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数控机床主轴常见故障诊断

时间:2017-08-01 01:17:33来源:本站 作者:admin 点击:
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数控机床主传动系统的变速是在机床不停止工作的状态下由计算机控制完成的。因此,在工作中会不可避免地产生振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声,它比普通机床产生的噪声更为连续,更具有代表性。另外,不管机械系统受到任何激发力,该系统就会对此激发力产生响应而出现振动,而且振动能量在整个系统中传播,当传播到辐射表面,这个能量就转换成压力波经空气传播出去,即声辐射。因此,激发响应、系统内部传递及辐射三步骤是振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声的形成过程。

该台数控车床的主传动系统在工作时正是由于齿轮、轴承等零部件经过微发响应,并在
系统内部传递和辐射出现了振动,而这些部件又由于出现了异常情况,使微发力加大,从而使噪声增大。正是由于振动才导致加工圆度、表面粗糙度差,从而导致批量零件报废。

1.齿轮的噪声诊断
该台数控车床的主传动系统是由主电动机和齿轮来完成变速传动的。因此,齿轮的呐合
传动是主要噪声源之一。

首先看一对齿轮的啮合情况。根据齿轮的啮合原理,任意瞬时t两齿轮齿间的相对滑动
速度为:Vs=Vt1-Vt2。齿轮副在啮合区传动时,啮合点是沿啮合线移动的,当啮合点移向节点时相对滑动速度逐渐减小,在节点处,相对滑动速度方向发生了变化,造成了激振力。齿轮的各种误差加大、外界负荷波动及其他零部件影响,以及传动系统的共振、润滑条件不好等,都会加剧激振力。当啮合点远离节点时,相对滑动速度逐渐增大,齿面相对滑动速度正比于齿轮的回转速度。

机床主传动系统中齿轮在运转时产生噪声的原因主要有:
(1)齿轮受迫振动
齿轮在啮合中,齿与齿之间出现连续冲击而使齿轮在啮合频率下产生受迫振动并产生冲
击噪声。

(2)齿轮自由振动
因齿轮受到外界激振力的作用而产生齿轮固有频率的瞬态自由振动并产生噪声。
(3)齿轮低频振动
因齿轮与传动轴及轴承的装配出现偏心引起的旋转不平衡,导致产生了与转速相一致的低频振动。随着轴的旋转,每转发出一次共鸣噪声。
(4)齿轮自激振动
因齿与齿之间的摩擦导致齿轮产生自激振动并产生摩擦噪声。如果齿面凹凸不平,会引起快速、周期性的冲击噪声。

2.轴承的噪声诊断

该台数控车床主传动系统多处用到轴承,包括主轴电动机轴承、主轴支撑轴承、主轴变速系统轴承等,多采用滚动轴承,由滚动轴承产生噪声的原因主要有两方面:
(1)轴承装配过程的影响

轴承与轴径及支撑孔的装配、预紧力、同心度、润滑条件以及作用在轴承上的负荷的大小、轴承径向间隙、轴承压盖螺母是否压紧等都对噪声有很大影响。

(2)轴承本身的制造误差

国家标准对滚动轴承零件都规定了相应的公差范围,因此轴承本身的制造偏差在很大程度上决定了轴承的噪声。可以说滚动轴承的噪声是该机床主轴变速系统的另一个主要噪声源,特别是在高转速下表现更为剧烈。滚动轴承最容易产生变形的部位就是其内、外环。内、外环在外部因素和自身精度的影响下,有可能产生摇摆振动、轴向振动、径向振动、轴承环本身的径向振动和轴向弯曲振动。



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