主軸噪聲故障分析

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在很多數(shù)控銑床中，由于主軸的變速系統(tǒng)仍采用若干傳動軸、齒輪和軸承，因此在工作中不可避免地要產(chǎn)生振動噪聲、摩擦噪聲和沖擊噪聲。

而數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)的變速是在機(jī)床不停止工作的狀態(tài)下，由計算機(jī)控制完成的，因此它比普通機(jī)床產(chǎn)生的噪聲更為連續(xù)，更具有代表性。

某數(shù)控銑床，在初次使用時噪聲就較大，并且噪聲聲源主要來自主傳動系統(tǒng)，隨著使用時間的延長噪聲越來越大，用聲級計在主軸2000r/min的轉(zhuǎn)速下，測得噪聲為85.2dB。故障檢查與分析：機(jī)械系統(tǒng)受到外界任何的激振力，系統(tǒng)就會因?qū)Υ思ふ窳Ξa(chǎn)生響應(yīng)而出現(xiàn)振動。這個振動能量在整個系統(tǒng)中傳播，當(dāng)傳播到輻射表面，這個能量就轉(zhuǎn)換成壓力波，經(jīng)空氣再傳出去，即聲輻射。因此，激發(fā)響應(yīng)、系統(tǒng)內(nèi)部傳遞及聲輻射這三個步驟就是振動噪聲、摩擦噪聲和沖擊噪聲的形成過程。數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)土作時，正是由于齒輪、軸承等零部件經(jīng)過激發(fā)響應(yīng)，并在系統(tǒng)內(nèi)部傳遞和輻射而出現(xiàn)了噪聲，且這些部件又由于出現(xiàn)了異常情況，使激振力加大從而使噪聲增大。

（1）齒輪噪聲分析。數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)主要是靠齒輪來完成變速和傳動的因此，齒輪的嚙合傳動是主要噪聲源之一。機(jī)床主傳動系統(tǒng)中齒輪在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的噪聲主要有：齒輪在嚙合中，齒與齒之間出現(xiàn)連續(xù)沖擊而使齒輪在嚙合頻率下產(chǎn)生受迫振動并帶來沖擊噪聲。因齒輪受到外界激振力的作用而產(chǎn)生齒輪固有頻率的瞬態(tài)自由振動并帶來噪聲。因齒輪與傳動軸及軸承的裝配出現(xiàn)偏心而引起旋轉(zhuǎn)不平衡慣性力，由此產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)速相一致的低頻振動。隨著軸的旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一次發(fā)出一次共鳴噪聲。因齒與齒之間的摩擦導(dǎo)致齒輪產(chǎn)生的自激振動并帶來摩擦噪聲。如果齒面凸凹不平，會引起快速周期性的沖擊噪聲。

（2）軸承噪聲分析。該數(shù)控銑床的主軸變速系統(tǒng)共有滾動軸承38個。軸承與軸頸及支承孔的裝配、預(yù)緊力、同心度、潤滑條件以及作用在軸承上負(fù)荷的大小、徑向間隙等都對噪聲有很大影響。鈦浩機(jī)械是以機(jī)床頂針、刀柄刀桿、軸加工、CNC數(shù)控加工、主軸絲杠、夾頭接桿、非標(biāo)件加工為公司的主打產(chǎn)品，而且軸承本身的制造偏差，在很大程度上決定了軸承的噪聲。滾動軸承易產(chǎn)生變形的部位就是其內(nèi)外環(huán)。內(nèi)外環(huán)在外部因素和自身精度的影響下，有可能產(chǎn)生搖擺振動、軸向振動、徑向振動、軸承環(huán)本身的徑向振動和軸向彎曲振動。與齒輪同理，軸承的轉(zhuǎn)速越高，回轉(zhuǎn)基頻就越大，噪聲也就隨之增大軸承滾動體內(nèi)外環(huán)各自的精度如果不高，將成為影響軸承噪聲的主要因素滾動體或軸承的內(nèi)外環(huán)上凹陷點很多，在頻譜上表現(xiàn)出這些頻率的高次諧波，引起的噪聲也就越高。

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