如何測(cè)量精密磨削機(jī)床的細(xì)微振動(dòng)

寂靜天花板

現(xiàn)代數(shù)控磨削機(jī)床都設(shè)計(jì)成能夠避免機(jī)器的振動(dòng),但使用先進(jìn)的軟件仍可以對(duì)一些可能影響生產(chǎn)制造的因素比如動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。機(jī)床的主軸、滑動(dòng)片、通道和其他的組件都根據(jù)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造，以提高設(shè)備的強(qiáng)度并優(yōu)化避免振動(dòng)。在對(duì)高鎳合金、陶瓷基復(fù)合材料（CMC）和金屬基復(fù)合材料（MMC）等材料進(jìn)行加工時(shí)，高標(biāo)準(zhǔn)的公差率和嚴(yán)格的材料損耗率（MMR），將加工設(shè)備的能力推向了極限，并提高了產(chǎn)生設(shè)備振動(dòng)的可能性。
而振動(dòng)測(cè)量工具的技術(shù)也有了很大的改善，體積更小、便攜式、相對(duì)廉價(jià)的分析系統(tǒng)普遍地應(yīng)用于工業(yè)和維修部門(mén)。
振動(dòng)的形式
4 D. I4 A) z& W, a& Q' S1 ^5 Z! q磨削機(jī)床最常見(jiàn)的振動(dòng)形式一般分為兩類——力振動(dòng)和自激振動(dòng)。力振動(dòng)包括轉(zhuǎn)輪不平衡、軸承損壞、電機(jī)損壞以及研磨砂輪不平衡等。即使在研磨砂輪還未與工件進(jìn)行接觸時(shí)也會(huì)產(chǎn)生力振動(dòng)。而自激振動(dòng)則由于磨削參數(shù)、過(guò)程和某些機(jī)器的特性比如機(jī)器固有的頻率等因素造成，只有在磨削加工的過(guò)程中才會(huì)產(chǎn)生。

在磨削加工的過(guò)程中，由于機(jī)器運(yùn)作的自然頻率會(huì)使得工件或研磨砂輪產(chǎn)生起伏不定的波動(dòng)。起伏不定的波動(dòng)會(huì)隨著轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)不斷地被放大。這種波動(dòng)持續(xù)下去，一直到工件的質(zhì)量降低到一定的程度就需要停止研磨加工。通常情況下，需要更換研磨砂輪然后繼續(xù)重復(fù)加工周期。研磨砂輪波動(dòng)的形成據(jù)說(shuō)主要是由于砂輪的再生振動(dòng)，而操作過(guò)程中產(chǎn)生的波動(dòng)力據(jù)說(shuō)主要是由于操作過(guò)程的再生振動(dòng)。
當(dāng)振動(dòng)的幅度變得越來(lái)越大，可能會(huì)影響到工件的質(zhì)量。振動(dòng)是否過(guò)量將根據(jù)不同的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行判斷。精密的圓柱體磨削加工操作可能需要位移值低于0.03 mil密耳（0.00003英寸）而鋼鐵磨削廠切斷操作的位移值最大可以大于1 mil密耳（0.00100英寸）。通常情況下，可接受的振動(dòng)水平是由工件的公差率所決定的，如空間公差、表面涂層、波紋度、圓度以及波動(dòng)的頻率。公差率越嚴(yán)格，振動(dòng)率就需要更加小。過(guò)度的振動(dòng)也會(huì)造成砂輪的磨損，損壞（燒壞）材料，并導(dǎo)致早期主軸軸承故障。

磨削主軸軸承通常需要在高負(fù)荷以及磨削力的共同作用下進(jìn)行高速的運(yùn)轉(zhuǎn)。軸承的任何磨損或損壞都將轉(zhuǎn)移到工件上并產(chǎn)生顫振或影響最終的工件的質(zhì)量。根據(jù)加工操作的嚴(yán)格程度，主軸軸承可能可以持續(xù)工作多年，不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，但如果進(jìn)行更強(qiáng)烈的加工操作可能需要對(duì)軸承進(jìn)行修理或更頻繁地進(jìn)行更換。
7 ?, _9 z& U6 _, N& ?3 o+ X振動(dòng)源的確定
機(jī)床產(chǎn)生振動(dòng)有很多種潛在的原因，在確定機(jī)床振動(dòng)的源頭時(shí)需要非常地仔細(xì)。這一點(diǎn)在計(jì)劃進(jìn)行機(jī)床維護(hù)和維修時(shí)是非常重要的。在某些情況下，成千上萬(wàn)的美元都被浪費(fèi)在了修理或更換主軸上，而最終卻只是發(fā)現(xiàn)主軸并不是問(wèn)題的根源。診斷振動(dòng)的來(lái)源是非常復(fù)雜的，需要使用先進(jìn)的設(shè)備并由一位具有經(jīng)驗(yàn)的振動(dòng)分析師來(lái)進(jìn)行。而有幫助的基本振動(dòng)分析可以由相對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的工作人員使用iPad來(lái)完成。
結(jié)論
* m# \6 n% e6 Z8 X: }6 F8 b9 B磨削機(jī)床振動(dòng)監(jiān)測(cè)可以幫助減少生產(chǎn)延誤、產(chǎn)品返工、逾期交貨和生產(chǎn)成本的增加。它也有助于快速識(shí)別振動(dòng)源。如果你負(fù)責(zé)保持磨削機(jī)床穩(wěn)定運(yùn)行并能夠制造優(yōu)質(zhì)的零部件，那就需要考慮對(duì)您的機(jī)器進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)。對(duì)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的投資可以節(jié)省時(shí)間、金錢(qián)和避免產(chǎn)生令人頭疼的問(wèn)題。
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