陸青青

（浙江亞太機(jī)電股份有限公司，浙江杭州 311203）

0 引言

當(dāng)前人們對(duì)于伺服電機(jī)在鑄造設(shè)備中的使用和維護(hù)保養(yǎng)研究還不夠成熟，對(duì)于伺服電機(jī)的應(yīng)用效率仍然有待提高，而隨著人們對(duì)于環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益觀念的轉(zhuǎn)變，對(duì)于設(shè)備使用壽命的重視程度逐漸增加，對(duì)于鑄造設(shè)備中零件的使用維護(hù)也更為重視。正是在這樣的背景下，伺服電機(jī)在鑄造設(shè)備中的使用和維護(hù)保養(yǎng)逐漸成了當(dāng)前鑄造企業(yè)以及相關(guān)使用人員深入探究的熱點(diǎn)話題，而研究的內(nèi)容分為以下部分，即提高伺服電機(jī)的使用效率和維護(hù)保養(yǎng)伺服電機(jī)的措施，并提高相關(guān)設(shè)備的可靠性。

1 伺服電機(jī)概述

1.1 伺服電機(jī)概念

伺服電機(jī)是在伺服系統(tǒng)中用于控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其作用類(lèi)似于一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置，可以用于控制速度。伺服電機(jī)的位置精度非常準(zhǔn)確，能夠?qū)⑺欧到y(tǒng)中存在的電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速信號(hào)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)相關(guān)的控制對(duì)象。另外，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)的控制，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)快速的反應(yīng)，在其自動(dòng)控制系統(tǒng)中常常作為執(zhí)行元件來(lái)使用。伺服電機(jī)具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高等特點(diǎn)，在當(dāng)前的鑄造設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。

1.2 伺服電機(jī)分類(lèi)

伺服電機(jī)主要分為直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)2 種。

直流伺服電機(jī)又分為有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)2 種，其中有刷伺服電機(jī)的成本較低，其結(jié)構(gòu)組成也較為簡(jiǎn)單，啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩較大，相關(guān)調(diào)速范圍也較寬，相比于其他電機(jī)更為容易控制，但需要長(zhǎng)期的維護(hù)，對(duì)于環(huán)境的要求也更為嚴(yán)格。而無(wú)刷伺服電機(jī)則體積更小，重量相比較而言也更為輕便，在使用時(shí)出力較大，響應(yīng)速率也更快，但其控制系統(tǒng)更為復(fù)雜，目前也逐漸實(shí)現(xiàn)了智能化。

交流伺服電機(jī)則屬于無(wú)刷電機(jī)的一種，分為同步與異步電機(jī)2 種不同的應(yīng)用方式。在日常中所使用的交流伺服電機(jī)多為同步電機(jī)，其具有功率范圍較大，轉(zhuǎn)速較低，慣量大等特點(diǎn)，更適合作為低速平穩(wěn)設(shè)備的電機(jī)使用。同時(shí)由于是正弦波控制，轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)較小，也是其應(yīng)用較為廣泛的優(yōu)勢(shì)。

1.3 伺服電機(jī)工作原理

伺服電機(jī)的工作原理與兩相交流異步電機(jī)相同，在定子上裝有2 個(gè)繞組，即所謂的勵(lì)磁繞組和控制繞組，而在伺服電機(jī)的運(yùn)作中，需要?jiǎng)?lì)磁繞組和控制繞組在空間上相隔90°。為此往往是通過(guò)勵(lì)磁繞組中串聯(lián)電容C 產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并適當(dāng)?shù)剡x擇電容的大小，從而使得通入兩個(gè)繞組的電流相位差接近90°，這樣便能夠產(chǎn)生一定的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子便能能夠轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。

2 伺服電機(jī)在鑄造設(shè)備中的使用

伺服電機(jī)在當(dāng)前鑄造設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛，而V 法造型線上的應(yīng)用較為成熟。

2.1 伺服電機(jī)在造型線砂箱轉(zhuǎn)換上的應(yīng)用

在造型線砂箱的應(yīng)用中，伺服電機(jī)主要用于轉(zhuǎn)換造型線的砂箱，可對(duì)不同的澆注要求，提供不同的砂箱進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐沧⒐ぷ?，這也需要相關(guān)的工作人員能夠針對(duì)不同的澆筑材料和澆筑技術(shù)，對(duì)砂箱的應(yīng)用進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。而伺服電機(jī)能夠在這一環(huán)節(jié)中，通過(guò)線勾的方式，在轉(zhuǎn)動(dòng)中完成對(duì)于造型線砂箱的轉(zhuǎn)換，在提高了造型線砂箱轉(zhuǎn)換穩(wěn)定的同時(shí)，提高了相關(guān)造型線鑄造技術(shù)的安全性。

2.2 伺服電機(jī)在造型線合箱上的應(yīng)用

在當(dāng)前造型線砂箱技術(shù)的應(yīng)用中，對(duì)于伺服電機(jī)的應(yīng)用也較為廣泛，在鑄造設(shè)備中，模具的效果往往是決定鑄造質(zhì)量與水平的重要因素，因此需要對(duì)模具的制作進(jìn)行充分地細(xì)化，以便于能夠更好更準(zhǔn)確地完成對(duì)于相關(guān)模具的制作，因此要求能夠更好地應(yīng)用伺服電機(jī)來(lái)完成合箱，從而按照規(guī)定工藝完成指定的模子，最終達(dá)到促進(jìn)后續(xù)鑄造效果優(yōu)化的目的。而伺服電機(jī)作為這種造型線鑄造設(shè)備的主要構(gòu)成部件，在這一環(huán)節(jié)中，伺服電機(jī)的應(yīng)用效果也在一定程度上影響了鑄造設(shè)備的鑄造效果。

2.3 伺服電機(jī)在造型線推箱上的應(yīng)用

伺服電機(jī)還廣泛地應(yīng)用于造型線砂箱的推箱環(huán)節(jié)。造型線砂箱在完成指定的合箱動(dòng)作后，需要將制作好的模具推送到指定的位置，以便于完成對(duì)于后續(xù)的澆筑工作，這也就對(duì)伺服電機(jī)形成一定的應(yīng)用需要，在當(dāng)前消失模鑄造、實(shí)體鑄造、V 法鑄造等鑄造方式的應(yīng)用中，伺服電機(jī)對(duì)于推箱這一動(dòng)作雖都具有不同的應(yīng)用效果，但卻能夠通過(guò)線勾的方式完成對(duì)于砂箱的推箱動(dòng)作，這對(duì)于伺服電機(jī)的應(yīng)用改良形成了一定的促進(jìn)作用。

3 伺服電機(jī)的常見(jiàn)故障

因工作環(huán)境的問(wèn)題，直流伺服電機(jī)往往會(huì)需要相關(guān)人員的定期維護(hù)，如果維護(hù)不到位或者發(fā)生一些無(wú)法預(yù)料到的意外，都會(huì)產(chǎn)生一定的運(yùn)行故障，這些故障中有些是較為常見(jiàn)的，現(xiàn)對(duì)這些常見(jiàn)故障進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述。

3.1 電機(jī)過(guò)載或過(guò)流

電機(jī)的過(guò)載與過(guò)流是較為常見(jiàn)的一種故障，也是當(dāng)前直流電機(jī)負(fù)載過(guò)大的顯著表現(xiàn)，而直接表現(xiàn)也是體現(xiàn)在機(jī)械上的，通過(guò)一系列檢修后能較為容易地排除故障，對(duì)于電機(jī)的作用和相關(guān)配置反應(yīng)并不具有影響，但如果電機(jī)長(zhǎng)期處于過(guò)載或者過(guò)流的狀態(tài)，可能會(huì)對(duì)電機(jī)造成一定的損壞，甚至?xí)斐刹糠挚刂破鬏敵鲈拖嚓P(guān)部分造成故障。

3.2 轉(zhuǎn)矩減少或者無(wú)力

轉(zhuǎn)矩對(duì)于電機(jī)的效率具有較為顯著的影響，轉(zhuǎn)矩減少和無(wú)力等現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致電機(jī)旋轉(zhuǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，最終導(dǎo)致電機(jī)停轉(zhuǎn)。這一故障的原因多為電機(jī)退磁造成，或者是電刷接觸的電阻過(guò)大導(dǎo)致接觸不良等問(wèn)題，同時(shí)電刷的彈簧燒壞或者控制故障也有可能會(huì)造成轉(zhuǎn)矩減少的故障，如果不能夠快速解決這一故障，將會(huì)產(chǎn)生一系列聯(lián)帶問(wèn)題。

3.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)噪聲

電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)噪聲的問(wèn)題一直是直流伺服電機(jī)的常見(jiàn)故障，這多是由于電機(jī)內(nèi)部的異物或者磁體脫離等原因造成的，或者是機(jī)械連接部分安裝不正確等都有可能導(dǎo)致這一問(wèn)題。除此之外，換向器變得粗糙或者燒毛等因素也可能會(huì)使得電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)出現(xiàn)過(guò)度摩擦，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的噪聲變得過(guò)大。

3.4 制動(dòng)器發(fā)生故障

制動(dòng)器的故障是大多數(shù)電機(jī)都可能存在的問(wèn)題，隨著使用壽命的縮短，這種在垂直軸上使用的制動(dòng)器如果發(fā)生故障，往往會(huì)攜帶著電機(jī)出現(xiàn)過(guò)流過(guò)載以及過(guò)熱的問(wèn)題，而對(duì)于制動(dòng)器故障的維修也較為重要，因此當(dāng)電機(jī)發(fā)生過(guò)流過(guò)熱時(shí)，需要能夠及時(shí)考慮到制動(dòng)器的問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的處理，避免問(wèn)題出現(xiàn)復(fù)雜化。

4 伺服電機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)優(yōu)化措施

4.1 設(shè)備尺寸不準(zhǔn)或過(guò)流警報(bào)

在日常的使用中可能存在不同的設(shè)備尺寸不準(zhǔn)的狀況，同時(shí)也可能會(huì)有過(guò)流的警報(bào)發(fā)生，這是由于間隙過(guò)大或者沒(méi)有潤(rùn)滑油等原因造成的，但有時(shí)出現(xiàn)的過(guò)流現(xiàn)象與電機(jī)并無(wú)太大關(guān)系，往往是絕緣造成的電機(jī)短路。為此需要能夠拆開(kāi)電機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確地檢查，確保電刷磨損程度符合標(biāo)準(zhǔn)，并清理內(nèi)部碳粉，避免造成相關(guān)的短路問(wèn)題。

4.2 伺服電機(jī)發(fā)出較大聲響或驅(qū)動(dòng)警報(bào)

在運(yùn)行的過(guò)程中，往往會(huì)有伺服電機(jī)發(fā)出較大聲響，并隨即出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)警報(bào)，這大多是由于移動(dòng)式產(chǎn)生的振動(dòng)或者沖擊造成的，這種沖擊大多是由于控制器后者伺服電機(jī)的運(yùn)作造成的，需要相關(guān)維修人員拆開(kāi)電刷進(jìn)行檢查，確保電刷無(wú)故障后，將整個(gè)電機(jī)拆開(kāi)檢查，確保換向器是否正常運(yùn)行，并進(jìn)行相關(guān)的故障排除。

4.3 伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)并出現(xiàn)過(guò)流警報(bào)

當(dāng)伺服電機(jī)出現(xiàn)不轉(zhuǎn)，并伴隨著過(guò)流警報(bào)產(chǎn)生時(shí)，相關(guān)維修人員需要將電機(jī)的電刷拆下來(lái)檢查，往往這時(shí)電刷的彈簧都會(huì)存在一定的問(wèn)題，需要根據(jù)故障情況將換向器和電刷進(jìn)行正常的維修，在確保電機(jī)不出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，電機(jī)才算正常運(yùn)行，如果出現(xiàn)抖動(dòng)，就需要對(duì)換向器的表面進(jìn)行重新修整。

4.4 伺服電機(jī)回轉(zhuǎn)并出現(xiàn)過(guò)流警報(bào)

出現(xiàn)過(guò)流警報(bào)時(shí)，需要先對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢查，并用萬(wàn)能表測(cè)量繞線組的電阻，從而更好地判斷電機(jī)的故障。在確認(rèn)是電機(jī)故障后，需要拆開(kāi)電機(jī)進(jìn)行相關(guān)的檢查，從而確認(rèn)伺服電機(jī)出現(xiàn)故障的原因，這時(shí)需要著重檢查電機(jī)的磁體，往往都會(huì)存在退磁現(xiàn)象，從而針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)的檢修。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前對(duì)于伺服電機(jī)在鑄造設(shè)備中的使用和維護(hù)的研究隨著科技的進(jìn)步，以及人們對(duì)于收益回報(bào)率的追求的增長(zhǎng)，不斷地深入，并為伺服電機(jī)應(yīng)用的發(fā)展提供了重要的推動(dòng)力，而在日常的使用中，需要針對(duì)常見(jiàn)的故障，進(jìn)行針對(duì)性的檢修工作，從而確保伺服電機(jī)的正常運(yùn)行，這樣才能夠延長(zhǎng)伺服電機(jī)的使用效率與使用壽命，避免更換造成的成本增加和經(jīng)濟(jì)損失。