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臺群精機告訴你機床主軸動的計算

作者:臺群精機 來源:臺群精機 時間:2021-03-15 15:12:04 次數:

小編了解到隨著機床不斷地向高轉速、高精度和高效率等方向發展,對主軸的轉速要求越來越高。但機床主軸組件在設計、制造和裝配過程中不可避免的會產生由結構、材質及裝配等原因引起的重心偏離旋轉中心的現象,使機床產生振動、噪音軸承發熱等,轉速越高不平衡引起的振動越劇烈。

小編了解到隨著機床不斷地向高轉速、高精度和高效率等方向發展,對主軸的轉速要求越來越高。但機床主軸組件在設計、制造和裝配過程中不可避免的會產生由結構、材質及裝配等原因引起的重心偏離旋轉中心的現象,使機床產生振動、噪音軸承發熱等,轉速越高不平衡引起的振動越劇烈。由于受到制造工藝、裝配質量、單件質量和零件形狀不對稱等影響,主軸在整體裝配后旋轉時會出現重心偏離主軸中心旋轉的現象即所謂主軸旋轉不平衡。主軸旋轉不平衡會使主軸產生振動并產生噪聲和發熱。


通過對主軸進行動平衡校核能有效的減小主軸、軸承的振動,從而達到降低主軸溫升、提高主軸軸承使用壽命的目的。TK6920落地銑鏜床主軸在動平衡矯正時采用上海SCHENCK臥式動平衡機,方法為剛性軸動平衡法,即在固定轉速下進行動平衡,該方法能夠保證主軸在一定范圍工作轉速下達到平衡。根據ISO 1940對不同類型的轉子動平衡精度等級的規定,精密主軸組件可采用G2.5、G1和G0.4級。本文范例機床TK6920數控落地銑鏜床主軸動平衡精度等級采用G0.4級。此機床的最高轉速為1 800r/min,根據ISO1940-1973國際標準規定其動平衡等級按照以下公式進行計算:


G=eω/1 000 (1)

式中,G是動平衡等級(mm/s);e 是主軸的偏心距(m m);ω 是弧度(rad/s)。

e=G1 000/ω (2)

剩余不平衡量U與主軸質量m的關系式

e=U/m (3)

式中,U是允許不平衡量(g·mm);m 是主軸質量(kg)。

根據公式(3)可得

U=em (4)

TK6920數控落地銑鏜床主軸組件相應參數為: 總質量為1 600kg、工作最高轉速為1 800r/min。按照主軸精度標準選用動平衡精度等級G0.4級,根據上述公式可以計算出主軸的允許不平衡量

ω = 2 πn / 6 0 = 2 × 3 . 1 4 ×1 800/60=188.4rad/s (5)

將188.4(r a d/s)代入公式(2),得

e=0.4×1 000/188.4=2.12mm

根據公式(4),可得

U =2.12/1 000×1 600×1 000=3 392g·mm

由于主軸動平衡需在兩個校核面校核,所以每個校核面的允許不平衡量為3 392/2=1 696g·mm。


主軸在進行動平衡矯正時需要在主軸上去除相應質量的材料,由于主軸本身結構限制不能去除材料,因此可以選用增加外置動平衡套的方式進行去料調整。其主軸平衡組件由L 001墊圈(聯接盤)、L 002調整墊圈(動平衡套)、L 003調整墊圈(動平衡套)、主軸、銑軸、隔套、齒輪和夾刀機構等組成。




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