數(shù)控銑床主軸噪聲故障怎么處理解決你清楚嗎

一、主軸噪聲故障分析

某數(shù)控銑床，在初次使用時(shí)噪聲就較大，并且噪聲聲源主要來自主傳動(dòng)系統(tǒng)，隨著使用時(shí)間的延長噪聲越來越大，用聲級計(jì)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(huì)因?qū)Υ思ふ窳Ξa(chǎn)生響應(yīng)而出現(xiàn)振動(dòng)。這個(gè)振動(dòng)能量在整個(gè)系統(tǒng)中傳播，當(dāng)傳播到輻射表面，這個(gè)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(gè)步驟就是振動(dòng)噪聲、摩擦噪聲和沖擊噪聲的形成過程。

（1）齒輪噪聲分析。數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)主要是靠齒輪來完成變速和傳動(dòng)的因此，齒輪的嚙合傳動(dòng)是主要噪聲源之一。

機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪在運(yùn)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(dòng)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(dòng)并帶來噪聲。

因齒輪與傳動(dòng)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(dòng)。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(dòng)并帶來摩擦噪聲。如果齒面凸凹不平，會(huì)引起周期性的沖擊噪聲。

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(dòng)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(dòng)體或軸承的內(nèi)外環(huán)上凹陷點(diǎn)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。

1、齒輪噪聲控制

由于齒輪噪聲的產(chǎn)生是多因素引起的，其中有些因素是齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)決定的針對故障銑床出現(xiàn)的主軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)齒輪噪聲的特點(diǎn)，在不改變原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，在原有齒輪上進(jìn)行修理和改進(jìn)，以減少噪聲。

（1）齒頂修緣。由于齒形誤差和齒距的影響，在輪齒承載產(chǎn)生了彈性變形后，造成齒輪嚙合時(shí)瞬時(shí)頂撞和沖擊。因此，為了減少齒輪在嚙合時(shí)由于齒頂凹凸而造成的嚙合沖擊，可進(jìn)行齒頂修緣。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，齒頂修緣的目的是校正齒的彎曲變形和補(bǔ)償齒輪誤差，從而降低齒輪噪聲。修緣量取決于齒距誤差和承載后齒輪的彎曲變形量，以及彎曲方向等。

修緣時(shí)主要針對該機(jī)床嚙合頻率的那幾對齒輪和這些齒輪在模數(shù)為3、4、5mm時(shí)所采取的不同修緣量。在修緣時(shí)要注意修緣量的控制，并采取重復(fù)試驗(yàn)的方法，以免修緣量過大而破壞工作齒廓，或修緣量過小起不到修緣的作用齒形修緣時(shí)，可根據(jù)這幾對齒輪的具體情況只修齒頂或只修齒根，只有在單獨(dú)修齒頂或修齒根達(dá)不到良好效果時(shí)，齒頂和齒根才共同修修緣量的徑向和軸向值可分配給一個(gè)齒輪，也可根據(jù)情況分配給兩個(gè)齒輪。（2）控制齒形誤差。齒形誤差是由多種因素造成的，觀察故障銑床傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪，發(fā)現(xiàn)齒形誤差主要是在加工過程中出現(xiàn)的，其次是因長期運(yùn)行條件不好所致。齒形誤差在齒輪嚙合時(shí)出現(xiàn)的噪聲比較常見。一般情況下，齒形誤差越大出現(xiàn)的噪聲也就越大。對于中凹齒形，輪齒在一次嚙合中受到兩次沖擊，噪聲很大，并且齒形越凹噪聲就越大。因此將齒輪輪齒修形，使之適當(dāng)呈中凸形，以達(dá)到降低噪聲的目的。

（1）控制內(nèi)外環(huán)質(zhì)量。故障銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)中，所有軸承都是內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，外環(huán)固定。這時(shí)內(nèi)環(huán)如出現(xiàn)徑向偏擺就會(huì)引起旋轉(zhuǎn)時(shí)的不平衡，從而出現(xiàn)振動(dòng)噪聲。如果軸承的外環(huán)，配合孔形狀和位置公差都不好時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)徑向擺動(dòng)，這樣就破壞了軸承部件的同心度。如果內(nèi)環(huán)與外環(huán)端面的側(cè)向出現(xiàn)較大跳動(dòng)，還會(huì)導(dǎo)致軸承內(nèi)環(huán)相對于外環(huán)發(fā)生歪斜。軸承的精度越高，上述的偏擺量就越小，出現(xiàn)的噪聲也就越小。

除控制軸承內(nèi)外環(huán)幾何形狀偏差外，還應(yīng)控制內(nèi)外環(huán)滾道的波紋度，降低表面粗糙度，嚴(yán)格控制在裝配過程中滾道的表面磕傷和劃傷，否則不可能降低軸承的振動(dòng)噪聲。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，滾道的波紋度為密波或疏波時(shí)，滾動(dòng)體在滾動(dòng)時(shí)的接觸點(diǎn)顯然不同，由此引起的振動(dòng)頻率相差很大。

外環(huán)在孔中的配合形式會(huì)影響噪聲的傳播。較緊的配合會(huì)提高傳聲性，從而使噪聲加大。過緊的配合，會(huì)迫使?jié)L道變形，從而加大軸承滾道的形狀誤差，使徑向間隙減小，也導(dǎo)致噪聲的增加。軸承外環(huán)過松的配合同樣會(huì)引起較大噪聲。只有松緊適當(dāng)?shù)呐浜峡墒馆S頸與孔接觸處的油膜對外環(huán)振動(dòng)產(chǎn)生阻尼，從而降低噪聲。另外，配合部位的形位公差和表面粗糙度，應(yīng)符合所選軸承精度等級的要求。如果軸承很緊地安裝在加工不準(zhǔn)確的軸上，那么軸的誤差就會(huì)傳遞給軸承內(nèi)環(huán)滾道，并以較高的波紋度形式表現(xiàn)出來，噪聲也就隨之增大。