主軸噪聲故障分析

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

而數控銑床主傳動系統的變速是在機床不停止工作的狀態下，由計算機控制完成的，因此它比普通機床產生的噪聲更為連續，更具有代表性。

某數控銑床，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，隨著使用時間的延長噪聲越來越大，用聲級計在主軸2000r/min的轉速下，測得噪聲為85.2dB。故障檢查與分析：機械系統受到外界任何的激振力，系統就會因對此激振力產生響應而出現振動。這個振動能量在整個系統中傳播，當傳播到輻射表面，這個能量就轉換成壓力波，經空氣再傳出去，即聲輻射。因此，激發響應、系統內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。數控銑床的主傳動系統土作時，正是由于齒輪、軸承等零部件經過激發響應，并在系統內部傳遞和輻射而出現了噪聲，且這些部件又由于出現了異常情況，使激振力加大從而使噪聲增大。

（1）齒輪噪聲分析。數控銑床的主傳動系統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。機床主傳動系統中齒輪在運轉中產生的噪聲主要有：齒輪在嚙合中，齒與齒之間出現連續沖擊而使齒輪在嚙合頻率下產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生齒輪固有頻率的瞬態自由振動并帶來噪聲。因齒輪與傳動軸及軸承的裝配出現偏心而引起旋轉不平衡慣性力，由此產生了與轉速相一致的低頻振動。隨著軸的旋轉，每轉一次發出一次共鳴噪聲。因齒與齒之間的摩擦導致齒輪產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。該數控銑床的主軸變速系統共有滾動軸承38個。軸承與軸頸及支承孔的裝配、預緊力、同心度、潤滑條件以及作用在軸承上負荷的大小、徑向間隙等都對噪聲有很大影響。鈦浩機械是以機床頂針、刀柄刀桿、軸加工、CNC數控加工、主軸絲杠、夾頭接桿、非標件加工為公司的主打產品，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。滾動軸承易產生變形的部位就是其內外環。內外環在外部因素和自身精度的影響下，有可能產生搖擺振動、軸向振動、徑向振動、軸承環本身的徑向振動和軸向彎曲振動。與齒輪同理，軸承的轉速越高，回轉基頻就越大，噪聲也就隨之增大軸承滾動體內外環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外環上凹陷點很多，在頻譜上表現出這些頻率的高次諧波，引起的噪聲也就越高。

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