加工中心气压传动系统的日常维护方法

一、实训目标

（1）了解空气压缩机的工作特点和选用方法。

（2）理解后冷却器、干燥器、油水分离器的工作原理。

（3）掌握VMC600型立式加工中心刀库气压传动系统常见故障及其处理方法。

二、实训准备

（1）阅读教材，参考资料，查阅网络。

（2）实验仪器与设备：VMC600型立式加工中心、扳手、刷子、柴油等。

三、相关知识

VMC600型立式加工中心采用斗笠式刀库，具有16个刀位，如图5-46所示。在加工中心进行自动换刀时，由气缸驱动刀盘前后移动，与主轴的上下左右方向的运动进行配合来实现刀具的装卸，并要求在运行过程中稳定、无冲击。结合加工中心气动换刀系统原理图，了解加工中心换刀过程中的主轴定位、主轴松刀、拔刀、吹气、插刀五个步骤。

图5-46　斗笠式刀库

1.气源装置

气源装置是加工中心气压传动系统的动力部分，这部分元件性能的好坏直接关系到气压传动系统能否正常工作；气动辅助元件更是气压传动系统正常工作必不可少的组成部分。

气源装置主要由气压发生装置，净化、储存压缩空气的装置和设备，管道系统，气动三联件这四个部分组成。

（1）气压发生装置。

空压机是气压发生装置，利用空压机将电动机机械能转化为气体压力能，然后在控制元件的控制和辅助元件的配合下，通过执行元件把空气的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外做功。

空压机的选用原则：主要根据气压传动系统需要的两个主要参数来选择，即工作压力p和流量q。根据表5-10所示进行选用。具体选用方法可以查询相关手册。

表5-10　空压机的选用

（2）气源净化装置。

气源净化装置包括后冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器、分水滤气器。

①后冷却器（图5-47）。

作用：冷却压缩空气，使其中的水蒸气和油雾冷凝成水滴和油滴，以便进行下一步处理。

分类：水冷和风冷两种形式。其中水冷式要强迫冷却水沿着空气流动的反方向流动来进行冷却。

②油水分离器（图5-48）。

作用：将压缩空气中的冷凝水和油污等杂质分离出来，初步净化压缩空气。

图5-47　后冷却器原理

图5-48　油水分离器

③储气罐（图5-49）。

作用：储存一定数量的压缩空气，减少输出气流脉动，保证气流的连续性，减弱管道振动，进一步分离压缩空气中的水分和油分。

选择容积时，可参考经验公式。

④干燥器（图5-50）。

作用：进一步除去压缩空气中含有的水分、油分、颗粒杂质等，使其干燥，用于对气源质量要求较高的气动装置、气动仪表等。

图5-49　储气罐

图5-50　冷冻式干燥器

⑤分水滤气器。

作用：二次过滤，进一步分离水分、过滤杂质。

在气动系统中，根据进气方向把分水滤气器、减压阀、油雾器称为气动三联件。三联件是气动元件和气动系统使用压缩空气质量的最后保证，应装在用气设备附近。(www.xing528.com)

2.加工中心刀库气压传动系统

加工中心刀库气压传动系统可能会出现的故障及其处理方法如下：

（1）气动执行元件（气缸）故障。

由于气缸装配不当和长期使用，气动执行元件（气缸）易发生内、外泄漏，输出力不足和动作不平稳，缓冲效果不良，活塞杆和缸盖损坏等故障现象。

①气缸出现内、外泄漏，一般是由活塞杆安装偏心、润滑油供应不足、密封圈和密封环磨损或损坏、气缸内有杂质及活塞杆有伤痕等造成的。所以，当气缸出现内、外泄漏时，应重新调整活塞杆的中心，以保证活塞杆与缸筒的同轴度；须经常检查油雾器工作是否可靠，以保证执行元件润滑良好；当密封圈和密封环出现磨损或损坏时，须及时更换；若气缸内存在杂质，应及时清除；活塞杆上有伤痕时，应更换新的活塞杆。

②气缸的输出力不足和动作不平稳，一般是由活塞或活塞杆被卡住、润滑不良、供气量不足，或缸内有冷凝水和杂质等造成的。对此，应调整活塞杆的中心；检查油雾器的工作是否可靠；供气管路是否被堵塞。当气缸内存有冷凝水和杂质时，应及时清除。

③气缸的缓冲效果不良，一般是由缓冲密封圈磨损或调节螺钉损坏导致的。此时，应更换密封圈和调节螺钉。

④气缸的活塞杆和缸盖损坏，一般是由活塞杆安装偏心或缓冲机构不起作用造成的。对此，应调整活塞杆的中心位置；更换缓冲密封圈或调节螺钉。

（2）气动辅助元件故障。

气动辅助元件的故障主要有油雾器故障、自动排污器故障、消声器故障等。

①油雾器的故障有：调节针的调节量太小、油路堵塞、管路漏气等都会使液态油滴不能雾化。对此，应及时处理堵塞和漏气的地方，调整滴油量，使其达到5滴/min左右。正常使用时，油杯内的油面要保持在上、下限范围之内。对油杯底部沉积的水分，应及时排除。

②油水分离器内的油污和水分有时不能自动排除，特别是在冬季温度较低的情况下尤为严重。此时，应将其拆下并进行检查和清洗。

③当换向阀上装的消声器太脏或被堵塞时，也会影响换向阀的灵敏度和换向时间，故要经常清洗消声器。

四、实训内容

（1）通过观察生产车间气压传动系统配套设备绘制气压传动系统电路连接简图。

（2）分小组对实训车间加工中心的气压传动系统的执行元件进行故障检查及维护。

（3）分小组对实训车间加工中心的气压传动系统的气动辅助元件进行故障检查及维护。

五、实训步骤

（1）分组对实训车间气压传动系统配套设备（图5-51），学生自己绘制气压传动系统电路连接简图。

（2）查看气压传动系统元件有无明显变形损坏。

（3）气动执行元件故障检查及处理。

①气缸是否出现内、外泄漏。当气缸出现内、外泄漏时，应重新调整活塞杆的中心，以保证活塞杆与缸筒的同轴度；须经常检查油雾器工作是否可靠，以保证执行元件润滑良好；当密封圈和密封环出现磨损或损坏时，须及时更换；若气缸内存在杂质，应及时清除；活塞杆上有伤痕时，应更新。

图5-51　气压传动系统配件连接示意

加工中心气压控制系统

②观察气缸动作是否平稳，若不平稳，应调整活塞杆的中心；检查油雾器工作是否可靠；供气管路是否被堵塞。当气缸内有冷凝水和杂质时，应及时清除。

（4）气动辅助元件故障的检查及处理。

①油雾器的故障。应及时处理堵塞和漏气的地方，调整滴油量，使其达到5滴/min左右。正常使用时，油杯内的油面要保持在上、下限范围之内。对油杯底部沉积的水分，应及时排除，如图5-52所示。

②对气动辅助元件进行清洗。

图5-52　油水分离器的维护

六、注意事项

（1）要注意人身及设备的安全。关闭电源后，方可观察、拆卸机床气压传动系统。

（2）未经指导教师许可，不得擅自任意操作。

（3）对刀库气压传动系统故障的检查处理要按规定时间完成，使一切动作符合基本操作规范，并注意安全。

（4）实验完毕后，要注意清理现场。

七、学习评价

加工中心气压传动系统的日常维护评价见表5-11。

表5-11　加工中心气压传动系统的日常维护评价