臥式數(shù)控銑床，由于主軸的變速系統(tǒng)仍采用若干傳動軸、齒輪和軸承，因此在工作中不可避免地要產(chǎn)生振動噪聲、摩擦噪聲和沖擊噪聲。而數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)的變速是在機床不停止工作的狀態(tài)下，由計算機控制完成的，因此它比普通機床產(chǎn)生的噪聲更為連續(xù)，更具有代表性。
臥式數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)工作時，正是由于軸承、齒輪等零部件經(jīng)過激發(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。本文就為大家分析下軸承噪聲產(chǎn)生的原因及如何控制。
軸承噪聲分析
數(shù)控銑床的主軸變速系統(tǒng)共有滾動軸承38個。軸承與軸頸及支承孔的裝配、預(yù)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。而且軸承本身的制造偏差，在很大程度上決定了軸承的噪聲。滾動軸承最易產(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、軸向振動、徑向振動、軸承環(huán)本身的徑向振動和軸向彎曲振動。
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體或軸承的內(nèi)外環(huán)上凹陷點很多，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。
軸承噪聲控制
(1)控制內(nèi)外環(huán)質(zhì)量。故障銑床的主傳動系統(tǒng)中，所有軸承都是內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動，外環(huán)固定。這時內(nèi)環(huán)如出現(xiàn)徑向偏擺就會引起旋轉(zhuǎn)時的不平衡，從而出現(xiàn)振動噪聲。如果軸承的外環(huán)，配合孔形狀和位置公差都不好時，就會出現(xiàn)徑向擺動，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，還會導(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噪聲。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，滾道的波紋度為密波或疏波時，滾動體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)控制軸承與孔和軸的配合精度。該故障銑床的主傳動系統(tǒng)中，軸承與軸和孔的配合，應(yīng)保證軸承有必要的徑向間隙。徑向工作間隙的最佳數(shù)值，是由內(nèi)環(huán)在軸上和外環(huán)在孔中的配合，以及在運動狀態(tài)下內(nèi)環(huán)和外環(huán)所產(chǎn)生的溫差所決定的。因此軸承中初始間隙的選擇對控制軸承的噪聲具有重要意義。
過大的徑向間隙會導(dǎo)致低頻部分的噪聲增加，而較小的徑向間隙又會引起高頻部分的噪聲增加。一般間隙控制在0.01mm時最佳。外環(huán)在孔中的配合形式會影響噪聲的傳播。較緊的配合會提高傳聲性，從而使噪聲加大。過緊的配合，會迫使?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。
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