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2014-07-01
臥式數控銑床軸承噪聲分析及控製

  臥式數控銑床,由於(yu) 主軸的變速係統仍采用若幹傳(chuan) 動軸、齒輪和軸承,因此在工作中不可避免地要產(chan) 生振動噪聲、摩擦噪聲和衝(chong) 擊噪聲。而數控銑床主傳(chuan) 動係統的變速是在機床不停止工作的狀態下,由計算機控製完成的,因此它比普通機床產(chan) 生的噪聲更為(wei) 連續,更具有代表性。

  臥式數控銑床的主傳(chuan) 動係統工作時,正是由於(yu) 軸承、齒輪等零部件經過激發響應,並在係統內(nei) 部傳(chuan) 遞和輻射而出現了噪聲,且這些部件又由於(yu) 出現了異常情況,使激振力加大從(cong) 而使噪聲增大。本文就為(wei) 大家分析下軸承噪聲產(chan) 生的原因及如何控製。

  軸承噪聲分析

  數控銑床的主軸變速係統共有滾動軸承38個(ge) 。軸承與(yu) 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。而且軸承本身的製造偏差,在很大程度上決(jue) 定了軸承的噪聲。滾動軸承最易產(chan) 生變形的部位就是其內(nei) 外環。內(nei) 外環在外部因素和自身精度的影響下,有可能產(chan) 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(yu) 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(ti) 內(nei) 外環各自的精度如果不高,將成為(wei) 影響軸承噪聲的主要因素滾動體(ti) 或軸承的內(nei) 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。

  軸承噪聲控製

  (1)控製內(nei) 外環質量。故障銑床的主傳(chuan) 動係統中,所有軸承都是內(nei) 環轉動,外環固定。這時內(nei) 環如出現徑向偏擺就會(hui) 引起旋轉時的不平衡,從(cong) 而出現振動噪聲。如果軸承的外環,配合孔形狀和位置公差都不好時,就會(hui) 出現徑向擺動,這樣就破壞了軸承部件的同心度。如果內(nei) 環與(yu) 外環端麵的側(ce) 向出現較大跳動,還會(hui) 導致軸承內(nei) 環相對於(yu) 外環發生歪斜。軸承的精度越高,上述的偏擺量就越小,出現的噪聲也就越小。

  除控製軸承內(nei) 外環幾何形狀偏差外,還應控製內(nei) 外環滾道的波紋度,降低表麵粗糙度,嚴(yan) 格控製在裝配過程中滾道的表麵磕傷(shang) 和劃傷(shang) ,否則不可能降低軸承的振動噪聲。經觀察發現,滾道的波紋度為(wei) 密波或疏波時,滾動體(ti) 在滾動時的接觸點顯然不同,由此引起的振動頻率相差很大。

  (2)控製軸承與(yu) 孔和軸的配合精度。該故障銑床的主傳(chuan) 動係統中,軸承與(yu) 軸和孔的配合,應保證軸承有必要的徑向間隙。徑向工作間隙的最佳數值,是由內(nei) 環在軸上和外環在孔中的配合,以及在運動狀態下內(nei) 環和外環所產(chan) 生的溫差所決(jue) 定的。因此軸承中初始間隙的選擇對控製軸承的噪聲具有重要意義(yi) 。

  過大的徑向間隙會(hui) 導致低頻部分的噪聲增加,而較小的徑向間隙又會(hui) 引起高頻部分的噪聲增加。一般間隙控製在0.01mm時最佳。外環在孔中的配合形式會(hui) 影響噪聲的傳(chuan) 播。較緊的配合會(hui) 提高傳(chuan) 聲性,從(cong) 而使噪聲加大。過緊的配合,會(hui) 迫使滾道變形,從(cong) 而加大軸承滾道的形狀誤差,使徑向間隙減小,也導致噪聲的增加。軸承外環過鬆的配合同樣會(hui) 引起較大噪聲。

  隻有鬆緊適當的配合可使軸頸與(yu) 孔接觸處的油膜對外環振動產(chan) 生阻尼,從(cong) 而降低噪聲。另外,配合部位的形位公差和表麵粗糙度,應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確的軸上,那麽(me) 軸的誤差就會(hui) 傳(chuan) 遞給軸承內(nei) 環滾道,並以較高的波紋度形式表現出來,噪聲也就隨之增大。

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