量不足 。设计要求 的滚珠数量是 １２颗 （ １ 现场仅 找到 １８颗 ）“ ０ 。嗒嗒” 声是反 向器内滚珠在高速状态下循环不连
进行了分解检查 ， 在前 主辅丝杠处也发 现金属屑 ， 从预 防性的需
器入 口处最明显 ， 同侧其他轨道存在不 同程度磨损。 丝杠本体螺 纹损伤 、 肩部发生断牙 。
２失效原因 ． （） １丝杠失效 的主要原 因是承受 了异常的交变载荷 。 由于丝 杠承受异常交变载荷 ， 达到极 限时， 使材料表面疲劳形 成剥落 。
处理过程 ： １ 因为编码 器已经无法修复 ， （） 决定更换一个新 编码 器 。损 坏的 编码器 是 西门子 公司 产 品 ，型 号 ６ Ｘ ０ １ Ｆ ２０ —
作者通联 ： 尔滨 东安发 动机 （ 团） 限公 司 ５ ２车间 哈 集 有 １ 哈 尔滨市平房 区保 国大街 ５ 号 １０ ６ ｌ ５０ ６
［ 编辑
叶允菁］
（） ４ 异物进入 。 滚珠 、 螺母 和丝杠磨损产生 的金 属屑和加工
舞 台辅助升 降台滚珠 丝杠 副 失效 原 因分 析
荣 志晓 于红松
国家大剧院承办《 复兴 之路》 出任务 ， 演 连续演 出 １０场。 ０ 这 期 间发现后舞台辅助升降台（ 简称 “ 后主辅 ” 的运行过程中存在 ）
数控设备故障诊断与维修项目三 模块五 机械传动结构故障诊断与维修
珠丝杠上下窜动现象。
故障排除：拧好紧固螺母，滚珠丝杠不再窜动，则故
障排除。
小
结：由于滚珠丝杠上下窜动，造成伺服电动机转
故障排除：将滚珠丝杠螺母副的轴向间隙消除，
并调整适当的预紧力，故障排除。
小
结：轴向间隙是指丝杠和螺母之间的间隙，具体
表现为丝杠所带动的床身跟着一起移动，丝杠旋转多少， 床身就移动多少，所反映的现象是同步的，而接着向相反 方向旋转时，机床床身并没有跟着向相反的方向移动，中 间会出现一定时间的停滞现象。这个停滞、不同步就反映 了丝杠和螺母的轴向间隙，许多轴类零件的装配都有轴向 间隙的问题，不过是大小不同而已。预紧力是在连接中， 在受到工作载荷之前，为了增强连接的可靠性和紧密性， 以防止受到载荷后连接件间出现缝隙或者相对滑移而预先 加的力。当预紧力不足，加之轴向间隙偏大时，导致的直 接后果就是丝杠窜动、轴向移动发生颤抖。
动，带动丝杠空转约一圈。在数控系统中，当数控指令发 出后，测量系统应有反馈信号，若间隙的距离超过了数控 系统所规定的范围，即电动机空走若干个脉冲后光栅尺无
任何反馈信号，则数控系统必报警，导致驱动失效，机床
不能运行。
实例八：X轴移动时发生颤抖
故障设备：SIEMES
802D加工中心。
现象描述：该机床工作台的移动为X轴，移动中发
小
结：由此可见，经常维修螺母两侧的密封装置
是非常必要的。
实例二：进给传动时出现滚珠丝杠副噪声
故障设备：FANUC
0i数控车床。
滚动丝杠螺母副故障的诊断与维修
滚动丝杠螺母副故障的诊断与维修引言现代数控机床的各直线轴多采用滚珠丝杠螺母副传动，滚珠丝杠螺母副的传动精度直接影响到数控机床的运行精度和加工质量。
滚珠丝杠螺母副的相关故障会导致数控机床出现定位精度下降、反向间隙过大、机械爬行、噪音过大、刚性不足等故障现象，影响机床的正常使用。
所以及时排除因滚珠丝杠螺母副所产生的故障，是保证数控机床正常运行及加工质量的重要环节。
滚珠丝杠螺母副的性能、结构与原理1）滚珠丝杠螺母副的性能：滚珠丝杠螺母副的性能优良，主要有传动可靠性高，不易磨损，可长期无故障运行；传动灵敏，运行精度高，不易产生爬行；传动效率很高，运行平稳，一般为η=0.92-0.96；使用、润滑和维修方便、可靠；在施加预紧力后，可消除轴向间隙，反向时无空行程；可逆向传动；缺点是不能自锁，垂直安装时需有平衡装置。
2）滚珠丝杠螺母副的特点a)滚珠丝杠螺母副的传动形式可分为丝杠转动和螺母转动。
丝杠转动传动是指：丝杠转动，螺母固定在工作台上。
丝杠旋转推动推动螺母，螺母带动工作台做往复运动。
我们一般常见的都是这种类型安装方式。
螺母转动传动是指：丝杠被固定，螺母通过轴承固定在工作台上，伺服电机带动螺母旋转，螺母沿丝杠做轴向运动，进而带动工作台运动。
这种传动方式一般用于丝杠较长的机床上，防止丝杠因刚性不足而产生震动和变形。
b)按滚珠丝杠螺母副螺母结构可分为：内循环和外循环两种方式。
外循环方式的滚珠丝杠螺母副由丝杠、滚珠、回珠系统和螺母组成。
与内循环方式的主要区别在于螺母螺旋槽的两端用回珠管连接起来，使滚珠能够从一端重新回到另一端，构成一个闭合的循环回路。
内循环方式的滚珠丝杠螺母副螺母结构关键是在螺母的侧孔中装有圆柱凸轮式反向器，反向器上铣有S形回珠槽，将相邻两螺纹滚道连接起来。
滚珠从螺纹滚道进入反向器，借助反向器迫使滚珠越过丝杠牙顶进入相邻滚道，实现循环。
3）滚珠丝杠螺母副的工作原理这里我们只简述外循环（插管式）滚珠丝杠螺母副的工作原理，内循环滚珠丝杠螺母副的工作原理与其类似。
滚珠丝杠副常见故障的分析与排除
滚珠丝杠副常见故障的分析与排除1.滚珠丝杠副常见故障对数控机床进给运动的影响（1）过载问题滚珠丝杠副进给传动的润滑状态不良、轴向预加载荷太大、丝杠与导轨不平行、螺母轴线与导轨不平行、丝杠弯曲变形时，都会引起过载报警。
一般会在CRT上显示伺服电动机过载、过热或过流的报警，或在电柜的进给驱动单元上，用指示灯或数码管提示驱动单元过载、过流信息。
（2）窜动问题窜动问题是滚珠丝杠副进给传动的润滑状态不良、丝杠支承轴承的压盖压合情况不好、滚珠丝杠副滚珠有破损、丝杠支承轴承可能破裂、轴向预加载荷太小，使进给传动链的传动间隙过大，引起丝杠传动时的轴向窜动。
（3）爬行问题爬行问题一般发生在启动加速段或低速进给时，多因进给传动链的润滑状态不良、外加负载过大等因素所致。
尤其要注意的是，伺服电动机和滚珠丝杠连接用的联轴器，如连接松动或联轴器本身缺陷，如裂纹等，会造成滚珠丝杠转动和伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢，产生爬行现象。
.2.滚珠丝杠副常见故障的分析与维修思路滚珠丝杠副常见故障引起数控机床产生进给运动误差，进给运动误差表现在由滚珠丝杠副的工作状况上，反映为噪声过大、运动不灵活。
下面就这两种故障现象进行简要分析。
（1）故障现象1——滚珠丝杠副噪声过大（见表3-1）表3-1 滚珠丝杠副噪声过大（2）故障现象2——滚珠丝杠运动不灵活（见表3-2）表3-2 滚珠丝杠运动不灵活3.滚珠丝杠副的日常维护（1）滚珠丝杠副的润滑滚珠丝杠润滑不良可同时引起数控机床多种进给运动的误差，因此，滚珠丝杠润滑是日常维护的主要内容。
使用润滑剂可提高滚珠丝杠耐磨性及传动效率。
润滑剂可分为润滑油和润滑脂两大类。
润滑油一般为全损耗系统用油，润滑脂可采用锂基润滑脂。
润滑脂一般加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内，而润滑油则经过壳体上的油孔注入螺母的空间内。
每半年对滚珠丝杠上的润滑脂更换一次，清洗丝杠上的旧润滑脂，涂上新的润滑脂，用润滑油润滑的滚珠丝杠副可在每次机床工作前加油一次。
数控机床机械结构的故障诊断及维护PPT学习教案
(3) 滚珠丝杠副的润滑
（4）支承轴承的定期检查
2．滚珠丝杠副的故障诊断
滚珠丝杠副的常见故障诊断及排除方法见表6-3。
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第6章数控机床机械结构的故障诊断及维护
序号
故障现象
故障原因
排除方法
丝杠支承轴承的压盖压合情况不 好
调整轴承压盖，使其压紧轴承端面
1
滚珠丝杠 副噪声
丝杠支承轴承可能破损 电动机与丝杠联轴器松动
第2页/共36页
第6章数控机床机械结构的故障诊断及维护
类型 实用诊 断方法
现代诊 断方法
诊断方法 听、摸、看、
问、嗅 振动监测
噪声谱分析
温度监测
裂纹监测 非破坏性检测
原理及特征
应用
借用简单工具、仪器，如百分表、水准仪、光学仪等检测； 通过人的感官，直接观察形貌、声音、温度、颜色 和气味的变化，根据经验来诊断。
6．4．3 同步齿形带传动副 数控机床进给系统最常用的同步齿形带结构其工作面有梯形齿和圆弧齿两种，其中梯形齿同
步带最为常用。 同步齿形带传动综合了带传动和链传动的优点，运动平稳，吸震好，噪声小。缺点是对中心
距要求高，带和带轮制造工艺复杂，安装要求高。 同步齿形带传动的主要失效形式是皮带的疲劳断裂、带齿剪切，以及同步皮带两侧和带齿的
通过磁性探伤法、超声波法、电阻法、声发射法等观察零 件内部机体的裂纹缺陷。
疲劳裂缝可导致重大事故，测量不 同性质材料的裂纹应采用不 同的方法
使用探伤仪观察内部机体的缺陷，如裂纹等
用于机体内部的缺陷的检测
第3页/共36页
第6章数控机床机械结构的故障诊断及维护
6．3主传动系统与主轴部件的故障诊断及维护
17教案十七 数控机床典型故障诊断维修(一)
章节课 数控机床典型故障诊断维修 题 （一）
审阅 者签
名
授课日 年 月 日第 期 期（ ）第 节
周星 授课时数 2
教学目 的
1、 掌握数控装置故障诊断维修； 2、 掌握PLC故障诊断维修； 3、 掌握FANUC 数控系统 PMC 控制的故障诊断。
教学方 讲授与练习 法
教学重 点
服单元要转换成模拟信号，数模转换是一个环节。将数模转 换芯片拔下发现有一个插脚折断。
故障处理：芯片型号是DAc80 0131，由于cMCIs集成块 抗静电能力差，所以焊接时一定要在烙铁不带电的情况下焊 接、修复插脚后，机床使用正常。
例 立式加工中心，装备FANuc BEsK 7cM系统，为北京 机床所制造。
换刀系统不到位的可能性。 故障处理：由“上分析可知，PMC的输^信号正常，输出
动作执行无误，问题在PMC内部或操作不当。经操作观察， 两次换刀时间的间隔小于PMC规定的要求，从而造成PMC 程序执行错误引起故障。对于只确报警号而无报警信息的报 警，必须检查数据位，并与正常情况下的数据相比较，明确 该数据位所表示的含义，以采取相应的措施。
例 某数控机床换刀故障。 故障现象：某数控机床的换刀系统在执行换刀指令时不 动作，机械臂停在行程中间位置上，CRT显示报警号，查手 册得知该报警号表示：换刀系统机械臂位置检测开关信号为 0及“刀库换刀位置错误”。 故障分析：根据报警内容，可诊断故障发生在换刀装置 和刀库两部分中，由于相应的位置检测开关无信号送至PMC 的输人接口，从而导致机床中断换刀。造成开关无信号输出 的原因有两个：一是由于液压或机械上的原因造成动作不到 位而使开关得不到感应；二是电感式接近开关失灵。首先检 查刀库中的接近开关：用一薄铁片去感应开关，以检测刀库 中的接近开关是否失灵，然后检查按刀装置机械臂中的两个 接近开关：一个是“臂移出”开关sQ21，另一个是“臂缩回”开 关sQ22。由于机械臂停在行程中间位置上，这两个开关输出 信号均为o•经测试，两个开关均正常。机械装置检查：‘‘臂 缩回”的动作是由电磁阀YV21控制的，手动电磁阀YV21把 机械臂退回至“臂缩回’’位置，机床恢复正常，这说明手控电 磁闻能使换刀装置定位，从而排除了液压或机械上阻滞造成
数控铣床滚珠丝杠副故障维修与维护_周宛
（４）为区分机电故障，可拆开电动机与滚珠丝杠间的挠性 联轴器，单独对电动机进行通电检查判断，这种通电检查要在 手动方式下进行。检查结果表明，电动机运转时无振动现象，显 然故障部位在机械传动链路内。
与保养应该注意的问题。
关键词：数控铣床；滚珠丝杠；维修
中图分类号：ＴＧ５０２．７
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７２－ ５４５Ｘ（２００７）０６－ ０１４０－ ０２
在数控铣床中，滚珠丝杠是进给传动的主要部件，它可将 伺服电动机的旋转运动转变为直线运动，用较小的转矩可以获 得很大的推力。滚珠丝杠副的主要故障现象有运动不灵活、噪 声大及润滑不良等。
（４）定期检查支承轴承。应定期检查丝杠支承与床身的连 接是否松动，支承轴承是否损坏。如有问题应及时紧固松动部 位并更换支承轴承。 参考文献： ［１］ 荣维芝．数控原理与维修技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００４． ［２］ 彭跃湘．数控机床故障诊断及维护［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００６． ［３］ 夏庆观．数控机床故障诊断与维修［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００２．
１４１
接下来完成 Ｉ／Ｏ 变量的定义及其连接。现以建立与 ＰＬＣ１ 至今效果良好。
的输入继电器 Ｘ０ 的变量为例说明 Ｉ／Ｏ 变量的定义及其连接。 参考文献
在工程浏览器中左边的目录树中选择“数据词典”项，右侧的内 ［１］ ＦＸ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ （ＲＳ２３２，ＲＳ４８５）ＵＳＥＲ’Ｓ ＭＡＮＵＡＬ［Ｚ］．ＭＩＴ－
（５）将滚珠丝杠拆开检查，发现丝杠＋ Ｙ 方向的平面轴承 有问题，在其轨道表面上呈现明显的压印痕迹。将损伤的轴承 更换后，故障排除。
数控车床滚珠丝杠螺母副的诊断与维修两例
数控车床滚珠丝杠螺母副的诊断与维修两例滚珠丝杠螺母副是直线运动与回转运动能相互转换的新型传动装置，其结构原理是在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽，当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺母滚道。
螺母上有滚珠回路管道，将几圈螺母滚道的两端连接起来，构成封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠。
当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动，从而迫使螺母轴向移动。
珠丝杠螺母副具有传动效率高、摩擦损失小、运动平稳、传动精度高以及给予适当预紧，可消除丝杠和螺母间隙、反向时无空行程、定位精度高、使用寿命长等特点。
因此，被广泛用于数控机床等高精度设备的进给传动链中。
滚珠丝杠螺母副常见故障表现有以下几种现象：故障现象一：加工零件粗糙度值过高。
造成此类故障首先考虑是否是由于导轨的润滑油不足，致使溜板爬行造成的；其次是滚珠丝杠螺母有局部磨损或损坏造成运动不平稳。
故障现象二：反向误差大，加工精度不稳定。
这类故障往往是由于丝杠联轴器松动、丝杠滑板配合过松及润滑油不足造成的。
故障现象三：滚珠丝杠在运转中扭矩过大。
这类故障主要是由滑板配合过紧或磨损、滚珠丝杠反向器损坏、丝杠卡死及润滑油不足造成的。
故障现象四：滚珠丝杠螺母副噪声。
噪声主要走来源于滚珠丝杠轴承压盖压合不良、丝杠与滑板配合过松、电动机与丝杠联轴器松动、滚珠破损。
笔者根据下列两例典型的故障，简要分析故障产生的原因及解决方法。
典例一：一台型号为cjk6140h数控车床加工过程中发现z轴反向误差大，加工精度不稳定。
同时，快速移动z轴时，伴随的有噪声。
通过对z轴重复定位精度检测发现z轴误差在0.26mm左右。
故障分析与解决：作为维修人员，首先想到的是这台数控车床已经使用五年左右，可能是丝杠轴滑板配合压板及楔铁长期磨损造成配合间隙过大引起的。
笔者重新调整或研磨大滑板前后压板并对中滑板楔铁适当预紧，并用0.03mm塞尺进行检测。
笔者重新开机试机后发现问题依然存在。
笔者此时可以确认是滚珠丝杠螺母副和联轴器的问题。
三点检测法检测数控机床滚珠丝杠副故障
原因 分析 加 工 尺 寸不 稳定 主要是 传动链 存 在 不 稳定 的间 隙
,
无 法 用 补 偿 消除
,
噪 声 的原 因可 能 是
,
传 动链 中某 一 部位 过 紧或 者轴 承 失 效
∀ ( 端头
,
丝杠 姗母 进脏 物 和 研 伤等
。
检测 和 分 析处 理过 程 用 三 点检侧法的 半闭 环 测 量 反 向间 隙方 法 进 行 检测
故 障点在
仍
姗母 支座 松动 由此得出 加工 尺 寸不稳 定的 主要原因是螺母座 松 动 紧固后 故障排除 另外检 查分析各传 动部件没有过紧现象 丝 杠润滑 良好 表 面没 有损伤 判断嗓声可能是丝 杠轴承失效 拆 开检查 发现 轴承 滚
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,
。
,
#
。
,
,
道研伤 更换轴承 ≅
,
#
调整 各处 间隙
,
供大家参考
。
滚 珠 丝杠 刚 间 隙的危容性
滚珠 丝 杠 副间 隙的危 害性 如 下 % 数控机 床 的经 济精度 降低
,
。
滚珠丝 杠传动的运 动部件爬行
,
,
加工 的
零件表 面有 波纹 或半 闭环 的传 动 传动副 的刚性
,
。
对 于 闭环 传动 的 系统
。
工 作 台会 出 现
,
“
震荡
”
使机 床报 警无 法 正 常 工 作
%
,
/ 0
报警
,
3 故 障现 象 一 台瑞 士产 高精密数控幢铣 床 − 1 / 2 /
4 轴 经 常 出现 跟 随 误 差 大报 警
,
每 日数 次
机床滚珠丝杠副课程设计
机床滚珠丝杠副课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解机床滚珠丝杠副的基本结构、工作原理及功能；2. 学生能够掌握机床滚珠丝杠副的选用原则、安装调试方法及维护保养知识；3. 学生能够了解机床滚珠丝杠副在机械加工中的应用及其对加工精度的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识对机床滚珠丝杠副进行正确的选用和安装；2. 学生能够掌握机床滚珠丝杠副的调试方法，保证其正常工作；3. 学生能够运用机床滚珠丝杠副进行简单的机械加工操作，提高加工精度。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机床滚珠丝杠副的探究兴趣，激发学生学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队合作精神；3. 增强学生对我国机械制造业的自豪感，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为专业实践课，结合理论知识和实际操作，培养学生的专业技能。
学生特点：高年级学生，具备一定的机械基础知识和动手能力，对机床结构及工作原理有一定的了解。
教学要求：以学生为主体，注重实践操作，提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 机床滚珠丝杠副的基本概念与结构：- 滚珠丝杠副的定义、分类及特点；- 滚珠丝杠副的组成、结构及工作原理。
2. 机床滚珠丝杠副的选用与安装：- 选用原则及注意事项；- 安装方法、步骤及要求；- 常见故障及排除方法。
3. 机床滚珠丝杠副的调试与维护：- 调试方法、步骤及注意事项；- 维护保养内容、周期及要求；- 故障诊断与排除技巧。
4. 机床滚珠丝杠副在机械加工中的应用：- 在数控机床、普通机床等设备中的应用实例；- 对加工精度、效率等方面的影响；- 提高加工质量的方法与措施。
教学内容依据课程目标制定，注重科学性和系统性。
教学大纲安排如下：- 第1周：机床滚珠丝杠副基本概念与结构学习；- 第2周：机床滚珠丝杠副选用与安装学习；- 第3周：机床滚珠丝杠副调试与维护学习；- 第4周：机床滚珠丝杠副在机械加工中的应用学习。
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滚珠丝杠副的故障诊断与维修
一、任务描述
1、知识目标：了解滚珠丝杠副故障的常见现象；分析滚珠丝杠副产生故障的原因；掌握滚珠丝杠副排除故障的措施。
2、能力目标：训练综合表达能力（文字、口头）；提高分析与解决问提的能力；培养学生的机电设备安装与维修职业岗位意识和团队协作意识。
3、教学重点：滚珠丝杠副常见故障分析
4、教学难点：滚珠丝杠副常见故障分析与排除
二、激发学生的学习积极性
通过引导文，来激发学生学习的主动性和积极性。
现设计引导文字和引导问题如下：
（一）引导文字
滚珠丝杠副是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
滚珠丝杠副由螺杆、螺母和滚珠组成。
它的功能是将旋转运动转化成直线运动。
由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
滚珠丝杠副的特点：
（1）与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。
与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副
的1/3。
在省电方面很有帮助。
（2）高精度的保证滚珠丝杠副是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。
（3）微进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。
（4）无侧隙、刚性高滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。
（5）高速进给可能滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
（二）引导问题
（1）滚珠丝杠副的轴向间隙如何调整？
（2）怎样实现滚珠丝杠副的防护？
（3）怎样对滚珠丝杠副进行润滑？
（4）滚珠丝杠副常见的故障现象有哪些？一般的产生原因是什么？排除故障采用什么方法？
三、咨询
学生为了解决引导问题，需要利用各种媒体进行咨询，比如通过网络查找资料，通过图书馆检索资料，到市场上去调研，到工作现场去咨询技术人员等。
总之，利用一切可能的手段解决上述的引导问题。
四、计划
学生通过借助引导材料独立制订自己的工作计划。
比如排除滚珠丝杠副故障
需要的基本技术，需要的仪器、仪表和工具等，检修故障需采用的基本方法，时间安排，小组分工等。
五、决策
在这个阶段可以采用教师和学生进行角色互换的方式，教师设置故障，学生扮演维修工角色进行故障分析和排除，也可以采用头脑风暴法让学生分别说出故障产生的原因及排除办法。
1、故障现象：滚珠丝杠副噪声。
原因分析：这类故障多数是由于丝杠支承的压盖压合情况不好，或丝杠支承轴承破损，或电动机与丝杠联轴器松动，或丝杠润滑不良，或滚珠丝杠副滚珠有破损等引起的。
排除故障的方法分别是调整轴承压盖，使其压紧轴承端面，或更换新轴承，或拧紧联轴器锁紧螺钉，或改善润滑条件，或更换新滚珠等。
2、故障现象：滚珠丝杠运动不灵活。
原因分析：这类故障多数是由于轴向预紧力太大，或丝杠与导轨不平行，或螺母轴线与导轨不平行，或丝杠弯曲变形等引起的。
排除故障的方法分别是调整轴向间隙和预加载荷，或调整丝杠支座位置，或调整螺母位置，或校直丝杠等。
六、实施
4-6人一组，共分3组，组长分好工。
根据滚珠丝杠副产生故障的现象，查阅相关的维修手册，初步判断故障类型，然后采取相应的措施排除故障。
滚珠丝杠副故障大部分是由于运动质量下降、反向间隙过大、机械爬行、润滑不良等原因造成的。
表11-7是滚珠丝杠副常见故障以及诊断方法。
表11-7 滚珠丝杠副常见故障以及诊断方法
七、检查
这个阶段是穿插在实施过程中的，学生独立检查和评估自己的工作结果。
八、评价
分为三个层次进行评定，即教师、组内、组间，每个层面的评定内容有所不同。
其评价方法如表11-8所示。
制定评价内容及标准，建立能力的评定等级，项目成绩评定等，如表11-9~表11-13所示。
表11-8 评价方法
本课程贯彻综合化考核原则，理论知识与实践技能考核相结合，单一能力与综合能力考核相结合，个别与群体考核相结合，全面考核学生的知识、能力和综合素质。
以过程考核为主，考核涵盖项目全过程，主要从项目操作实施来进行考核。
由于实施了任务驱动教学法，为实施过程考核提供了条件。
本课程采用过程
考评（任务考评）与期末考评（课程考评）相结合的方法，强调过程考评的重要性。
过程考评占70分，期末考评占30分，具体见表，取代了依靠一次期末考试来确定成绩的方式。
表11-9 考核评价要求
每个学习项目的过程考核都有详细标准，下面是一个学习项目的考核标准。
表11-10 考核方式与标准
表11-11 项目公共考核评价标准
表11-12能力的评定等级
表11-13项目成绩评定
注：合格表示全部项目都能达到三级水平；良好表示60%项目能达四级水平；优秀表示80%项目能达到四级水平。
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