滚珠丝杠导程误差与故障

在现代生产中，机械设备的故障诊断技术越来越受到重视，如果设备出现故障而又未能及时发现和排除，其结果不仅会导致设备本身损坏，甚至可能造成机毁人亡的严重后果，再连续生产系统中，如果关键设备因故障而不能继续运行，而造成巨大的经济损失。因此，对于连续生产系统，故障诊断是极为重要的。例如电力系统的汽轮发电机组、冶金过程及化工过程的关键设备等等。

在机械制造领域中，如柔性制造系统、计算机集成制造系统等，故障诊断技术也具有相同的重要性。然而在机械制造工业中，大量的是单件、小批量生产，在传统的生产环境中，一般机床设备操作与质量控制主要是靠人进行的，这时故障诊断技术的地位没有前述连续生产系统显得那么重要。但对于一些关键性机床设备，因故障存在而导致加工质量降低，使整个机器产品不能保证，这时故障诊断技术也不容忽视。

滚珠丝杠是一种高精度、高效率的传动部件，已成为现代机械传动中广泛应用的传动和定位元件之一。由于滚珠丝杠具有众多的优点，滚珠丝杠的应用日益广泛。随着我国工业的发展，滚珠丝杠产量的增加，以及高精度丝杠的需求扩大，对滚珠丝杠精度检测的要求也越来越高。螺纹磨床是加工滚珠丝杠的关键设备，机床的故障会使加工的误差超出精度要求范围，从而失去高的加工能力。为了提高加工精度，保证加工质量，我们必须及时获得磨床的故障信息，及时排除。

滚珠丝杠的故障可按故障性质、状态的不同而分为以下几种类型：工作状态分有间歇性故障和永久性故障；故障程度分有布局功能失效的故障和整体功能失效的故障；故障形成速度分有突发性故障和渐进性故障；故障程度及形成速度分为有突发性故障和暖变性故障；故障形成的原因分为操作或管理失误形成的故障和机器内在原因形成的故障；故障形成的后果分有危险故障和非危险故障；故障形成的时间分有早期故障、随时间变化的故障和随机性故障。

滚珠丝杠运行过程是动态过程，就其本质而言是随机过程。在不同时刻的观测数据是不可重复的，用检测数据直接判断运行过程故障是不可靠的，不同时刻观测值是否一致，只能从统计意义上看是一致的，还是有显著差别。

从滚珠丝杠的特性来看，除了诸如连续性、高散性、间歇性、缓变性、突发性、随机性、趋势性和模糊性等一般特性外，机械设备都是有成百城成千个零部件装配而成，零部件之间相互耦合，这就决定了机械设备故障的多层次性，一种故障由多层次故障原因所构成。故障现象之间没有一一对应的因果关系。

在滚珠丝杠加工中，丝杠和螺旋线是靠严格保持工件工作台移动一个导程的距离来形成的，在普通螺纹磨床中，保持这个传动关系的是靠挂轮和丝杠形成内联系传动链来实现的。如果在加工过程中不能严格保持这种关系就会导致滚珠丝杠导程的加工误差。滚珠丝杠磨削过程中磨床的传动，砂轮磨削，工件的装夹，热变形等误差源都会对加工后得到丝杠导程造成一定的误差。