車(chē)床的震動(dòng)及預(yù)防措施

1、安全管理文書(shū)車(chē)床的震動(dòng)及預(yù)防措施日期：?jiǎn)挝唬很?chē)床的震動(dòng)及預(yù)防措施1振動(dòng)車(chē)削加工過(guò)程中，工件和刀具之間常常發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，破 壞和干擾了正常的切削加工，是一種極其有害的現(xiàn)象。當(dāng)車(chē)床發(fā)生震動(dòng) 時(shí)，工件表面質(zhì)量惡化，產(chǎn)生明顯的表面振紋，工件的粗糙度增大，這 時(shí)必須降低切削用量，使車(chē)床的工作效率大大降低。強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)，會(huì)時(shí) 車(chē)床產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象，使切削加工過(guò)程無(wú)法進(jìn)行下去。由于振動(dòng)，將使車(chē) 床和刀具磨損加劇，從而縮短車(chē)床和刀具的使用壽命；振動(dòng)并伴隨有噪 音，危害工人身心健康，使工作環(huán)境惡化。車(chē)床振動(dòng)可公為自由振動(dòng)、 強(qiáng)迫振動(dòng)和自系振動(dòng)，據(jù)測(cè)算，這三類(lèi)振動(dòng)分別 5% 30% 65%當(dāng)振動(dòng) 系統(tǒng)的平衡被破壞，彈

2、性力來(lái)維持系統(tǒng)的振動(dòng)，稱(chēng)為自由振動(dòng)（如圖1）， 在外界周期性干擾力持續(xù)作用下，被迫產(chǎn)生的振動(dòng)稱(chēng)為強(qiáng)迫振動(dòng)（如圖2），由振動(dòng)過(guò)程本身引起切削力周期性變化，又由這個(gè)周期性變化的切 削力反過(guò)來(lái)加強(qiáng)和維持的振動(dòng)稱(chēng)為自激振動(dòng)（如圖3）。圖1圖2圖32車(chē)床振動(dòng)的振源尋找振動(dòng)的來(lái)源，并加以排除或限制，是有 效控制振動(dòng)的途徑。振源來(lái)自車(chē)床內(nèi)部的，稱(chēng)為機(jī)內(nèi)振源；來(lái)自車(chē)床外 部的，稱(chēng)為機(jī)外振源。由于自由振動(dòng)是由切削力的突然變化或其它外力 沖擊引起的，可快速衰減，對(duì)車(chē)床加工過(guò)程影響非常小，可以忽略不計(jì)。 強(qiáng)迫振動(dòng)的振源機(jī)內(nèi)振源：車(chē)床上各個(gè)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)不平衡及電磁力不平衡引起的振動(dòng)；機(jī)床回轉(zhuǎn)零件

3、的不平衡，如皮 帶輪、卡盤(pán)、刀盤(pán)和工件不平衡引起的振動(dòng)；運(yùn)動(dòng)傳遞過(guò)程中引起的振 動(dòng)，如變速操縱機(jī)機(jī)構(gòu)中的齒輪嚙合時(shí)的沖擊力，卸荷帶輪把徑向載荷 卸給箱體時(shí)的振動(dòng)，三角皮帶的厚度不均勻，皮帶輪質(zhì)量偏心，雙向多 片摩擦離合器，滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承尺寸及形位誤差引起的振動(dòng)；往復(fù)部件運(yùn)動(dòng)的慣性力，如離和器控制箱體的正反轉(zhuǎn)引起的慣性力振動(dòng)；切 削時(shí)的沖擊振動(dòng)，如切削帶有鍵槽的工件表面時(shí)循環(huán)沖擊載荷引起的振 動(dòng)；車(chē)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)。機(jī)外振源：其它機(jī)床、鍛壓設(shè)備、火車(chē)、汽車(chē)等通過(guò)地基傳給車(chē)床 的振動(dòng)。自激振動(dòng)的振源引起自激振動(dòng)的振源主要有車(chē)削時(shí)切削量過(guò) 大、主切削力的方向、車(chē)刀的幾何角度的選擇不當(dāng)?shù)取?/p>

4、3振源分析1）查找車(chē)床振動(dòng)振源的框圖，見(jiàn)圖4。圖4查找車(chē)床振動(dòng)振源的框圖2）車(chē)床主軸箱內(nèi)振源分析一方面主 軸箱中齒輪、軸承等零部件設(shè)計(jì)、制造及裝配過(guò)程中存在某些不足之處， 另一方面長(zhǎng)期工作過(guò)程中使得某些零件失效，導(dǎo)致主軸箱在工作過(guò)程中 產(chǎn)生了振動(dòng)。齒輪在嚙合時(shí)引起沖擊產(chǎn)生頻率為嚙合頻率的振動(dòng)，主軸 安裝偏心所引起周期性振動(dòng)；軸承的損傷所引起周期性沖擊或者激發(fā)自 身的各個(gè)元件以固有頻率振動(dòng)；以及其它因素所引起的振動(dòng)。現(xiàn)以 CA6140車(chē)床為例。對(duì)CA6140主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的回轉(zhuǎn)頻率和齒輪嚙 合頻率進(jìn)行計(jì)算和實(shí)際測(cè)量（計(jì)算過(guò)程從略）。由于主軸轉(zhuǎn)速檔位較多， 故僅選取主軸轉(zhuǎn)速為200rpm時(shí)計(jì)算

5、主軸箱內(nèi)各軸的回轉(zhuǎn)頻率和齒輪嚙 合頻率，計(jì)算結(jié)論數(shù)據(jù)如表1所示；主軸前端D3182121雙列向心短圓 柱滾子軸的有關(guān)元件脈動(dòng)頻率計(jì)算結(jié)論數(shù)據(jù)如表2所示。表1回轉(zhuǎn)軸號(hào)理論頻率（HZ）實(shí)際頻率（HZ）回轉(zhuǎn)頻率嚙合頻率回轉(zhuǎn)頻率嚙合 頻率I f I =13f56=760f I =14.15f56=792 II f H =19f38=730f H =20.8f38=792 f22=423f22=459 皿 f 皿=7.29f58=423f 皿=7.9f50=364.5f50=364.5f50=3 95Wf IV =7.29f50=364.5f IV =7.9f5仁371.8f50=395f5仁403.8

6、 V f V =7.44f50=371.8f V =8f50=403.8f26=193.3f26=210 Wf W =3.333f58=193.3f W =3.6f58=210表2內(nèi)圈滾道波度172.8HZ滾珠通過(guò)內(nèi)圈的頻率60.5HZ外圈的頻率47.5HZ滾珠自轉(zhuǎn)頻率29.4HZ3)數(shù)據(jù)分析經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)主軸箱內(nèi)頻率為f=173HZ、 f=790HZ對(duì)切削力影響很大，f=173HZ頻率的振動(dòng)主要是通過(guò)工件直接 傳輸給刀架的，而f=790HZ 一部分能量通過(guò)車(chē)床床身傳遞給刀架，一部 分能量通過(guò)工件傳遞給刀架。進(jìn)一步對(duì) f=173HZ, f=790HZ頻率所產(chǎn)生 振動(dòng)原因進(jìn)行分析=計(jì)

7、算并與表1、表2對(duì)比。得出如下結(jié)果：f=173HZ 是由主軸前端的雙列向心短圓柱滾子軸承的內(nèi)圈滾道表面粗糙度很大 所引起的，f=790HZ為軸承上齒輪(Z=56)的嚙合頻率，由摩擦片離合器 在嚙合處剛性不足造成齒輪嚙合時(shí)不平穩(wěn)所引起的。通過(guò)以上分析可 知，在切削過(guò)程中，f=173HZ和f=790HZ振動(dòng)頻率對(duì)切削力影響很大。 f=173HZ是由主軸前端的雙列向心短圓柱滾子軸承所引起的；f=790HZ是由軸承上的齒輪嚙合時(shí)不平穩(wěn)所引起的。4車(chē)床振動(dòng)的控制1)對(duì)強(qiáng)迫振動(dòng)的控制將振源與車(chē)床隔離。設(shè)置隔振裝置，將振源所產(chǎn)生的振 動(dòng)由隔振裝置大部分吸收，減少振源對(duì)車(chē)削加工的干擾。挖防振溝，將 車(chē)床安置在防振地基上，設(shè)置彈簧或橡皮墊減少振動(dòng)。減少激振力。如精確平衡回轉(zhuǎn)零部件，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、皮帶輪和 卡盤(pán)作靜平衡和動(dòng)平衡試驗(yàn)，提高軸承裝配精度。提高車(chē)床傳動(dòng)的制造精度。如將變速操縱機(jī)構(gòu)中齒輪嚙合的制造 精度提高，可以減少因齒輪嚙合傳動(dòng)而引起的振動(dòng)。提高工藝系統(tǒng)的剛度及阻尼。車(chē)床系統(tǒng)剛度增加，對(duì)振動(dòng)的抵抗能力提