气动系统的故障与维修

6.5.2　气动系统的故障与维修

1．气动系统工作原理

数控机床上的气动系统用于主轴锥孔吹气和开关防护门。

有些加工中心依靠气液转换装置实现机械手的动作和主轴松刀。如图6-29所示为加工中心的气动控制原理图。

2．气动系统维护要点

（1）保证供给洁净的压缩空气。压缩空气中通常都含有水分、油分和粉尘等杂质。水分会使管道、阀和气缸腐蚀；油分会使橡胶、塑料和密封材料变质；粉尘造成阀体动作失灵。选用合适的过滤器，可以清除压缩空气中的杂质，使用过滤器时应及时排除积存的液体，否则，当积存液体接近挡水板时，气流仍可将积存物卷起。

图6-29　定量泵压力控制回路

（2）保证空气中含有适量的润滑油。大多数气动执行元件和控制元件都要求适度的润滑。如果润滑不良将会发生以下故障：①由于摩擦阻力增大而造成气缸推力不足，阀芯动作失灵；②由于密封材料的磨损而造成空气泄漏；③由于生锈造成元件的操作及动作失灵。

润滑的方法一般采用油雾器进行喷雾润滑，油雾器一般安装在过滤器和和减压阀之后。油雾器的供油量一般不宜过多，通常每10m³的自由空气供1mL的油量（40～50滴油）。检查润滑是否良好的一个方法是：找一张清洁的白纸放在换向阀的排气口附近，如果阀在工作3～4个循环后，白纸上只有很轻的斑点时，表明润滑是良好的。

（3）保持气动系统的密封性。漏气不仅增加了能量的消耗，也会导致供气压力的下降，甚至造成气动元件工作失常。严重的漏气在气动系统停止运行时，由漏气引起的响声很容易发现；轻微的漏气则利用登记表或用涂抹肥皂水的办法进行检查。

（4）保证气动元件中运动零件的灵敏性从空气压缩机排出的压缩空气，包含有粒度为0.01～0.08μm的压缩机油微粒，在排气温度为120℃～220℃的高温下，这些油粒会迅速氧化，氧化后油粒颜色变深，黏性增大，并逐步液态固化成油泥。这种微米级以下的颗粒，一般过滤器无法滤除。当它们进入到换向阀后便附着在阀芯上，使阀的灵敏度逐步降低，甚至出现动作失灵，将油泥分离出来。此外，定期清洗阀也可以保证阀的灵敏度。

（5）保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度。调节工作压力时，压力表应当可靠，读数准确。减压阀与节流阀调节好后，必须紧固调压阀盖或锁紧螺母。

3．气动系统维修实例

实例1　刀柄与主轴的故障维修

故障现象：TH5840立式加工中心换刀时，主轴锥孔吹气，把含有铁锈的水分子吹出，并附着在主轴锥孔和刀柄上。刀柄和主轴接触不良。

分析及处理过程：TH5840立式加工中心气动控制原理图如图6-30所示。故障产生的原因是压缩空气中含有水分。如采用空气干燥机，使用干燥后的压缩空气问题即可解决。若受条件限制，没有空气干燥机，也可在主轴锥孔吹气的管路上进行两次分水过滤，设置自动放水装置，并对气路中相关零件进行防锈处理，故障即可排除。

实例2　松刀动作缓慢的故障维修

故障现象：TH5840立式加工中心换刀时，主轴松刀动作缓慢。

分析及处理过程：根据图6-30所示的气动控制原理图进行分析，主轴松刀动作缓慢的原因有：①气动系统压力太低或流量不足；②机床主轴拉刀系统有故障，如碟型弹簧破损等；③主轴松刀气缸有故障。根据分析，首先检查气动系统的压力，压力表显示气压为0.6MPa，压力正常；将机床操作转为手动，手动控制主轴松刀，发现系统压力下降明显，气缸的活塞杆缓慢伸出，故判定气缸内部漏气。拆下气缸，打开端盖，压力活塞和活塞环，发现密封环破损，气缸内壁拉毛。更换新的气缸后，故障排除。

图6-30　某立式加工中心的气动控制原理图