時間:2018-12-28 17:31:51來源:智造商
保持伺服電機在最佳狀態(tài)下運行,對于任何工業(yè)企業(yè),尤其是機器人或數(shù)控機床等行業(yè)的企業(yè)是至關(guān)重要的,因為伺服電機故障造成的停機成本可能會非常昂貴的,無論是在經(jīng)濟上還是在時間上。
接下來,讓我們來看看一些最常見的伺服電機的故障及其潛在的原因分析,以便設(shè)法避開它們。
1
軸承故障
作為伺服電機中最主要的磨損件,一半以上伺服電機故障通常都?xì)w因于軸承問題。其具體表現(xiàn)多種多樣,輕則電機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生抖動、異響等,重則導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)軸卡死。
值得注意的是,軸承故障如未得到及時的處理,通常還會帶來次生損害。例如,軸承銹蝕的碎屑飛入制動器或電機編碼器,造成更加嚴(yán)重的損失。
影響電機軸承壽命的因素包括:作用在軸承上的軸向負(fù)載、徑向負(fù)載、電機轉(zhuǎn)速、運行溫度及軸承額定參數(shù)。導(dǎo)致軸承故障的原因很多,常見的包括:
不適當(dāng)?shù)臋C械載荷(如過載,徑向不對中,軸向推力,皮帶張力問題)
過度的振動和沖擊
超速運行
軸電流
過熱(導(dǎo)致潤滑損失)
潮濕或進液
污染物(例如,使用不相容的潤滑脂,水冷凝,灰塵/污垢污染)
處理方法:
在使用伺服電機時不能長時間超過額定負(fù)載運行
對于有軸電流的場合,增加導(dǎo)電刷或者采用含絕緣軸承的電機
對伺服電機進行預(yù)防性維護
2
軸封磨損
可能的原因
意外損壞
正常磨損
處理方法:
預(yù)防性維護
根據(jù)使用情況,建議每3個月替換一次,最長不超過12個月。
3
定子及繞組問題
當(dāng)繞組發(fā)生故障時,電機的一部分會發(fā)生短路,導(dǎo)致電機內(nèi)部燒灼。
可能的原因
過載
過壓
缺相
錯誤的接線
不恰當(dāng)?shù)尿?qū)動參數(shù)設(shè)置
環(huán)境溫度過高
冷卻裝置失靈
物理損壞
處理方法:
在使用伺服電機時不能長時間超過額定負(fù)載運行
監(jiān)控電流及電流隨時間的積累
監(jiān)控繞組溫度
4
轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)軸問題
故障現(xiàn)象
轉(zhuǎn)軸斷裂、變形
磁片脫落
可能的原因
過量的振動(例如,徑向錯位,軸向推壓,高度可變的占空周期)
過多的啟動或反轉(zhuǎn)次數(shù),或者啟動/反轉(zhuǎn)之間的間隔太短
過熱(例如,高環(huán)境溫度,過載或轉(zhuǎn)子鎖定操作)
意外的碰撞
對策:
在額定的負(fù)載下運行
避免意外的碰撞
5
電機反饋裝置(旋轉(zhuǎn)變壓器、編碼器等)問題
故障現(xiàn)象
零位(圈數(shù))丟失
旋轉(zhuǎn)變壓器或編碼器磨損
玻璃碼盤碎裂
編碼器電氣故障
可能的原因
對于采用后備電池的編碼器,使用的過程中可能隨著電池電量的耗盡而產(chǎn)生零位丟失的情形,應(yīng)當(dāng)首先檢查電池狀態(tài)。
作為前述電機軸承故障的次生損壞,電機軸承問題也會導(dǎo)致編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器的機械磨損。
長期的電機軸電流不僅可能作用于電機本身的軸承,也將危害到編碼器內(nèi)置的軸承,造成編碼器軸承的燒灼和損壞。
電機運輸或者安裝過程中的沖擊和振動,很容易導(dǎo)致光學(xué)編碼器的玻璃碼盤碎裂。尤其是給電機軸加裝鍵銷、皮帶輪或聯(lián)軸器的時候,一定不能敲擊電機軸。
編碼器除了錯誤的接線以外,不恰當(dāng)?shù)牟季€引起的電磁干擾問題也是導(dǎo)致編碼器電氣故障的主要原因之一。
對策:
取決于具體應(yīng)用環(huán)境,電池的壽命通常為一年或數(shù)年。定期更換電池,可以減少這類意外風(fēng)險?;蛘?,更加一勞永逸的做法是,改用機械多圈的絕對值編碼器。
電機的安裝必須要可靠接地。對于有軸電流的情況,需要考慮使用絕緣軸承和絕緣編碼器或者加裝電機軸接地裝置。
電機的安裝過程中,例如加裝皮帶輪或聯(lián)軸器時,如果不可避免敲擊,可以考慮先將編碼器拆下保存,待全部機械安裝完成后再安裝編碼器。這樣的話,需要在伺服驅(qū)動器中重新調(diào)整編碼器的相位角。
另一種預(yù)防碼盤故障的辦法是,采用近年來開始流行的金屬碼盤編碼器。與玻璃碼盤相比,金屬碼盤的抗振動和抗沖擊性能要提高很多,而在分辨率和精度上則可以與玻璃碼盤旗鼓相當(dāng)。
6
制動裝置(抱閘)問題
電機制動器是用于電源關(guān)閉時,將電機軸制動,防止轉(zhuǎn)動;在制動器通電時,制動器處于釋放狀態(tài)。
故障現(xiàn)象
異響
不能釋放
不能制動(抱死)
可能的原因
來自故障軸承的異物侵入,是常見的引起制動器異響的主要原因。
其次,由于制動器驅(qū)動電路的故障而造成的制動器在失電狀態(tài)下強行運轉(zhuǎn),也會導(dǎo)致制動器的損壞。
對策:值得注意的是,作為電機的靜止保持裝置,制動器不應(yīng)在電機通電的狀態(tài)下,作為電機減速裝置來使用,這樣會加速制動器的磨損。
7
冷卻裝置問題
大部分中小功率的伺服電機都采用是自冷卻。對于功率較大或特殊應(yīng)用場合的伺服電機,也常見風(fēng)冷或者液冷。
故障現(xiàn)象
風(fēng)扇抖動或堵轉(zhuǎn)
冷卻液滲漏
可能的原因
大多數(shù)風(fēng)扇故障的罪魁禍?zhǔn)锥际腔覊m。這是因為灰塵隨著時間的推移,會積累在風(fēng)扇的葉片上。風(fēng)葉負(fù)荷的增加會導(dǎo)致振動繼而損壞。
大多數(shù)的冷卻液滲漏都發(fā)生在連接處,密封失效通常是問題的關(guān)鍵。
意外撞擊造成的物理損傷。
對策
為風(fēng)扇增加濾網(wǎng)并定期更換
定期檢查冷卻裝置
8
電氣連接裝置
這里包括接線端子盒和插座。
故障現(xiàn)象及原因
作為非磨損件,連接裝置的故障多為機械損壞。
對策:使用時應(yīng)多加小心,盡量避免意外。
9
聯(lián)軸器和皮帶輪
連接電機軸需要抗扭剛性聯(lián)軸器或加固型的皮帶。電機工作一段時間后,頻繁的加減速可導(dǎo)致聯(lián)軸器或皮帶變松或滑動,這時候應(yīng)該再次檢查。
故障現(xiàn)象及原因
在安裝聯(lián)軸器和皮帶輪過程中,如果軸受到劇烈沖擊,則可能對電機軸承和/或編碼器造成致命的損壞。
對策:因此在安裝或拆卸過程中,嚴(yán)禁使用工具敲擊軸、聯(lián)軸器或滑輪。嘗試從電機軸上拆下任何設(shè)備時,應(yīng)使用液壓裝置從軸端頂出。
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