1、 基于机械加工生产中机床爬行现象的研究 摘要： 机床爬行现象是机床常见故障之一，也是机械加工中难以分析和解决的问题之一，其危害特别大，我们必须采取有效措施加以防范 。 多年来，通过对机械加工中机床产生爬行现象时的观察 、 了解 、 实验和统计分析与研究，从中摸索出其产生爬行时的一些规律，找到了引起爬行的主要原因和解决办法 。 这里就其产生的机理 、 常见类型 、 产生原因及防止措施加以归纳，对机械加工生产具有一定的参考价值 。 关键词： 机床；爬行；分析；对策 机床产生爬行现象是机床常见故障之一，也是操作者最害怕遇到的问题 。 因为， 一旦产生爬行现象，不仅会影响到机床的定位精度 、 工件加工
2、的精度和表面 品质，而且会造成摩擦副的磨损加剧，影响其运动部件的使用寿命 。 在精密 、 自动化及大型机床上，爬行的危害更大 。 是否有爬行现象其是评价机床性能品质的一个重要指标 。 根据生产现场实践，就其产生的机理 、 常见类型 、 产生原因及防止措施加以归纳，仅供同行们参考，对机械加工生产具有一定的参考价值 。 1 概述 机床产生爬行现象是一个很复杂的问题，其是因摩擦而产生的非线性自激振动的现象 。 当机床运动部件作低速运动时，由于摩擦面上的摩擦系数随着运动速度的增加而减小 和传动系统的刚度不足，当摩擦面处于边界和混合摩擦状态时，摩擦系数的变化是非线性的 。 此时，虽然主动件作匀速运动，但
3、从动件往往会出现时走时停 、 时快时慢的现象，这种现象就称为机床运动部件的爬行 。 机床产生爬行的原因很多，主要与导轨面的摩擦特性 、 材料 、 加工方法 、 载荷 、 本身刚度 、 润滑油的摩擦特性 、 进给驱动系统的振动等有关，且与机床的 调整 、 修理 、 维护保养及使用也有关 。 既有单一的影响因素，也有综合的影响因素 。 2 故障类型及解决对策 根据多年观察分析统计，把常见的机床爬行故障类型 、 产生原因及防止措施归纳如下： 2.1 机床液压系统引发的爬行故障 在磨床 、 龙门铣床 、 龙门刨床 、 镗床 、 镗铣床等机床中，因液压系统问题最容易引起爬行故障 。 （ 1）产生原因 一
4、方面，由于油缸与活塞的配合面间的密封不良，或磨损间隙过大，或油缸内孔被拉伤，或油缸两端盖的密封圈磨损与老化等所引起泄漏 。 当油箱 、 油缸或者管接头密封不严时，易造成油泵从泄漏处大量吸收空气；另一方面，因回油管离油面较近，或当油泵吸油管接近油面时，使得可压缩性较大的空气进入了系统，造成油压下降 、 动力不足而产生爬行故障 。 （ 2）防止措施 如果拉伤或者磨损较轻，则可采用珩磨修复；反之 则采用镗磨修复 2，但需要重新配作活塞，配合间隙一般应控制在 0.06 mm 范围内 。 在机床启动后，先将工作台快速往复空运行 10 min 左右使空气从回油管中排除干净，然后再正常运行，同时要注意保持滤
5、油器的干净 。 此外，尽可能将油泵安装在油箱的油面 以下，加长回油管至油面以下 2/3 处，保证油箱的密封可靠等 。 2.2 进给传动机构刚度不足引发的爬行故障 （ 1）产生原因 一方面，是因其传动部件本身 、 或支架 、 或紧固件刚度不足，在传动压力作用时，出现振动或者弹性状态现象，导致不能均匀而平稳地传递动力；另一方 面，是因传动机构路线较长，摩擦阻力较大而抵消了一部分动力，导致传动机构动力不足，从而引起的机床爬行故障 。 （ 2）防止措施 从设计 、 加工 、 装配等方面，提高进给传动机构系统刚度，缩短传动路线，减小摩擦阻力损失，避免弹性状态出现等 。 2.3 机床载荷过大引发的爬行故障
6、 （ 1）产生原因 对于大型机床，由于载荷较大，致使导轨接触面间的润滑油膜很难保证充足和均匀；同时，滑动导轨在运动过程中，由于接触摩擦面积大，油膜分布不均匀，加上导轨面间的挤压作用和往复运动，挤走了处于临界润滑状态的极薄层的润滑油膜，从而引起导轨摩擦面 的直接接触，造成静 、 动摩擦系数之差较大，引起机床爬行故障 。 （ 2）防止措施 在工作中，应尽可能减轻导轨面载荷，尤其是不要超单位面积载荷使用；同时保持润滑油充足和均匀，并采用自润滑性好的材料，以减少静 、 动摩擦系数之差 。 2.4 机床上转动件的平衡性差引发的爬行故障 （ 1）产生原因 由于机床上电动机或其它高速转动件的动平衡性差，其动
7、态不平衡点的离心力引起振动，此振动将会波及到机床导轨，从而引起机床导轨爬行故障 。 （ 2）防止措施 对机床上电动机或其它高速转动件进行动平衡；此外，在其底部装填橡胶 、羊毛毡等软材料，以 减少或消除机械振动对机床导轨部位的影响 。 2.5 导轨伤痕差引发的爬行故障 （ 1）产生原因 机床在使用中，由于润滑不良 、 或无防护装置 、 或密封不良 、 或机床导轨维护保养不好等原因，很容易造成导轨面不同程度的咬伤 、 拉毛伤痕现象，致使 导轨面表面粗糙度增大，摩擦力增大，工作台不能保持匀速运动而引起机床导轨爬行故障 。 （ 2）防止措施 保证润滑可靠，加装防护 、 密封装置，使导轨经常保持清洁 、
8、 润滑良好状态；对于有咬伤 、 拉毛部位，应采取喷涂 、 焊接 、 电刷镀等技术修复 。 2.6 机床润滑油品质问题引发的爬行故障 （ 1）产生原因 润滑油在工作温度条件下很容易与空气中的氧发生氧化反应，其产物是一种胶状物，如果它粘附在导轨面上，不仅使其易产生酸性腐蚀，而且会使其摩擦面 丧失润滑性而发涩，从而引起机床导轨爬行故障 。 （ 2）防止措施 根据机床类型正确选择润滑油（主要包括润滑油的种类 、 牌号，特别是粘度），对机床回油进行降温，定期更换润滑油和检查其酸值等 。 3 结束语 综上所述，机床爬行是一个非常杂的问题，是机床常见故障之一，其危害很大 。 因此，我们在机床使用的实践中，首先要客观地分析机床常见爬行故障的类型及其产生原因，然后才能采取恰当的方法 加以消除 。 这是机床使用 、 维护和保养中的一项重要工作内容，我们必须高度重视 。 参考文献： 1 冯辛安 . 机械制造装备设计 M. 北京 : 机械工业出版社， 2006. 2 吴先文 . 机械设备维修技术 M. 北京 : 人民邮电出版社， 2008.
