本文關(guān)鍵詞：振動(dòng)診斷技術(shù)在數(shù)控機(jī)床狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷中應(yīng)用的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

大連交通大學(xué)Ｔ學(xué)碩十學(xué)位論文；②軸向易產(chǎn)生振動(dòng)，軸向振動(dòng)幅值有時(shí)會(huì)是徑向幅值的；（２）故障診斷實(shí)例；設(shè)備編號(hào)４６—２１是另外一臺(tái)日本牧野公司設(shè)計(jì)制造；①測(cè)試方案；監(jiān)測(cè)參數(shù)：加速度；測(cè)點(diǎn)布置：主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)位置如圖２．４；監(jiān)測(cè)工況：主軸空轉(zhuǎn)，７００轉(zhuǎn)／分鐘；②故障特征頻率計(jì)算；機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)由兩級(jí)傳動(dòng)組成，傳動(dòng)路線如圖４．；第四章數(shù)控機(jī)床振動(dòng)故障診

大連交通大學(xué)Ｔ學(xué)碩十學(xué)位論文

②軸向易產(chǎn)生振動(dòng)，軸向振動(dòng)幅值有時(shí)會(huì)是徑向幅值的５０％以上。

（２）故障診斷實(shí)例

設(shè)備編號(hào)４６—２１是另外一臺(tái)日本牧野公司設(shè)計(jì)制造的ＭＣｌ２１０數(shù)控加工中心，在監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)床振動(dòng)強(qiáng)度增大，于是對(duì)該機(jī)床進(jìn)行了故障診斷。

①測(cè)試方案

監(jiān)測(cè)參數(shù)：加速度

測(cè)點(diǎn)布置：主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)位置如圖２．４所示

監(jiān)測(cè)工況：主軸空轉(zhuǎn)，７００轉(zhuǎn)／分鐘

②故障特征頻率計(jì)算

機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)由兩級(jí)傳動(dòng)組成，傳動(dòng)路線如圖４．２４所示。轉(zhuǎn)速為７００轉(zhuǎn)／分時(shí)，各軸轉(zhuǎn)速／轉(zhuǎn)頻如表４．２。

第四章數(shù)控機(jī)床振動(dòng)故障診斷

③故障分析診斷

３＃測(cè)點(diǎn)垂直向振動(dòng)速度頻譜圖如圖４．２７所示。通過(guò)頻譜分析，發(fā)現(xiàn)第１ＩＩ軸的旋轉(zhuǎn)頻率６７．５ＨＺ及高次諧波的幅值較大，有２倍頻、３倍頻出現(xiàn)，且２倍頻幅值大于１倍頻幅值，完全符合平行不對(duì)中的故障特征。因此，診斷認(rèn)為是與電機(jī)連接的聯(lián)軸器平行不對(duì)中造成的。通過(guò)加速度譜分析，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)齒輪故障；通過(guò)加速度包絡(luò)譜分析沒(méi)有發(fā)現(xiàn)軸承故障頻率，說(shuō)明主傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部各零件無(wú)缺陷。經(jīng)拆機(jī)檢修，齒輪完好，可繼續(xù)使用，主軸軸承雖有磨損但并無(wú)缺陷，聯(lián)軸節(jié)的鍵與鍵槽磨損嚴(yán)重，與診斷結(jié)果完全吻合。

圖４．２７３＃鋇ｌＪ點(diǎn)垂直向振動(dòng)速度頻譜圖

Ｆｉｇ．４．２７Ｎｏ．３ｐｏｉｎｔ’ｓｖｅｒｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｐｅｅｄａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

４．３．２機(jī)械松動(dòng)

（１）主要故障特征

①特征頻率：軸的旋轉(zhuǎn)頻率．ｆ及３—１０次的高次諧頻；

②垂直方向振動(dòng)。

（２）故障診斷實(shí)例

Ｄ０１５ＭＣＮＣ８２連桿齒型磨床是西德ＥＬＢ公司制造的，用于加工連桿與端蓋結(jié)合面牙口。近期該設(shè)備狀態(tài)異常，機(jī)床振動(dòng)強(qiáng)度增大，并出現(xiàn)悶車(chē)現(xiàn)象，前托架軸承因損傷嚴(yán)重更換后有所改善。但時(shí)間不久，機(jī)床運(yùn)行狀況又出現(xiàn)劣化，再次進(jìn)行故障診斷。

①測(cè)試方案

監(jiān)測(cè)參數(shù)：速度

測(cè)點(diǎn)布置：主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)筒圖及測(cè)點(diǎn)布置如圖４．６所示

監(jiān)測(cè)工況：隨機(jī)檢測(cè)

②故障特征頻率測(cè)得主軸轉(zhuǎn)速為７９５轉(zhuǎn)／分鐘，計(jì)算主軸旋轉(zhuǎn)頻率，＝１３．２５ＨＺ。

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＠故障分析診斷

圖４２８為】＃測(cè)點(diǎn)垂直方向測(cè)量的速度頻譜圖，發(fā)現(xiàn)頻譜圖中有主軸基頻ｆ及大量高次諧波出現(xiàn)，且幅值較大：圖４．２９為３＃測(cè)點(diǎn)水平方向測(cè)量的速度頻譜圖，未見(jiàn)高次諧波，說(shuō)明振動(dòng)只在垂直方向，符合機(jī)械松動(dòng)的頻率特征，判斷是主軸前托架有松動(dòng)。維修后，重新測(cè)量ｌ＃測(cè)點(diǎn)垂直方向的速度頻譜圖如圖４．３０所示，振動(dòng)明顯減小，且高次諧波消失，機(jī)床運(yùn)行恢復(fù)正常。

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圖４２９３＃測(cè)點(diǎn)水平方向測(cè)量的速度頻譜圖

Ｆｉｇ４２９ＮｏＩｐｏｉｎｔ’ｓｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｐｅｅｄａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍ

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翻４３０維修后１＃測(cè)點(diǎn)垂直方向的速度頻譜圖

Ｆｉｇ４３０Ｎｏ】ｐｏｉｎｔ’ｓｖｅｒｔｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｐｅｅｄａｎｄｆ”ｑｕｃｎｃｙｓｐｅｃｍｌｍａｆｔｅｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ

４３３電機(jī)故障診斷實(shí)例

Ｍ１３８０ＢＩ抽軸主軸頸磨床是德國(guó)產(chǎn)數(shù)控磨床，用于曲軸主軸頸最后的磨削加工。曲軸主軸頸表面磨削后出現(xiàn)螺旋紋．導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格。為查找原因，決定對(duì)該磨床進(jìn)行測(cè)試和故障診斷。

初步分折主軸頸表面螺旋紋主要是由振動(dòng)產(chǎn)生的，必須尋找出振源，才能徹底排除故障。產(chǎn)，Ｅ振動(dòng)的振源主要在磨頭和主軸兩部分，經(jīng)初步測(cè)試，塘頭部分運(yùn)行平穩(wěn)，，振動(dòng)強(qiáng)度不大，而主軸部分振動(dòng)強(qiáng)度偏大，因此將重點(diǎn)對(duì)主軸部分進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量和信號(hào)分析。主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)布置如圖４３１所示。

圖｛３１

Ｆｉｇ．４３ｌＭ１３８０Ｂ曲軸主軸顫磨床主ｌＩＩＩ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)酗及測(cè)點(diǎn)ｔｆｌｉ簧ｓｔｒＬｌｃｔｕｒｅＭ１３８０Ｂｃｒａｎｋａｘｌｅｐｒｉｃｉｐｅｌａｘｉｓａｎｄｍｅ３ｓｕｒｅｐｅｉｎｌｐｏｓｉｔｉｏｎ

大連交通大學(xué)Ｔ學(xué)碩十學(xué)位論文

通過(guò)頻譜分析，發(fā)現(xiàn)各測(cè)點(diǎn)均有５０ＨＺ的頻率成分，電機(jī)上的５＃、６＃測(cè)點(diǎn)幅值最大，圖４．３２為５＃測(cè)點(diǎn)水平方向的速度頻譜圖，出現(xiàn)５０ＨＺ及高次諧波成分，５０ＨＺ正好是電源頻率，正常情況下直流電機(jī)的圖譜不應(yīng)該有電源頻率（５０ＨＺ）及其高次諧波存在，由此可以懷疑電機(jī)發(fā)生故障。曲軸主軸頸表面加工質(zhì)量降低是因電機(jī)故障產(chǎn)生的振動(dòng)，傳到主軸，引起主軸振動(dòng)所致。根據(jù)診斷結(jié)果，只拆下電機(jī)檢修就排除了故障，避免了對(duì)主軸箱的盲目拆機(jī)檢查。

圖４．３２５＃測(cè)點(diǎn)水平向振動(dòng)速度頻譜圖

Ｆｉｇ．４．３２Ｎｏ．５ｐｏｉｎｔ’Ｓｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｐｅｅｄａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍ

圖４．３３、４．３４分別為１＃測(cè)點(diǎn)維修前、后水平方向振動(dòng)速度頻譜圖，可見(jiàn)，維修后，５０ＨＺ頻率成分消失。

圖４．３３維修前ｌ＃測(cè)點(diǎn)水平向振動(dòng)速度頻譜圖

Ｆｉｇ．４．３３Ｎｏ．１ｐｏｉｎｔ’Ｓｈｏｆｉｚｏｎｍｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｐｅｅｄａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍｂｅｆｏｒｅｍａｉｎｔａｉｎ

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