保持伺服電機在Z佳狀態下運行，對于任何工業企業，尤其是機器人或數控機床等行業的企業是至關重要的，因為伺服電機故障造成的停機成本可能會非常昂貴的，無論是在經濟上還是在時間上。接下來，讓我們來看看一些Z常見的伺服電機的故障及其潛在的原因分析，以便設法避開它們。

一、軸承：

伺服電機一般會在驅動側和非驅動側各放置一個軸承，以連接和支撐電機轉軸。其中驅動側軸承要支撐外部機械連接的軸向和/或徑向負載，通常具有較大的尺寸和軸負荷。伺服電機滾珠軸承一般具有雙重保護和永久潤滑的特點，在正常使用條件下是不需要保養的。

故障現象：

軸承故障是Z常見的電機故障之一。作為伺服電機中Z主要的磨損件，一半以上伺服電機故障通常都歸因于軸承問題。其具體表現多種多樣，輕則電機轉動時產生抖動、異響等，重則導致電機轉軸卡死。

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，造成更加嚴重的損失。

可能的原因：

影響電機軸承壽命的因素包括：作用在軸承上的軸向負載、徑向負載、電機轉速、運行溫度及軸承額定參數。導致軸承故障的原因很多，常見的包括：

• 不適當的機械載荷（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）

  
  

對策：

• 在使用伺服電機時不能長時間超過額定負載運行

• 對于有軸電流的場合，增加導電刷或者采用含絕緣軸承的電機

• 對伺服電機進行預防性維護

  
  

定期維護的做法雖然能避免意外故障停機的風險，但并不是Z經濟的方法。因為不同應用的工況的不一，軸承磨損的情況也各不相同。通過附加在電機上的智能傳感器（或智能編碼器提供的診斷信息）分析電機的實際使用情況，可以做到更加有的放矢的進行維護。

當軸承出現異常情況或使用壽命到期時，應及時更換軸承。更換軸承的牌號應盡量同原軸承相同。軸承的拆卸應使用軸承專用拉模，軸承的裝配推薦采用冷壓的方法（加熱法易造成軸承內部潤滑脂的損失）。

二、軸密封：

對于電機應用（尤其是電機軸與機械設備的連接處）暴露在污染環境的場合，伺服電機通常需要配備油封。電機軸工業級骨架油封能夠阻隔污染物（油類、雜質類）來延長電機壽命。軸密封較易磨損，需定期檢查和替換。

故障現象：

• 軸封磨損

可能的原因：

• 意外損壞

• 正常磨損

對策：

• 預防性維護

根據使用情況，建議每 3 個月替換一次，Z長不超過 12 個月。

三、定子及繞組：

繞組問題是伺服電動機的第二大常見故障。

故障現象：

當繞組發生故障時，電機的一部分會發生短路，導致電機內部燒灼。

可能的原因：

• 過載

• 過壓

• 缺相

• 錯誤的接線

• 不恰當的驅動參數設置

• 環境溫度過高

• 冷卻裝置失靈

• 物理損壞

對策：

• 在使用伺服電機時不能長時間超過額定負載運行

• 監控電流及電流隨時間的積累

• 監控繞組溫度

  
  

四、轉子及轉軸

與異步電機不同，伺服電機的轉子通常由永磁體構成。永磁體磁片通過貼面或者嵌入的方式，固定在電機的轉軸上。

故障現象：

• 轉軸斷裂、變形

• 磁片脫落

可能的原因：

• 可能的原因包括過量的振動（例如，徑向錯位，軸向推壓，高度可變的占空周期）

• 過多的啟動或反轉次數，或者啟動/反轉之間的間隔太短

• 過熱（例如，高環境溫度，過載或轉子鎖定操作）

• 意外的碰撞

對策：

• 在額定的負載下運行

• 避免意外的碰撞

五、電機反饋裝置（旋轉變壓器、編碼器等）

電機反饋裝置將位置信號反饋給驅動器，從而使驅動器發出精確地電流以便進行精準的位置控制。多圈絕對值編碼器則另具圈數記錄的功能。采用后備電池技術的多圈絕對值編碼器，依賴外部電池的電能記錄轉子圈數信息。而采用機械齒輪結構的多圈編碼器，通過霍爾原理可以永久的記錄圈數而無需維護，但成本相對較高。

故障現象：

• 零位（圈數）丟失

• 旋轉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生零位丟失的情形，應當首先檢查電池狀態。

• 作為前述電機軸承故障的次生損壞，電機軸承問題也會導致編碼器或旋轉變壓器的機械磨損。

• 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，很容易導致光學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，不恰當的布線引起的電磁干擾問題也是導致編碼器電氣故障的主要原因之一。

對策：

• 取決于具體應用環境，電池的壽命通常為一年或數年。定期更換電池，可以減少這類意外風險?；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，需要在伺服驅動器中重新調整編碼器的相位角。

• 另一種預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。

六、制動裝置（抱閘）：

電機制動器是用于電源關閉時，將電機軸制動，防止轉動；在制動器通電時，制動器處于釋放狀態。

故障現象：

• 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，由于制動器驅動電路的故障而造成的制動器在失電狀態下強行運轉，也會導致制動器的損壞。

對策：

值得注意的是，作為電機的靜止保持裝置，制動器不應在電機通電的狀態下，作為電機減速裝置來使用，這樣會加速制動器的磨損。

七、冷裝置：

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用場合的伺服電機，也常見風冷或者液冷。

故障現象：

• 風扇抖動或堵轉

• 冷卻液滲漏

可能的原因：

• 大多數風扇故障的罪魁禍首都是灰塵。這是因為灰塵隨著時間的推移，會積累在風扇的葉片上。風葉負荷的增加會導致振動繼而損壞。

• 大多數的冷卻液滲漏都發生在連接處，密封失效通常是問題的關鍵。

• 意外撞擊造成的物理損傷。

對策：

• 為風扇增加濾網并定期更換

• 定期檢查冷卻裝置

八、電氣連接裝置：

這里包括接線端子盒和插座。

故障現象及原因：

• 作為非磨損件，連接裝置的故障多為機械損壞。

對策：

• 使用時應多加小心，盡量避免意外。

九、聯軸器和皮帶輪

連接電機軸需要抗扭剛性聯軸器或加固型的皮帶。電機工作一段時間后，頻繁的加減速可導致聯軸器或皮帶變松或滑動，這時候應該再次檢查。

故障現象及原因：

在安裝聯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，嚴禁使用工具敲擊軸、聯軸器或滑輪。嘗試從電機軸上拆下任何設備時，應使用液壓裝置從軸端頂出。

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