滚珠丝杠副的故障诊断与维修教案

1、滚珠丝杠副的故障诊断与维修一、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

2、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

3、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（1）滚珠丝杠副的轴向间隙如何调整？（2）怎样实现滚珠丝杠副的防护？（3）怎样对滚珠丝杠副进行

4、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

5、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，或调整丝杠支座位置，或调整螺母位置，或校直丝杠等。六、实施4-6人一组，共分3组，组长分好工。根据滚珠丝

6、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11-7 滚珠丝杠副常见故障以及诊断方法序号故障现象故障原因排除方法1加工件粗糙度值高导轨的润滑油不足够，致使溜板爬行加润滑油，排除润滑故障滚珠丝杠有局部拉毛或研损更换或修理丝杠丝杠轴承损坏，运动不平稳更换损坏轴承伺服电动机未调整好，增益过大调整伺服电动机控制系统2反向误差大，加工精度不稳定丝杠轴联轴器锥套松动重新紧固并用百分表反复测试丝杠轴滑板配合压板过紧或过松重新调整或修研

7、，用0.03mm塞尺不入为合格丝杠轴滑板配合楔铁过紧或过松重新调整或修研，使接触率达70以上，用0.03mm赛尺不入为合格滚珠丝杠预紧力过紧或过松调整预紧力，检查轴向窜动值，使其误差不大于0.015mm滚珠丝杠螺母端面与结合面不垂直，结合过松修理、调整或加垫处理丝杠支座轴承预紧力过紧或过松修理调整滚珠丝杠制造误差大或轴向窜动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润滑油不足或没有调节至各导轨面均有润滑油其他机械干涉排除干涉部位3滚珠丝杠在运转中转矩过大二滑板配合压板过紧或研损重新调整或修研压板，使0.04mm塞尺塞不入为合格滚珠丝杠螺母反向器损坏，滚珠丝杠卡死或轴端螺母预紧力过大

8、修复或更换丝杠并精心调整丝杠研损更换伺服电动机与滚珠丝杠联接不同轴调整同轴度并紧固连接座无润滑油调整润滑油路超程开关失灵造成机械故障检查故障并排除伺服电动机过热报警检查故障并排除4丝杠螺母润滑不良分油器是否分油检查定量分油器油管是否堵塞清除污物使油管畅通5滚珠丝杠副噪声滚珠丝杠轴承压盖压合不良调整压盖，使其压紧轴承滚珠丝杠润滑不良检查分油器和油路，使润滑油充足滚珠产生破损更换滚珠电动机与丝杠联轴器松动拧紧联轴器锁紧螺钉七、检查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。

9、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11-8 评价方法关键环节教师扮演的角色学生扮演的角色自评协助学生展示自己的学习效果，引导学生从多个角度加以评价学生上台总结，表达互评教师对完成的项目进行总结与回顾，对完成较好组员的表现进行当堂认可，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价。展示，欣赏，分享，相互评价教师评价评价内容：过程性评价主要是考察学生的组员的学习能力、协作能力、工作态度；结果性评价主要是考察学生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

10、进行分析，并提出解决方法。认真听取教师点评，并反思不足提出新问题诱导，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11-9 考核评价要求考评方式过程考评（项目考评）70%期末考评

11、（卷面考评）30%素质考评工单考评实操考评考评实施由指导教师根据学生表现集中考评由主讲教师根据学生完成的工单情况考评由实训指导教师对学生进行项目操作考评按照教考分离原则，由学校教务处组织考评。考评要求严格遵循生产纪律和5S操作规范，主动协助小组其他成员共同完成工作任务，任务完成后清理场地等认真撰写和完成任务工单，准确完整、字迹工整积极回答问题、掌握工作规范和技巧，任务方案正确、工具使用正确、操作过程正确、任务完成良好建议题型：单向选择、多项选择、判断、问答题、论述题注造成设备损坏或人身伤害的本项目计0分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11-10 考核方式与标

12、准项目编号考核点及占项目分值比建议考核方式评价标准成绩比例（%）优良及格项目3.11根据引导文通过咨询识别滚珠丝杠故障、查找相关资料（10%）教师评价+互评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102分析故障现象、找出故障原因（20%）教师评价+互评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3.排除故障（30%）教师评价+自评通过仪器、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

13、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4工作单（15%）教师评价填写规范、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填写规范、内容完整，有较详细过程记录5项目公共考核点（25%）见表11-11表11-11 项目公共考核评价标准项目公共考核点建议考核方式评价标准优良及格职业道德安全生产（30%）教师评价+自评+互评具有良好的职业操守：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%）教师评价学习

14、积极性高，虚心好学学习积极性较高没有 厌学现象团队协作精神（15%）互评具有良好的 团队合作精神，热心帮助小组其他成员具有良好的 团队合作精神，能帮助小组其他成员能配合小组完成任务创新精神和能力（15%）互评+教师评价能创造性地学习和运用所学知识，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，有创新精神；能用专业语言正确、较为流利地阐述项目在教师的指导下，能主动地、独立地学习；能用专业语言基本正确地阐述项目组织实施能力（20%）互评+教师评价能根据工作任务，对资源进行合理配合，同时正确控制、激励和协调小组活动过程能根据工作任务，对资源进行合理配合，同时较正确控制、激励和协调小组活动过程能根据工作任务，对资源进行分配，同时控制、激励和协调小组活动过程，无重大失误表11-12能力的评定等级4C.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B. 能高质、高效地完成此项技能的全部内容，并