保持伺服電機(jī)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，對(duì)于任何工業(yè)企業(yè)，尤其是機(jī)器人或數(shù)控機(jī)床等行業(yè)的企業(yè)是至關(guān)重要的，因?yàn)樗欧姍C(jī)故障造成的停機(jī)成本可能會(huì)非常昂貴的，無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)上還是在時(shí)間上。

故障現(xiàn)象

軸承故障是最常見(jiàn)的電機(jī)故障之一。作為伺服電機(jī)中最主要的磨損件，一半以上伺服電機(jī)故障通常都?xì)w因于軸承問(wèn)題。其具體表現(xiàn)多種多樣，輕則電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)、異響等，重則導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)軸卡死。

值得注意的是，軸承故障如未得到及時(shí)的處理，通常還會(huì)帶來(lái)次生損害。例如，軸承銹蝕的碎屑飛入制動(dòng)器或電機(jī)編碼器，造成更加嚴(yán)重的損失。

可能的原因

影響電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速、運(yùn)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(jiàn)的包括：

不適當(dāng)?shù)臋C(jī)械載荷（如過(guò)載，徑向不對(duì)中，軸向推力，皮帶張力問(wèn)題）

過(guò)度的振動(dòng)和沖擊

超速運(yùn)行

軸電流

過(guò)熱（導(dǎo)致潤(rùn)滑損失）

潮濕或進(jìn)液

污染物（例如，使用不相容的潤(rùn)滑脂，水冷凝，灰塵/污垢污染）

對(duì)策

在使用伺服電機(jī)時(shí)不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定負(fù)載運(yùn)行

對(duì)于有軸電流的場(chǎng)合，增加導(dǎo)電刷或者采用含絕緣軸承的電機(jī)

對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)

定期維護(hù)的做法雖然能避免意外故障停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，但并不是最經(jīng)濟(jì)的方法。因?yàn)椴煌瑧?yīng)用的工況的不一，軸承磨損的情況也各不相同。通過(guò)附加在電機(jī)上的智能傳感器（或智能編碼器提供的診斷信息）分析電機(jī)的實(shí)際使用情況，可以做到更加有的放矢的進(jìn)行維護(hù)。

當(dāng)軸承出現(xiàn)異常情況或使用壽命到期時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換軸承。更換軸承的牌號(hào)應(yīng)盡量同原軸承相同。軸承的拆卸應(yīng)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(nèi)部潤(rùn)滑脂的損失）。

軸密封

對(duì)于電機(jī)應(yīng)用（尤其是電機(jī)軸與機(jī)械設(shè)備的連接處）暴露在污染環(huán)境的場(chǎng)合，伺服電機(jī)通常需要配備油封。電機(jī)軸工業(yè)級(jí)骨架油封能夠阻隔污染物（油類、雜質(zhì)類）來(lái)延長(zhǎng)電機(jī)壽命。軸密封較易磨損，需定期檢查和替換。

故障現(xiàn)象

軸封磨損

可能的原因

意外損壞

正常磨損

對(duì)策

預(yù)防性維護(hù)

根據(jù)使用情況，建議每3個(gè)月替換一次，最長(zhǎng)不超過(guò)12個(gè)月。

定子及繞組

繞組問(wèn)題是伺服電動(dòng)機(jī)的第二大常見(jiàn)故障。

故障現(xiàn)象

當(dāng)繞組發(fā)生故障時(shí)，電機(jī)的一部分會(huì)發(fā)生短路，導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部燒灼。

可能的原因

過(guò)載

過(guò)壓

缺相

錯(cuò)誤的接線

不恰當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)參數(shù)設(shè)置

環(huán)境溫度過(guò)高

冷卻裝置失靈

物理?yè)p壞

對(duì)策

在使用伺服電機(jī)時(shí)不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定負(fù)載運(yùn)行

監(jiān)控電流及電流隨時(shí)間的積累

監(jiān)控繞組溫度

轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)軸

與異步電機(jī)不同，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子通常由永磁體構(gòu)成。永磁體磁片通過(guò)貼面或者嵌入的方式，固定在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上。

故障現(xiàn)象

轉(zhuǎn)軸斷裂、變形

磁片脫落

可能的原因

可能的原因包括過(guò)量的振動(dòng)（例如，徑向錯(cuò)位，軸向推壓，高度可變的占空周期）

過(guò)多的啟動(dòng)或反轉(zhuǎn)次數(shù)，或者啟動(dòng)/反轉(zhuǎn)之間的間隔太短

過(guò)熱（例如，高環(huán)境溫度，過(guò)載或轉(zhuǎn)子鎖定操作）

意外的碰撞

對(duì)策

在額定的負(fù)載下運(yùn)行

避免意外的碰撞

電機(jī)反饋裝置（旋轉(zhuǎn)變壓器、編碼器等）

電機(jī)反饋裝置將位置信號(hào)反饋給驅(qū)動(dòng)器，從而使驅(qū)動(dòng)器發(fā)出精確地電流以便進(jìn)行精準(zhǔn)的位置控制。多圈絕對(duì)值編碼器則另具圈數(shù)記錄的功能。采用后備電池技術(shù)的多圈絕對(duì)值編碼器，依賴外部電池的電能記錄轉(zhuǎn)子圈數(shù)信息。而采用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)的多圈編碼器，通過(guò)霍爾原理可以永久的記錄圈數(shù)而無(wú)需維護(hù)，但成本相對(duì)較高。

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(pán)碎裂

編碼器電氣故障

可能的原因

對(duì)于采用后備電池的編碼器，使用的過(guò)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(jī)軸承故障的次生損壞，電機(jī)軸承問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器的機(jī)械磨損。

長(zhǎng)期的電機(jī)軸電流不僅可能作用于電機(jī)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(jī)運(yùn)輸或者安裝過(guò)程中的沖擊和振動(dòng)，很容易導(dǎo)致光學(xué)編碼器的玻璃碼盤(pán)碎裂。尤其是給電機(jī)軸加裝鍵銷、皮帶輪或聯(lián)軸器的時(shí)候，一定不能敲擊電機(jī)軸。

編碼器除了錯(cuò)誤的接線以外，不恰當(dāng)?shù)牟季€引起的電磁干擾問(wèn)題也是導(dǎo)致編碼器電氣故障的主要原因之一。

對(duì)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(xiǎn)?；蛘?，更加一勞永逸的做法是，改用機(jī)械多圈的絕對(duì)值編碼器。

電機(jī)的安裝必須要可靠接地。對(duì)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(jī)軸接地裝置。

電機(jī)的安裝過(guò)程中，例如加裝皮帶輪或聯(lián)軸器時(shí)，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(jī)械安裝完成后再安裝編碼器。這樣的話，需要在伺服驅(qū)動(dòng)器中重新調(diào)整編碼器的相位角。

另一種預(yù)防碼盤(pán)故障的辦法是，采用近年來(lái)開(kāi)始流行的金屬碼盤(pán)編碼器。與玻璃碼盤(pán)相比，金屬碼盤(pán)的抗振動(dòng)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(pán)旗鼓相當(dāng)。

制動(dòng)裝置（抱閘）

電機(jī)制動(dòng)器是用于電源關(guān)閉時(shí)，將電機(jī)軸制動(dòng)，防止轉(zhuǎn)動(dòng)；在制動(dòng)器通電時(shí)，制動(dòng)器處于釋放狀態(tài)。

故障現(xiàn)象

異響

不能釋放

不能制動(dòng)（抱死）

可能的原因

來(lái)自故障軸承的異物侵入，是常見(jiàn)的引起制動(dòng)器異響的主要原因。

其次，由于制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路的故障而造成的制動(dòng)器在失電狀態(tài)下強(qiáng)行運(yùn)轉(zhuǎn)，也會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)器的損壞。

對(duì)策

值得注意的是，作為電機(jī)的靜止保持裝置，制動(dòng)器不應(yīng)在電機(jī)通電的狀態(tài)下，作為電機(jī)減速裝置來(lái)使用，這樣會(huì)加速制動(dòng)器的磨損。

冷卻裝置

大部分中小功率的伺服電機(jī)都采用是自冷卻。對(duì)于功率較大或特殊應(yīng)用場(chǎng)合的伺服電機(jī)，也常見(jiàn)風(fēng)冷或者液冷。

故障現(xiàn)象

風(fēng)扇抖動(dòng)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?yàn)榛覊m隨著時(shí)間的推移，會(huì)積累在風(fēng)扇的葉片上。風(fēng)葉負(fù)荷的增加會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)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(wèn)題的關(guān)鍵。

意外撞擊造成的物理?yè)p傷。

對(duì)策

為風(fēng)扇增加濾網(wǎng)并定期更換

定期檢查冷卻裝置

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(jī)械損壞。

對(duì)策

使用時(shí)應(yīng)多加小心，盡量避免意外。

聯(lián)軸器和皮帶輪

連接電機(jī)軸需要抗扭剛性聯(lián)軸器或加固型的皮帶。電機(jī)工作一段時(shí)間后，頻繁的加減速可導(dǎo)致聯(lián)軸器或皮帶變松或滑動(dòng)，這時(shí)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(guò)程中，如果軸受到劇烈沖擊，則可能對(duì)電機(jī)軸承和/或編碼器造成致命的損壞。

對(duì)策

因此在安裝或拆卸過(guò)程中，嚴(yán)禁使用工具敲擊軸、聯(lián)軸器或滑輪。嘗試從電機(jī)軸上拆下任何設(shè)備時(shí)，應(yīng)使用液壓裝置從軸端頂出。