滚珠丝杠副的故障诊断与维修教案.pdf

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1、滚珠丝杠副的故障诊断与维修滚珠丝杠副的故障诊断与维修一、任务描述一、任务描述1、知识目标：了解滚珠丝杠副故障的常见现象；分析滚珠丝杠副产生故障的原因；掌握滚珠丝杠副排除故障的措施。2、能力目标：训练综合表达能力（文字、口头）；提高分析与解决问提的能力；培养学生的机电设备安装与维修职业岗位意识和团队协作意识。3、教学重点：滚珠丝杠副常见故障分析4、教学难点：滚珠丝杠副常见故障分析与排除二、激发学生的学习积极性二、激发学生的学习积极性通过引导文，来激发学生学习的主动性和积极性。现设计引导文字和引导问题如下：（一）引导文字（一）引导文字滚珠丝杠副是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动

2、的理想的产品。滚珠丝杠副由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。滚珠丝杠副的特点：（1）与滑动丝杠副相比驱动力矩为 1/3由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到 1/3 以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的 1/3。在省电方面很有帮助。（2）高精度的保证滚珠丝杠副

3、是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。（3）微进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。（4）无侧隙、刚性高滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。（5）高速进给可能滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。（二）引导问题（二）引导问题（1）滚珠丝杠副的轴

4、向间隙如何调整？（2）怎样实现滚珠丝杠副的防护？（3）怎样对滚珠丝杠副进行润滑？（4）滚珠丝杠副常见的故障现象有哪些？一般的产生原因是什么？排除故障采用什么方法？三、咨询三、咨询学生为了解决引导问题，需要利用各种媒体进行咨询，比如通过网络查找资料，通过图书馆检索资料，到市场上去调研，到工作现场去咨询技术人员等。总之，利用一切可能的手段解决上述的引导问题。四、计划四、计划学生通过借助引导材料独立制订自己的工作计划。比如排除滚珠丝杠副故障需要的基本技术，需要的仪器、仪表和工具等，检修故障需采用的基本方法，时间安排，小组分工等。五、决策五、决策在这个阶段可以采用教师和学生进行角色互换的方式，教师设置

5、故障，学生扮演维修工角色进行故障分析和排除，也可以采用头脑风暴法让学生分别说出故障产生的原因及排除办法。1、故障现象：滚珠丝杠副噪声。原因分析：这类故障多数是由于丝杠支承的压盖压合情况不好，或丝杠支承轴承破损，或电动机与丝杠联轴器松动，或丝杠润滑不良，或滚珠丝杠副滚珠有破损等引起的。排除故障的方法分别是调整轴承压盖，使其压紧轴承端面，或更换新轴承，或拧紧联轴器锁紧螺钉，或改善润滑条件，或更换新滚珠等。2、故障现象：滚珠丝杠运动不灵活。原因分析：这类故障多数是由于轴向预紧力太大，或丝杠与导轨不平行，或螺母轴线与导轨不平行，或丝杠弯曲变形等引起的。排除故障的方法分别是调整轴向间隙和预加载荷，或调整

6、丝杠支座位置，或调整螺母位置，或校直丝杠等。六、实施六、实施4-6 人一组，共分 3 组，组长分好工。根据滚珠丝杠副产生故障的现象，查阅相关的维修手册，初步判断故障类型，然后采取相应的措施排除故障。滚珠丝杠副故障大部分是由于运动质量下降、反向间隙过大、机械爬行、润滑不良等原因造成的。表 11-7 是滚珠丝杠副常见故障以及诊断方法。表表 11-711-7 滚珠丝杠副常见故障以及诊断方法滚珠丝杠副常见故障以及诊断方法序故障故障原因导轨的润滑油不足够，致使加工1件粗糙度值高溜板爬行滚珠丝杠有局部拉毛或研损丝杠轴承损坏，运动不平稳伺服电动机未调整好，增益过大丝杠轴联轴器锥套松动丝杠轴滑板配合压板过紧或

7、反向误差大，2加工精度不稳定过松丝杠轴滑板配合楔铁过紧或过松滚珠丝杠预紧力过紧或过松滚珠丝杠螺母端面与结合面不垂直，结合过松丝杠支座轴承预紧力过紧或过松排除方法号现象加润滑油，排除润滑故障更换或修理丝杠更换损坏轴承调整伺服电动机控制系统重新紧固并用百分表反复测试重新调整或修研，用 0.03mm 塞尺不入为合格重新调整或修研，使接触率达 70以上，用 0.03mm 赛尺不入为合格调整预紧力，检查轴向窜动值，使其误差不大于 0.015mm修理、调整或加垫处理修理调整滚珠丝杠制造误差大或轴向窜动润滑油不足或没有其他机械干涉二滑板配合压板过紧或研损滚珠丝杠螺母反向器损坏，滚珠丝杠3在运转中转矩过大滚珠

8、丝杠卡死或轴端螺母预紧力过大丝杠研损伺服电动机与滚珠丝杠联接不同轴无润滑油超程开关失灵造成机械故障伺服电动机过热报警丝杠4螺母润滑不良滚珠5丝杠副噪声七、检查七、检查滚珠丝杠轴承压盖压合不良滚珠丝杠润滑不良滚珠产生破损电动机与丝杠联轴器松动油管是否堵塞分油器是否分油用控制系统自动补偿能消除间隙，用仪器测量并调整丝杠窜动调节至各导轨面均有润滑油排除干涉部位重新调整或修研压板，使 0.04mm 塞尺塞不入为合格修复或更换丝杠并精心调整更换调整同轴度并紧固连接座调整润滑油路检查故障并排除检查故障并排除检查定量分油器清除污物使油管畅通调整压盖，使其压紧轴承检查分油器和油路，使润滑油充足更换滚珠拧紧联轴

9、器锁紧螺钉这个阶段是穿插在实施过程中的，学生独立检查和评估自己的工作结果。八、评价八、评价分为三个层次进行评定，即教师、组内、组间，每个层面的评定内容有所不同。其评价方法如表 11-8 所示。制定评价内容及标准，建立能力的评定等级，项目成绩评定等，如表 11-9表 11-13 所示。表表 11-811-8 评价方法评价方法关键环节自评教师扮演的角色学生扮演的角色协助学生展示自己的学习效果，引导学生上台总结，表达学生从多个角度加以评价教师对完成的项目进行总结与回顾，展示，欣赏，分享，相对完成较好组员的表现进行当堂认互评价互评可，然后就主要问题进行集中解决。评定从两方面入手，即结果性评价和过程性评

10、价。评价内容：过程性评价主要是考察学认真听取教师点评，并生的组员的学习能力、协作能力、工反思不足作态度；结果性评价主要是考察学生教师评价是否达到了学习目标，如工具使用正确、布线合理、检测方法正确、操作顺序得当、达到预期效果。就训练中出现的主要问题进行分析，并提出解决方法。提出新问题诱导，拓展知识面产生新的学习需求本课程贯彻综合化考核原则，理论知识与实践技能考核相结合，单一能力与综合能力考核相结合，个别与群体考核相结合，全面考核学生的知识、能力和综合素质。以过程考核为主，考核涵盖项目全过程，主要从项目操作实施来进行考核。由于实施了任务驱动教学法，为实施过程考核提供了条件。本课程采用过程考评（任务

11、考评）与期末考评（课程考评）相结合的方法，强调过程考评的重要性。过程考评占 70 分，期末考评占 30 分，具体见表，取代了依靠一次期末考试来确定成绩的方式。表表 11-911-9考核评价要求考核评价要求考过程考评（项目考评）70%期末考评（卷评方式素质考评工单考评实操考评面考评）30%考由指导教师根据学生表现集由主讲教师由实训指导教师按照教考分离评中考评实施根据学生完对学生进行项目原则，由学校成的工单情操作考评况考评教务处组织考评。严格遵循生产纪律和5S 操认真撰写和积极回答问题、建议题型：单考评要作规范，主动协助小组其他完成任务工掌握工作规范和向选择、多项成员共同完成工作任务，任单，准确完

12、技巧，任务方案选择、判断、务完成后清理场地等整、字迹工正确、工具使用问答题、论述整正确、操作过程正确、任务完成良好注造成设备损坏或人身伤害的本项目计 0 分题求每个学习项目的过程考核都有详细标准，下面是一个学习项目的考核标准。表表 11-1011-10考核方式与标准考核方式与标准建项目 考核点及占项目编号分值比议考核方式优良及格评价标准成绩比例（%）教1根据引导文通过咨询识别滚珠丝杠故障、查找相关资料（10%）师评价+互评教师2分析故障现象、找出故障原因（20%）项目3.13.排除故障（30%）评价+互评教师评价+自评教4工作单（15%）师评价5 项目公共考核点（25%）表表 11-1111-

13、11项目公共考核评价标准项目公共考核评价标准填写规范、内容完整，有详细过程记录和分析，并能提出一些新的建议填写规范、内容完整，有详细过程记录和分析通过仪器、仪表和工具能快速正确排除滚珠丝杠故障通过仪器、仪表和工具能正确排除滚珠丝杠故障通过仪器、仪表和工具能排除滚珠丝杠故障能快速准确分析出滚珠丝杠的故障现象及产生的原因能准确分析出滚珠丝杠的故障现象及产生的原因能分析出滚珠丝杠的故障现象及产生的原因10根据引导文通过咨询能快速准确识别滚珠丝杠故障、查找相关资料根据引导文通过咨询能准确识别滚珠丝杠故障、查找相关资料根据引导文通过咨询能识别滚珠丝杠故障、查找相关资料填写规范、内容完整，有较详细过程记录

14、见表 11-11项目公共考核点建议考核方式优具有良好的职业操守：评价标准良及格职业道德安全生产（30%）教师评价+自评+互评敬业、守时、认真、负责、吃苦、踏实；安全、文明工作：正确准备个人劳动保护用品；正确采用安全措施保护自己，保证工作安全安全、文明工作，职业操守较好没出现违纪违规现象学习态度（20%）团队协作精神（15%）互评教师评价学习积极性高，虚心好学学习积极性较高具有良好的 团队合作精神，能帮助小组其他成员在教师的指导下，能主动地、独立地学习，有创新精神；能用专业语言正确、较为流利地阐述项目能根据工作任务，对资源进行合理配合，同时较正确控制、激励和协没有 厌学现象具有良好的 团队合作精

15、神，热心帮助小组其他成员能配合小组完成任务能创造性地学习和运用创新精神和能力（15%）互评+教师评价所学知识，在教师的指导下，能主动地、独立地学习，并取得创造性学习成就；能用专业语言正确流利地展示项目成果在教师的指导下，能主动地、独立地学习；能用专业语言基本正确地阐述项目能根据工作任务，对资源进行分配，同时控制、激励和组织实施能力（20%）能根据工作任务，对资互评+教师评价源进行合理配合，同时正确控制、激励和协调小组活动过程调小组活动过程协调小组活动过程，无重大失误表表 11-1211-12 能力的评定等级能力的评定等级C.能高质、高效地完成此项技能的全部内容，并能指导他人完成4B.能高质、高效地完成此项技能的全部内容，并能解决遇到的特殊问题A.能高质、高效地完成此项技能的全部内容。321能高质、高效地完成此项技能的全部内容，并不需任何指导能高质、高效地完成此项技能的全部内容，并偶尔需要帮助和指导能高质、高效地完成此项技能的部分内容，但在现场的指导下，能完成此项技能的全部内容表表 11-1311-13 项目成绩评定项目成绩评定教师评语及改进意见学生对课业成绩的反馈意见注：合格表示全部项目都能达到三级水平；良好表示60%项目能达四级水平；优秀表示 80%项目能达到四级水平。