主轴噪声故障分析

主轴噪声故障分析

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在很多数控铣床中，由于主轴的变速系统仍采用若干传动轴、齿轮和轴承，因此在工作中不可避免地要产生振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声。

而数控铣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，因此它比普通机床产生的噪声更为连续，更具有代表性。

某数控铣床，在初次使用时噪声就较大，并且噪声声源主要来自主传动系统，随着使用时间的延长噪声越来越大，用声级计在主轴2000r/min的转速下，测得噪声为85.2dB。故障检查与分析：机械系统受到外界任何的激振力，系统就会因对此激振力产生响应而出现振动。这个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，经空气再传出去，即声辐射。因此，激发响应、系统内部传递及声辐射这三个步骤就是振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声的形成过程。数控铣床的主传动系统土作时，正是由于齿轮、轴承等零部件经过激发响应，并在系统内部传递和辐射而出现了噪声，且这些部件又由于出现了异常情况，使激振力加大从而使噪声增大。

（1）齿轮噪声分析。数控铣床的主传动系统主要是靠齿轮来完成变速和传动的因此，齿轮的啮合传动是主要噪声源之一。机床主传动系统中齿轮在运转中产生的噪声主要有：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带来冲击噪声。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带来噪声。因齿轮与传动轴及轴承的装配出现偏心而引起旋转不平衡惯性力，由此产生了与转速相一致的低频振动。随着轴的旋转，每转一次发出一次共鸣噪声。因齿与齿之间的摩擦导致齿轮产生的自激振动并带来摩擦噪声。如果齿面凸凹不平，会引起快速周期性的冲击噪声。

（2）轴承噪声分析。该数控铣床的主轴变速系统共有滚动轴承38个。轴承与轴颈及支承孔的装配、预紧力、同心度、润滑条件以及作用在轴承上负荷的大小、径向间隙等都对噪声有很大影响。钛浩机械是以机床顶针、刀柄刀杆、轴加工、CNC数控加工、主轴丝杠、夹头接杆、非标件加工为公司的主打产品，而且轴承本身的制造偏差，在很大程度上决定了轴承的噪声。滚动轴承最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。与齿轮同理，轴承的转速越高，回转基频就越大，噪声也就随之增大轴承滚动体内外环各自的精度如果不高，将成为影响轴承噪声的主要因素滚动体或轴承的内外环上凹陷点很多，在频谱上表现出这些频率的高次谐波，引起的噪声也就越高。

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