高速立式加工中心电主轴的振动测试及频谱分析.pdfVIP

高速立式加工中心电主轴的振动测试及频谱分析 口 王美妍 口 赵月娥 陕西工业职业技术学院 机械工程学院 陕西咸 阳 712000 摘 要 ：根据高速立式加工 中心对 电主轴高精度、高稳定性的要求及 电主轴的结构特 点，采用加速度传感器对电主 轴进行振动测试 ，并对测试结果进行频谱分析与 自相关性、自功率谱分析 。 关键词 ：高速加工 中心 电主轴 振动测试 频谱分析 自功率谱分析 中图分类号：TH825 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2013)01—0067—03 随着 社会 的发 展 以及科 技水 平 的提高 ．高速 数控 机 床作 为装 备 制造 业 的 战略性 产业 ．是 装 备 制造 业 的 技 术基 础 和主 要发 展方 向 高 速立 式加 工 中心 的主要 特 点 为高速 、高精 度 、高 稳定 性 。 电主轴 作 为 高速 立式 加 工 中心 的核 心部 件 ．其性 能 的优 劣对 高 速立 式 加工 中心 的加工 精 度及 生产 效率 影 响很 大 。因此 。通过 对 电 主轴振 动特 性 的测 试 ．分 析 出对 电主轴 振 动影 响 很大 的频率 以及 振 动产 生 的原 因 ．为 电主轴 的结构 优 化 以 及 实 际 的生 产 加工 过程 提供 依据 1 电主轴 的基本结构及振动测试 测 、电主轴 以某 一恒 定转 速旋 转 ．传感 器拾 取 主轴 如 图 1所示 ．为高 速立 式加 工 中心 电主轴 的基本 端 邪外 阗柱 面上 的振动 加速 度 ．测 量 系统将 该径 向振 结 构 图 。其 额定 功率 为 22kW ，额 定 扭矩 为 34N ·nl。最 动分 量转 变成 电信 号并 将 电信号 输入 到 测量 放 大系 统 高 转速 为 24000r／min，前后 轴 承均 采用 油气 润滑 。 中．之后再 对 其进行 信 号处 理 1．1 电主 轴 的振 动 测 试 原 理 1．2 电主 轴 测 试 系 统 的组 成 电主轴 在 高速运 转 时 ．电主 轴 系统会 发 生振 动 通 电主轴 的测试 系统 主要 由高 速立 式 加工 中心 的电 过 在 电主轴 前端 与后 端 贴装 加速 度传 感 器采 集 加速 度 主 轴 、检 测 系统 (加 速 度 传 感 器 、热 电 阻适 调 器 、 信 号 ．之后 对加 速度 信 号进 行处 理得 到 电主轴 的振 动 DH5922动 态信 号 测试 分 析 系 统 、测 试 软 件 、计 算 机 信 号 。 等 )组 成 ．如 图 2所 示 。 电主轴 在运 转过 程 中 ，除 了本身 固有 的 、由功能 所 2 电主轴 的频谱分析 要求 的运动 以外 ．其 它 一切偏 离 理想 位 置 的运 动为 主 轴振 动 。电主 轴端 部 的振 动量 ，主要 应用 加 速度 传感 器 加速度 传感 器 安装 在 主轴端 部 ．传感 器 拾取 振 动 信 号 ，并将 此振 动信 号 通过 电缆传 人 到振 动分 析 仪 ．在 电脑 屏幕上 显示 一 条幅 值 随时 间变化 的曲线 在 时 域 下 显示 振 动波形 是很 精 确 的方法 ．可 以显 示 出主轴 的 实 际振动形 态 ．但是 通 过时 域波 形很 难清 楚 地显 示 电 主轴在 不 同转 速 下 的振