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加工中心主軸電機動平衡
來源:力瑪數(shù)控
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作者:leadma
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發(fā)布時間: 2016-01-14
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機床主軸的轉(zhuǎn)速越來越高，對裝配的工藝要求越來越高，下面就以我們力瑪加工中心為例，針對高速主軸是怎么進行裝配和校正的。
早期的機床主軸轉(zhuǎn)速都比較低從九幾年的主流5200轉(zhuǎn)到21世紀初的7200轉(zhuǎn)，再十一五期間大部分機床是使用8000-1000轉(zhuǎn)的主軸，到現(xiàn)在這幾年 出現(xiàn)的高速產(chǎn)品加工中心，轉(zhuǎn)速標配都在12000轉(zhuǎn)，選配15000，鉆攻中心選配可以達到20000轉(zhuǎn)和24000轉(zhuǎn)。
8000-10000轉(zhuǎn)的主軸都用在模具加工中心，結構采用皮帶式傳動，一般加工速度，開粗在500-2000轉(zhuǎn)，光刀5500左右，極少數(shù)開到6500 轉(zhuǎn)來加工。這樣主軸，超過5500轉(zhuǎn)，共震厲害，加上皮帶在高速時的摩擦，聲音比較響點，如果裝配工藝好點，響聲會小很多。但目前國內(nèi)的裝機很多廠家沒有 完整的標準，所以很多裝機人員也不是按標準在作業(yè)。
低速主軸對于動平衡的安求不高，對于電機聯(lián)軸器的安裝要求也不高，所以沒有引起大部分廠家的足夠重要。機床裝配要求不嚴，機床主軸組零件在制造過程中，不 可避免會因材質(zhì)不均勻、形狀不對稱、加工裝配誤差而導致重心偏離旋轉(zhuǎn)中心，使機床產(chǎn)生振動和振動力，引起機床噪聲、軸承發(fā)熱等。隨著轉(zhuǎn)速升高，不平衡引起 的振動越加激烈。
我們力瑪加工中心主軸在超過8000轉(zhuǎn)，動平衡是必須要做的，這是一個硬性的標準，很多人對于動平衡是什么可能還一知半解，下面我們引入一條專業(yè)的動平衡描述。
由于機床主軸組件轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的變形很小，為了簡化計算，故視其作為剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法來處理。將轉(zhuǎn)子視作絕對剛體，且假定工作時，不平衡離心力作用下的 轉(zhuǎn)軸不會發(fā)生顯著變形。為此在這些條件下剛性轉(zhuǎn)子的許多復雜不平衡狀態(tài)，可簡化為力系不平衡來處理，即可在任意選定的兩個平面上增加或減去兩個等效于 Ud1，和Ud2的動平衡力使其平衡。這句話對于不專業(yè)的人員來說，難以理解。簡單概括就是主軸轉(zhuǎn)動時的擺動，擺動越小，主軸的精度和使用壽命就越高，擺 動越大就會造成主軸震動，軸承磨損，皮帶磨損。就好比車子四輪跑一段時間要做一下動平衡，使車子在高速動轉(zhuǎn)時，輪子不會亂跑，安全駕駛，輪胎也不容易磨 損。
具體到機床動平衡是怎么做的呢。
主軸的動平衡由主軸廠家做好了，我們機床廠要做的就是電機端的動平衡。
皮帶式主軸的安裝和直聯(lián)有區(qū)別，皮帶最高轉(zhuǎn)目前只做到10000轉(zhuǎn)，12000以上都是直聯(lián)式主軸。下面以直聯(lián)電機為便，說明一下安裝步驟。
電機在安裝前，先將聯(lián)軸器裝一半，用千分表打好聯(lián)軸器的精度，一般視轉(zhuǎn)速而定，8000-1000轉(zhuǎn)一絲之內(nèi)是可以的，12000轉(zhuǎn)-15000轉(zhuǎn)就要求 5U的精度，20000-24000要求在2U,這個要做到就相當困難了，一是電機安裝法蘭座要加工控制在2U以內(nèi)，二是聯(lián)軸器的精度也要達到2U以下。 聯(lián)軸器上面的鎖緊螺絲不能一步到位鎖死，要邊調(diào)邊鎖，調(diào)到后面，精度調(diào)好了，聯(lián)軸器也鎖好了。很多廠的機床做不好跟師傅也有很大關系，有的師傅做的時間不 長，對這一塊的經(jīng)驗不足，安裝的電機達不到安裝要求，就會給后面留下很多后遺癥。
聯(lián)軸器安裝好了后，就放到動平機上去做動平衡，通過動平衡的測試可以判斷出哪些有偏，如果有偏，就在聯(lián)軸器上面通過電鉆打點的方法，使其達平動平衡要求值。
做好動平衡后，裝機上主軸試跑合3天，選擇一個轉(zhuǎn)速值 如我們力瑪加工中心是從500 1000 1500 2000 2500 3000 各跑8個小時3500 4000 4500 跑5個小時 5000 5500 6000跑2個小時以上。跑合的過程中觀察記錄主軸的狀況，有無異響，主軸有無發(fā)燙。一切正常后，主軸動平衡檢測通過。如果有異響，則要拆下來重新再安 裝。直到達到要求為止。
我們在使用當中如果碰到皮帶用段時間有異響，機械廠來調(diào)一下就好了點，過段時間又響，這多半是由于主軸動平衡沒有做好，還有就是電機皮帶輪與主輛皮帶輪不 平行，這樣一高一低，用一段時間，皮帶就會往上跑，或者往下跑。皮帶碰到皮帶輪邊就會有異響，用久了就會麿損皮帶。
所以，選購機床時，一定要要求機械廠做好主軸的動平衡工作。這個在廠里沒有做好，后期就比較麻煩，要把電機拆到機械廠來重新校正。
早期的機床主軸轉(zhuǎn)速都比較低從九幾年的主流5200轉(zhuǎn)到21世紀初的7200轉(zhuǎn)，再十一五期間大部分機床是使用8000-1000轉(zhuǎn)的主軸，到現(xiàn)在這幾年 出現(xiàn)的高速產(chǎn)品加工中心，轉(zhuǎn)速標配都在12000轉(zhuǎn)，選配15000，鉆攻中心選配可以達到20000轉(zhuǎn)和24000轉(zhuǎn)。
8000-10000轉(zhuǎn)的主軸都用在模具加工中心，結構采用皮帶式傳動，一般加工速度，開粗在500-2000轉(zhuǎn)，光刀5500左右，極少數(shù)開到6500 轉(zhuǎn)來加工。這樣主軸，超過5500轉(zhuǎn)，共震厲害，加上皮帶在高速時的摩擦，聲音比較響點，如果裝配工藝好點，響聲會小很多。但目前國內(nèi)的裝機很多廠家沒有 完整的標準，所以很多裝機人員也不是按標準在作業(yè)。
低速主軸對于動平衡的安求不高，對于電機聯(lián)軸器的安裝要求也不高，所以沒有引起大部分廠家的足夠重要。機床裝配要求不嚴，機床主軸組零件在制造過程中，不 可避免會因材質(zhì)不均勻、形狀不對稱、加工裝配誤差而導致重心偏離旋轉(zhuǎn)中心，使機床產(chǎn)生振動和振動力，引起機床噪聲、軸承發(fā)熱等。隨著轉(zhuǎn)速升高，不平衡引起 的振動越加激烈。
我們力瑪加工中心主軸在超過8000轉(zhuǎn)，動平衡是必須要做的，這是一個硬性的標準，很多人對于動平衡是什么可能還一知半解，下面我們引入一條專業(yè)的動平衡描述。
由于機床主軸組件轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的變形很小，為了簡化計算，故視其作為剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法來處理。將轉(zhuǎn)子視作絕對剛體，且假定工作時，不平衡離心力作用下的 轉(zhuǎn)軸不會發(fā)生顯著變形。為此在這些條件下剛性轉(zhuǎn)子的許多復雜不平衡狀態(tài)，可簡化為力系不平衡來處理，即可在任意選定的兩個平面上增加或減去兩個等效于 Ud1，和Ud2的動平衡力使其平衡。這句話對于不專業(yè)的人員來說，難以理解。簡單概括就是主軸轉(zhuǎn)動時的擺動，擺動越小，主軸的精度和使用壽命就越高，擺 動越大就會造成主軸震動，軸承磨損，皮帶磨損。就好比車子四輪跑一段時間要做一下動平衡，使車子在高速動轉(zhuǎn)時，輪子不會亂跑，安全駕駛，輪胎也不容易磨 損。
具體到機床動平衡是怎么做的呢。
主軸的動平衡由主軸廠家做好了，我們機床廠要做的就是電機端的動平衡。
皮帶式主軸的安裝和直聯(lián)有區(qū)別，皮帶最高轉(zhuǎn)目前只做到10000轉(zhuǎn)，12000以上都是直聯(lián)式主軸。下面以直聯(lián)電機為便，說明一下安裝步驟。
電機在安裝前，先將聯(lián)軸器裝一半，用千分表打好聯(lián)軸器的精度，一般視轉(zhuǎn)速而定，8000-1000轉(zhuǎn)一絲之內(nèi)是可以的，12000轉(zhuǎn)-15000轉(zhuǎn)就要求 5U的精度，20000-24000要求在2U,這個要做到就相當困難了，一是電機安裝法蘭座要加工控制在2U以內(nèi)，二是聯(lián)軸器的精度也要達到2U以下。 聯(lián)軸器上面的鎖緊螺絲不能一步到位鎖死，要邊調(diào)邊鎖，調(diào)到后面，精度調(diào)好了，聯(lián)軸器也鎖好了。很多廠的機床做不好跟師傅也有很大關系，有的師傅做的時間不 長，對這一塊的經(jīng)驗不足，安裝的電機達不到安裝要求，就會給后面留下很多后遺癥。
聯(lián)軸器安裝好了后，就放到動平機上去做動平衡，通過動平衡的測試可以判斷出哪些有偏，如果有偏，就在聯(lián)軸器上面通過電鉆打點的方法，使其達平動平衡要求值。
做好動平衡后，裝機上主軸試跑合3天，選擇一個轉(zhuǎn)速值 如我們力瑪加工中心是從500 1000 1500 2000 2500 3000 各跑8個小時3500 4000 4500 跑5個小時 5000 5500 6000跑2個小時以上。跑合的過程中觀察記錄主軸的狀況，有無異響，主軸有無發(fā)燙。一切正常后，主軸動平衡檢測通過。如果有異響，則要拆下來重新再安 裝。直到達到要求為止。
我們在使用當中如果碰到皮帶用段時間有異響，機械廠來調(diào)一下就好了點，過段時間又響，這多半是由于主軸動平衡沒有做好，還有就是電機皮帶輪與主輛皮帶輪不 平行，這樣一高一低，用一段時間，皮帶就會往上跑，或者往下跑。皮帶碰到皮帶輪邊就會有異響，用久了就會麿損皮帶。
所以，選購機床時，一定要要求機械廠做好主軸的動平衡工作。這個在廠里沒有做好，后期就比較麻煩，要把電機拆到機械廠來重新校正。