五軸AC軸抖動(dòng)的可能原因
一、機(jī)械部件相關(guān)原因
傳動(dòng)軸自身問題
彎曲變形而偏心:如果五軸機(jī)床的傳動(dòng)軸長期使用,特別是在工作環(huán)境中有較大振動(dòng)或者在運(yùn)輸過程中受到撞擊等情況,就像汽車傳動(dòng)軸在凸凹不平路面行駛時(shí)一樣,前后部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可能致使傳動(dòng)軸彎曲變形、失去平衡,進(jìn)而產(chǎn)生振抖。這種情況下,傳動(dòng)軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)由于形狀改變,質(zhì)量分布不再均勻,就會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。
失去平衡:除了彎曲變形,傳動(dòng)軸的總成裝配誤差超限,零件尺寸不精確以及在使用中的磨損變形等情況,都會(huì)使傳動(dòng)軸沿長度方向質(zhì)量分布不均。例如加工傳動(dòng)軸時(shí)尺寸存在偏差,或者長時(shí)間使用后某些部位磨損,造成傳力不平衡,在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生附加彎矩,不僅會(huì)使配合件沖擊發(fā)響,還會(huì)增強(qiáng)傳動(dòng)軸的彎曲振動(dòng),導(dǎo)致AC軸抖動(dòng)。
平衡片問題:如果傳動(dòng)軸上的平衡片脫落,或者兩端的安裝位置改變(應(yīng)位于同一平面內(nèi),輸入軸、輸出軸與傳動(dòng)軸的兩夾角相等),就會(huì)破壞傳動(dòng)軸的平衡狀態(tài),也破壞了等速傳力條件。這會(huì)使驅(qū)動(dòng)部件產(chǎn)生沖擊,引起傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,從而增強(qiáng)抖動(dòng)和異響。就像在一些高精度傳動(dòng)設(shè)備中,平衡片的狀態(tài)對(duì)傳動(dòng)軸的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
萬向節(jié)問題
磨損:萬向節(jié)(十字軸頸和滾針軸承)磨損會(huì)使配合間隙逐漸增大,出現(xiàn)不平衡的情況,從而引起振動(dòng)。在五軸機(jī)床的AC軸傳動(dòng)中,萬向節(jié)不斷地改變傳動(dòng)角度,如果其部件磨損,會(huì)直接影響到傳動(dòng)的平穩(wěn)性,導(dǎo)致抖動(dòng)。
連接部件問題
花鍵磨損:變速蓋第二軸花鍵齒與傳動(dòng)軸叉內(nèi)花鍵嚴(yán)重磨損,或者第二軸軸承嚴(yán)重磨損,在使用中不斷發(fā)生軸向運(yùn)動(dòng)和功率傳遞時(shí),磨損會(huì)逐漸加劇,導(dǎo)致連接松動(dòng)或者傳動(dòng)不穩(wěn)定,從而引起AC軸抖動(dòng)。這種情況類似于汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中,當(dāng)類似部件磨損后會(huì)影響動(dòng)力傳輸?shù)姆€(wěn)定性,進(jìn)而產(chǎn)生抖動(dòng)。
螺栓松動(dòng):傳動(dòng)軸后橋突緣連接螺栓松動(dòng),這會(huì)使傳動(dòng)軸后端竄動(dòng),導(dǎo)致傳動(dòng)軸振抖。在五軸設(shè)備中,如果AC軸相關(guān)的連接螺栓松動(dòng),會(huì)破壞整個(gè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,引起抖動(dòng)。
二、電氣系統(tǒng)相關(guān)原因
電機(jī)問題(如果AC軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng))
電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),如果電機(jī)偏心,則會(huì)導(dǎo)致電機(jī)軸承不同位置承受不同的負(fù)荷,出現(xiàn)不平衡的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而導(dǎo)致電機(jī)軸跳動(dòng),最終引起AC軸抖動(dòng)。例如電機(jī)安裝時(shí)定位不準(zhǔn)確或者在使用過程中電機(jī)底座發(fā)生位移等情況,都可能導(dǎo)致電機(jī)偏心。
電機(jī)運(yùn)行時(shí),由于軸承潤滑不良或散熱不夠,導(dǎo)致電機(jī)過熱,會(huì)引起電機(jī)軸跳動(dòng)。過量的熱量會(huì)導(dǎo)致軸承變形和變硬,導(dǎo)致電機(jī)軸承摩擦系數(shù)升高,進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)軸跳動(dòng),這種跳動(dòng)會(huì)傳遞到AC軸,引起AC軸抖動(dòng)。就像電機(jī)長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行且缺乏有效散熱措施時(shí),容易出現(xiàn)過熱導(dǎo)致的軸跳動(dòng)問題。
當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),如果軸承受到過大的沖擊或載荷,軸承很容易出現(xiàn)損壞,導(dǎo)致軸承間隙增大或產(chǎn)生擺動(dòng)。這樣一來,電機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)跳躍、震動(dòng)等問題,進(jìn)而影響AC軸的穩(wěn)定性,導(dǎo)致抖動(dòng)。例如在頻繁啟?;蛘哓?fù)載突然變化的工作條件下,電機(jī)軸承容易出現(xiàn)這種問題。
電機(jī)軸承損壞
電機(jī)過熱
電機(jī)偏心
三、其他可能原因
負(fù)載不均勻:如果五軸AC軸在工作過程中負(fù)載分布不均勻,例如加工工件時(shí)切削力不均勻,一側(cè)受力過大,就會(huì)對(duì)AC軸產(chǎn)生不均勻的扭矩,導(dǎo)致AC軸出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。
潤滑不足:AC軸的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件如果缺乏足夠的潤滑,摩擦系數(shù)增大,運(yùn)動(dòng)阻力增加,容易產(chǎn)生卡頓和抖動(dòng)。比如在長時(shí)間運(yùn)行后,潤滑油消耗或者變質(zhì),沒有及時(shí)補(bǔ)充或更換,就會(huì)出現(xiàn)這種情況。