如何測量精密磨削機床的細微振動

寂靜天花板

現代數控磨削機床都設計成能夠避免機器的振動,但使用先進的軟件仍可以對一些可能影響生產制造的因素比如動態和靜態的強度進行評估。機床的主軸、滑動片、通道和其他的組件都根據嚴格的標準進行制造，以提高設備的強度并優化避免振動。在對高鎳合金、陶瓷基復合材料（CMC）和金屬基復合材料（MMC）等材料進行加工時，高標準的公差率和嚴格的材料損耗率（MMR），將加工設備的能力推向了極限，并提高了產生設備振動的可能性。
8 A/ h. C9 b1 @9 ]; l3 t. C而振動測量工具的技術也有了很大的改善，體積更小、便攜式、相對廉價的分析系統普遍地應用于工業和維修部門。
" s, ]1 T% C4 B: y; J7 t5 Y0 W. \. O振動的形式
8 k# ]$ j) y7 B/ z( X9 _8 C9 ?  f磨削機床最常見的振動形式一般分為兩類——力振動和自激振動。力振動包括轉輪不平衡、軸承損壞、電機損壞以及研磨砂輪不平衡等。即使在研磨砂輪還未與工件進行接觸時也會產生力振動。而自激振動則由于磨削參數、過程和某些機器的特性比如機器固有的頻率等因素造成，只有在磨削加工的過程中才會產生。
! Z) n" y: m, u: P4 d( E
7 ^3 j  i9 e, g5 c在磨削加工的過程中，由于機器運作的自然頻率會使得工件或研磨砂輪產生起伏不定的波動。起伏不定的波動會隨著轉輪的旋轉不斷地被放大。這種波動持續下去，一直到工件的質量降低到一定的程度就需要停止研磨加工。通常情況下，需要更換研磨砂輪然后繼續重復加工周期。研磨砂輪波動的形成據說主要是由于砂輪的再生振動，而操作過程中產生的波動力據說主要是由于操作過程的再生振動。
& r' [# l' g% ~8 J當振動的幅度變得越來越大，可能會影響到工件的質量。振動是否過量將根據不同的應用來進行判斷。精密的圓柱體磨削加工操作可能需要位移值低于0.03 mil密耳（0.00003英寸）而鋼鐵磨削廠切斷操作的位移值最大可以大于1 mil密耳（0.00100英寸）。通常情況下，可接受的振動水平是由工件的公差率所決定的，如空間公差、表面涂層、波紋度、圓度以及波動的頻率。公差率越嚴格，振動率就需要更加小。過度的振動也會造成砂輪的磨損，損壞（燒壞）材料，并導致早期主軸軸承故障。

6 i2 T, t9 z! l( d$ M磨削主軸軸承通常需要在高負荷以及磨削力的共同作用下進行高速的運轉。軸承的任何磨損或損壞都將轉移到工件上并產生顫振或影響最終的工件的質量。根據加工操作的嚴格程度，主軸軸承可能可以持續工作多年，不會產生問題，但如果進行更強烈的加工操作可能需要對軸承進行修理或更頻繁地進行更換。
振動源的確定
, v: o8 L. V" N( D% H0 Q機床產生振動有很多種潛在的原因，在確定機床振動的源頭時需要非常地仔細。這一點在計劃進行機床維護和維修時是非常重要的。在某些情況下，成千上萬的美元都被浪費在了修理或更換主軸上，而最終卻只是發現主軸并不是問題的根源。診斷振動的來源是非常復雜的，需要使用先進的設備并由一位具有經驗的振動分析師來進行。而有幫助的基本振動分析可以由相對缺乏經驗的工作人員使用iPad來完成。
2 h) ?6 w( O/ Z  G結論
磨削機床振動監測可以幫助減少生產延誤、產品返工、逾期交貨和生產成本的增加。它也有助于快速識別振動源。如果你負責保持磨削機床穩定運行并能夠制造優質的零部件，那就需要考慮對您的機器進行振動監測。對振動監測的投資可以節省時間、金錢和避免產生令人頭疼的問題。
* W3 u. a% h5 `; S5 r# f8 z
/ K6 O, U: U" A( {& s- L- p