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(guò)程。
數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)土作時(shí)，正是由于齒輪、軸承等零部件經(jīng)過(guò)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(dòng)系統(tǒng)主要是靠齒輪來(lái)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：
①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(lái)沖擊噪聲。
②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(lái)噪聲。
③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。
④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(lái)摩擦噪聲。如果齒面凸凹不平，會(huì)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(dòng)軸承38個(gè)。軸承與軸頸及支承孔的裝配、預(yù)緊力、同心度、潤(rùn)滑條件以及作用在軸承上負(fù)荷的大小、徑向間隙等都對(duì)噪聲有很大影響。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(dòng)軸承最易產(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(dòng)、軸向振動(dòng)、徑向振動(dòng)、軸承環(huán)本身的徑向振動(dòng)和軸向彎曲振動(dòng)。
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。
二、主軸噪聲故障處理
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(duì)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?cè)O(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。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(duì)該機(jī)床嚙合頻率最高的那幾對(duì)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)一定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(guò)大而破壞有效的工作齒廓，或修緣量過(guò)小起不到修緣的作用齒形修緣時(shí)，可根據(jù)這幾對(duì)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(guò)程中出現(xiàn)的，其次是因長(zhǎng)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(jiàn)。一般情況下，齒形誤差越大出現(xiàn)的噪聲也就越大。對(duì)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。
（3）控制嚙合齒輪中心距的改變。嚙合齒輪實(shí)際中心距的變化將引起壓力角的改變，如果嚙合齒輪的中心距出現(xiàn)周期性變化，那么也將使壓力角發(fā)生周期性變化，噪聲也會(huì)周期性增大。對(duì)嚙合中心距的分析表明，當(dāng)中心距偏大時(shí)噪聲影響并不明顯，而中心距偏小時(shí)噪聲就明顯增大在控制嚙合齒輪的中心距時(shí)，對(duì)齒輪的外徑、傳動(dòng)軸的變形、傳動(dòng)軸與齒輪和軸承的配合都應(yīng)控制在理想狀態(tài)。這樣可盡可能消除由于嚙合中心距的改變而出現(xiàn)的噪聲。
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