机床主轴传动环节降噪应用实例-.pdf

q u ip 咖 m e n t a 。 n 。 d I 设 备 与 维 僚 机床主轴传动环节降噪应用实例 沈阳中捷 机床有 限公 司 辽宁1 1 0 0 4 1 苗青 沈阳机床成套设备有 限责任公司 辽宁1 1 0 0 1 3 战福 操王义 在现代科技高速发展机床行业 中，机床噪声的 大小已经成为评定机床性能 的重要指标之一 ，机械 行业标准 z B J 5 0 0 0 4金属切削机床噪声声压级的 测定也对机床的噪声做 出相关规定 ，非精密机床 整机噪声声压级不应超过 8 3 d B A 。机床的噪声主 要包括 机械噪声 、动力 源噪声 及阀体噪声等。机 械噪声一般是指机械传动部件在运转过程 中产生 的 噪声。动力源噪声包括各个传动轴电动机、液压泵 、 冷却泵 、风扇运转 以及 空气压缩机等 带来 的噪声。 阀体噪声主要是液压阀和气动阀lT作 时产生的噪声。 本文主要介绍降低机械噪声产生的应用实例。 主轴箱是机床中必不可少 的重要组成部分 ，同 时也是机床噪声 的主要来源。在机床 运转过程 中， 整个传动环节都会产生噪声 ，包括主轴 轴承与轴承 孔的配合精度 、相互 啮合 的齿轮 、传动带及带轮等 传动机构 中各个部件。下面 以沈阳数控 机床有 限公 司生产的 S S C K 6 3型数控车床 的主轴箱 传动系统为 例 ，来简单介绍从带轮上降低 噪声 的方法。该 机床 的主电动机带 轮采 用的是 圆弧齿 J B ／ T 7 5 1 2 ． 2 -- 1 9 9 4 同步带 ，节距是 8 m m的，带轮宽度是 9 0m m， 4 8齿带挡圈的小带轮 ，与其配套 的主轴上的带轮节 距是 8 m m，带轮宽度 1 0 0 mm，1 1 0齿无挡 圈的大带 轮。如图 1 ～图4所示 ，从左到右顺序为整改前小 带轮一整 改前大 带轮一 整改后 小带 轮一整改 后大 带轮。 同步带规格是带宽 8 0 mm，节距 8 m m，长度是 1 5 6 0 m m，工作状 态小 带轮 5 5 0 0 r ／ m i n ，大带 轮 在 1 8 0 0 r ／ m i n 左右 ，传动 比是 1 8 ／ 5 5 。当机床正常运转 时 ，通过噪声仪 H S 5 6 3 3型数字声级计 测得结果 9 0 d B A ，而且在传动带和带轮结合处伴随着尖叫 声 ，随着转速越快声音越尖 ，改变传动带的松紧程 7 8 耋 未 参 磊 籼工 度和调整两带轮的平行 ，尖叫声依然存在。后来经过 I 图1 9 4 图3 “／ ／ ／／／ ／／／ ／／Z ／ ／ 一 一 ／ ／ 罔2 靶 I 图4 q u i p me n t a n d I 设 备 与 维 修 数控机床加工精度故障的诊断与维修 中国船舶重 工第七二四研究所 江苏南京2 1 0 0 0 3 陈颖 数控机床是集机床 、计算机 、电动机及拖动控 制 、检测等技术为一体 的 自动化设备 ，基本组 成包 括控制介质、数控系统 、伺 服系统 、反馈装置 及床 身等。数控装置的计算机插补运算 、伺 服驱动 系统 的闭环控制及简化 的高精度机械传动装 置是数 控机 床实施高精度加工的保障。 数控机床在使 用一定时间之后 ，经 常会遇 到加 工过程 中 出现加 工精度下 降、尺寸不 稳定 的故 障。 影响数控机床加工尺寸不稳定的因素很多 ，包括机 械方面 、电气方面、系统参数及数控机床 的辅助控 制部分等。这类故 障的诊断分析及维修有一定 的难 度。笔者结合 日常维修 经验 ，从进 给机 械传动 、系 统参数设定 、电气控制及机床辅助控制装置等几个 方面简单对此类故障诊断与维修进行阐述。 1 ．进给机械传动 从数控机床进给系统机械组成方 面来 看，影响 加工精度的原因包括 1 伺服电动机轴与丝杠之 间的联 接松 动，致 “ I I i i 。’ ⋯ i ‘ ’ | ．⋯ l - - ⋯ ‘ ’ l l ⋯ 。 ’ ⋯i i 一 ‘ ’ 0 ⋯ 一 “ I I h l - I I hl -’ ‘ 1 I l l l - r l l t l - -_ l ⋯ ‘ ’ l l i q , ． , l i l l I i ⋯0I “ I I h l 。 I I h l I Ii l - - ⋯I I l -- “ 分析 ，好像是气流通过窄缝处发 出的尖 叫。为见证 噪声的来源，将小带轮拆下 ，在 图示位 置用 车床加 工 2处沟槽 ，深度低于带轮 的齿底 ，也就是在带轮 的圆周方向上加工 两个深槽 ，便 于夹在 同步带 和带 轮中间的空气通过沟槽排出 ，避免产生尖 叫。当加 工完沟槽重新安装后 ，再用噪声仪进行测量 ，噪声 降低 ，但是效果不是很明显 ，说 明找到 了问题 的所 在 ；再次改变排气槽 的结 构，在带轮圆周方 向的槽 内和带轮轴向加工相交孔 ，小带轮是 4 8个齿 ，每隔 4个齿钻一个轴 向孔 ，对应 的圆周方向也按轴向孔 的 位置加工相交孔 ，安装好 后再 次测量噪声，有 明显 使丝杠与电动机不同步，出现尺寸误差检测时只需 在伺服电动机与丝杠 的联轴节上做好标 记，用较快 倍率来 回移动工作台 或刀架 ，由于工作 台 或转 塔的惯性作用 ，将使联轴节 的两端 出现明显相对 移动。此类故障通 常表现为加工尺寸只向一个方 向 变动 ，只需将联轴节螺钉均匀紧固即可排除。 2 滚珠丝杠螺母副的间隙大或丝杠螺母副磨 损。通过调整进给丝杠螺母副的间隙或整套更换丝 杠螺母副就可排除故障。 3 滚珠丝杠固定轴 承磨损或调整不 当，造成 运动阻力过大。该故障现象通 常表现为尺寸在几十 微米范围内无规则变动，只需将磨损轴承更换并认 真调整 ，故障即可排除。 4 滚珠丝杠与螺母之间 、滑块与导轨润滑不 良。由于润滑不 良使工作 台 或刀架 运动 阻力增 加 ，无法完全准确执行移动指令，此类故障通常表 现为零件尺寸在几十微米范围内无规则变动只需将 润滑改善即可排除故障。 5 机床进给传动系统大修后 如更换滚珠丝 l i q ⋯I Ih q ‘ 。 l I I l i q 。 ’ l I I ⋯。 t I l ti - ’ ‘F I I l - “ I I I l - | l I I Il- 。 I ⋯ I I ⋯‘ | l I I hi “ I l l “I I hl } I I h ⋯ I I h- Il l i - ‘ 效果 ，但数值还是超标；再次增加排 气孔结构 ，每 隔 2个齿钻一个轴 向孔，对应的圆周方向也 按轴 向 孔的位置加工相交孔 ，按照修改小带 轮结构 的方法 对大带轮也进行 了整改后 ，重新安装 大小带轮 ，调 整传动带松 紧程度后 ，测量 空运转噪声值 为 8 0 d B A ，整整降低 了 1 0 d B A 。在保证带轮强度的情 况下钻的孑 L 越多 ，降噪效果越 明显。根据上述试验 得出结论，在带轮上增加排气槽对于 主轴传动系统 降噪确有 明显效 果，并且 部分 机床 已经 应用此 结 构 MW 收稿 日期2 0 1 4 0 2 0 3 参 磊 工 。 冷 加 工 _ ⋯．．． ．．． 2 0 14 ； 篓 搠