滾珠絲杠導(dǎo)程誤差與故障

在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)械設(shè)備的故障診斷技術(shù)越來(lái)越受到重視，如果設(shè)備出現(xiàn)故障而又未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除，其結(jié)果不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備本身?yè)p壞，甚至可能造成機(jī)毀人亡的嚴(yán)重后果，再連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)中，如果關(guān)鍵設(shè)備因故障而不能繼續(xù)運(yùn)行，而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，故障診斷是極為重要的。例如電力系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)組、冶金過(guò)程及化工過(guò)程的關(guān)鍵設(shè)備等等。

在機(jī)械制造領(lǐng)域中，如柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等，故障診斷技術(shù)也具有相同的重要性。然而在機(jī)械制造工業(yè)中，大量的是單件、小批量生產(chǎn)，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)境中，一般機(jī)床設(shè)備操作與質(zhì)量控制主要是靠人進(jìn)行的，這時(shí)故障診斷技術(shù)的地位沒(méi)有前述連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)顯得那么重要。但對(duì)于一些關(guān)鍵性機(jī)床設(shè)備，因故障存在而導(dǎo)致加工質(zhì)量降低，使整個(gè)機(jī)器產(chǎn)品不能保證，這時(shí)故障診斷技術(shù)也不容忽視。

滾珠絲杠是一種高精度、高效率的傳動(dòng)部件，已成為現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)中廣泛應(yīng)用的傳動(dòng)和定位元件之一。由于滾珠絲杠具有眾多的優(yōu)點(diǎn)，滾珠絲杠的應(yīng)用日益廣泛。隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，滾珠絲杠產(chǎn)量的增加，以及高精度絲杠的需求擴(kuò)大，對(duì)滾珠絲杠精度檢測(cè)的要求也越來(lái)越高。螺紋磨床是加工滾珠絲杠的關(guān)鍵設(shè)備，機(jī)床的故障會(huì)使加工的誤差超出精度要求范圍，從而失去高的加工能力。為了提高加工精度，保證加工質(zhì)量，我們必須及時(shí)獲得磨床的故障信息，及時(shí)排除。

滾珠絲杠的故障可按故障性質(zhì)、狀態(tài)的不同而分為以下幾種類型：工作狀態(tài)分有間歇性故障和永久性故障；故障程度分有布局功能失效的故障和整體功能失效的故障；故障形成速度分有突發(fā)性故障和漸進(jìn)性故障；故障程度及形成速度分為有突發(fā)性故障和暖變性故障；故障形成的原因分為操作或管理失誤形成的故障和機(jī)器內(nèi)在原因形成的故障；故障形成的后果分有危險(xiǎn)故障和非危險(xiǎn)故障；故障形成的時(shí)間分有早期故障、隨時(shí)間變化的故障和隨機(jī)性故障。

滾珠絲杠運(yùn)行過(guò)程是動(dòng)態(tài)過(guò)程，就其本質(zhì)而言是隨機(jī)過(guò)程。在不同時(shí)刻的觀測(cè)數(shù)據(jù)是不可重復(fù)的，用檢測(cè)數(shù)據(jù)直接判斷運(yùn)行過(guò)程故障是不可靠的，不同時(shí)刻觀測(cè)值是否一致，只能從統(tǒng)計(jì)意義上看是一致的，還是有顯著差別。

從滾珠絲杠的特性來(lái)看，除了諸如連續(xù)性、高散性、間歇性、緩變性、突發(fā)性、隨機(jī)性、趨勢(shì)性和模糊性等一般特性外，機(jī)械設(shè)備都是有成百城成千個(gè)零部件裝配而成，零部件之間相互耦合，這就決定了機(jī)械設(shè)備故障的多層次性，一種故障由多層次故障原因所構(gòu)成。故障現(xiàn)象之間沒(méi)有一一對(duì)應(yīng)的因果關(guān)系。

在滾珠絲杠加工中，絲杠和螺旋線是靠嚴(yán)格保持工件工作臺(tái)移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程的距離來(lái)形成的，在普通螺紋磨床中，保持這個(gè)傳動(dòng)關(guān)系的是靠掛輪和絲杠形成內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果在加工過(guò)程中不能嚴(yán)格保持這種關(guān)系就會(huì)導(dǎo)致滾珠絲杠導(dǎo)程的加工誤差。滾珠絲杠磨削過(guò)程中磨床的傳動(dòng)，砂輪磨削，工件的裝夾，熱變形等誤差源都會(huì)對(duì)加工后得到絲杠導(dǎo)程造成一定的誤差。

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