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机床传动系统磨损故障诊断的常用技术

2021-06-12 10:31:48

现代机床传统系统都具有良好的润滑条件,当传动系统零部件接触表面发生磨损时,形成的磨损产生物,经过润滑油的冲刷后,进入润滑系统的油液循环。润滑油可以看作机床的“血液”,它流经机床的各个摩擦接触部位,携带了大量反映这些零部件健康与否的信息元一磨损微粒。因此,只要采样分析机床传动系统的润滑油,也就是给机床“验血”,就可以推断机床传动系统当前的磨损状态。
另外,机床传动系统具有密闭性和不易拆卸的特点,因此,在机床传动系统的磨损状态监控与故障诊断中,润滑油的光谱分析、铁谱分析、磁塞监测以及润滑油油品分析等免拆卸的故障诊断技术就具有无与伦比的优越性。下面简要介绍以上这几种常用的磨损状态监控技术以及它们的适用范围和局限性。
1)光谱监测技术
光谱分析是通过测量样品吸收、发射或散射的电磁辐射的量而对样品进行分析的。在光谱分析方法中,如果测量的是原子对紫外一可见辐射的吸收,这种方法就是原子吸收光谱法或原子吸收分光光度法(AAS);如果检测的原子或分子对红外区域的吸收,则称这种方法为红外光谱。如果样品原子或离子最初的激发不是由于吸收紫外一可见辐射而引起的,而是火焰的热能或放电的电能,而且测量的是发射的辐射,那么,这种分析技术就称为原子发射光谱(AES)。
2)铁谱监测技术
铁谱分析技术是利用高梯度的强磁场作用,将机器润滑介质中的各种磨损微粒按尺寸大小依次沉积在透明载体上,并对这些微粒进行光学测量、观察和分析的技术。铁谱技术的作用主要包括三个方面:其一,将润滑剂或工作介质中的铁磁性微粒按一定的沉积规律收集下来,收集微粒的尺寸范围为1~200μm。一般来说,正常磨损产生的微粒,其尺寸小于10~15μm;各种失效磨损开始时产生的微粒为15~200μm。因此,铁谱分析覆盖了大多数磨损形式可能产生的微粒尺寸范围。其次,铁谱技术通过对微粒沉积区的光密度测量,可以确定磨损发展趋势,预报磨损故障。最后,铁谱分析可以观察磨损微粒的表面形貌。因此,可以在不拆卸、不停止机器运转的条件下了解零件的磨损状态。
3)油品分析技术
油品分析是指对润滑油的粘度、闪点等理化参数进行测量,从而监测润滑系统的工作状况。润滑油品质下降可以导致多种润滑系统故障,润滑油粘度可以反映润滑油的润滑性能,而润滑油闪点也是常用来检测润滑系统密封效果的一个监测项目。
4)磁塞监测技术
磁塞又称磁性碎屑探测器,可分为普通磁性碎屑探测器、信号式磁性碎屑探测器及信号式油滤等几种,是目前广泛使用的一种在线润滑油监测技术。其中,信号式磁性碎屑探测器和信号式油滤应用较为广泛,是用带信号传感功能的磁性螺堵或油滤来收集润滑油中携带的磨损颗粒,当其上的磨粒积累到一定数量时,由润滑油流动的液压力或者磁性元件的磁通量变化启动相应的报警系统。