数控铣床主轴噪声故障怎么处理解决你清楚吗

一、主轴噪声故障分析

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。

（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，会引起周期性的冲击噪声。

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。

1、齿轮噪声控制

由于齿轮噪声的产生是多因素引起的，其中有些因素是齿轮设计参数决定的针对故障铣床出现的主轴运动系统齿轮噪声的特点，在不改变原设计的基础上，在原有齿轮上进行修理和改进，以减少噪声。

（1）齿顶修缘。由于齿形误差和齿距的影响，在轮齿承载产生了弹性变形后，造成齿轮啮合时瞬时顶撞和冲击。因此，为了减少齿轮在啮合时由于齿顶凹凸而造成的啮合冲击，可进行齿顶修缘。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，齿顶修缘的目的是校正齿的弯曲变形和补偿齿轮误差，从而降低齿轮噪声。修缘量取决于齿距误差和承载后齿轮的弯曲变形量，以及弯曲方向等。

修缘时主要针对该机床啮合频率的那几对齿轮和这些齿轮在模数为3、4、5mm时所采取的不同修缘量。在修缘时要注意修缘量的控制，并采取重复试验的方法，以免修缘量过大而破坏工作齿廓，或修缘量过小起不到修缘的作用齿形修缘时，可根据这几对齿轮的具体情况只修齿顶或只修齿根，只有在单独修齿顶或修齿根达不到良好效果时，齿顶和齿根才共同修修缘量的径向和轴向值可分配给一个齿轮，也可根据情况分配给两个齿轮。（2）控制齿形误差。齿形误差是由多种因素造成的，观察故障铣床传动系统中的齿轮，发现齿形误差主要是在加工过程中出现的，其次是因长期运行条件不好所致。齿形误差在齿轮啮合时出现的噪声比较常见。一般情况下，齿形误差越大出现的噪声也就越大。对于中凹齿形，轮齿在一次啮合中受到两次冲击，噪声很大，并且齿形越凹噪声就越大。因此将齿轮轮齿修形，使之适当呈中凸形，以达到降低噪声的目的。

（1）控制内外环质量。故障铣床的主传动系统中，所有轴承都是内环转动，外环固定。这时内环如出现径向偏摆就会引起旋转时的不平衡，从而出现振动噪声。如果轴承的外环，配合孔形状和位置公差都不好时，就会出现径向摆动，这样就破坏了轴承部件的同心度。如果内环与外环端面的侧向出现较大跳动，还会导致轴承内环相对于外环发生歪斜。轴承的精度越高，上述的偏摆量就越小，出现的噪声也就越小。

除控制轴承内外环几何形状偏差外，还应控制内外环滚道的波纹度，降低表面粗糙度，严格控制在装配过程中滚道的表面磕伤和划伤，否则不可能降低轴承的振动噪声。经观察发现，滚道的波纹度为密波或疏波时，滚动体在滚动时的接触点显然不同，由此引起的振动频率相差很大。

外环在孔中的配合形式会影响噪声的传播。较紧的配合会提高传声性，从而使噪声加大。过紧的配合，会迫使滚道变形，从而加大轴承滚道的形状误差，使径向间隙减小，也导致噪声的增加。轴承外环过松的配合同样会引起较大噪声。只有松紧适当的配合可使轴颈与孔接触处的油膜对外环振动产生阻尼，从而降低噪声。另外，配合部位的形位公差和表面粗糙度，应符合所选轴承精度等级的要求。如果轴承很紧地安装在加工不准确的轴上，那么轴的误差就会传递给轴承内环滚道，并以较高的波纹度形式表现出来，噪声也就随之增大。