如何降低機(jī)床上同步帶的噪音？

　　在現(xiàn)代機(jī)床工業(yè)中，機(jī)床噪聲成了評(píng)價(jià)機(jī)床性能的重要指標(biāo)之一，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)((GB／T16769—1997金屬切削機(jī)床噪聲聲壓測(cè)量方法》也對(duì)此作了強(qiáng)制性的規(guī)定，機(jī)床整機(jī)噪聲聲壓級(jí)不應(yīng)超過(guò)83dB(A)。一般情況下，在數(shù)控機(jī)床整機(jī)噪聲中，主軸箱(主傳動(dòng))的噪聲zui大。由于高轉(zhuǎn)矩圓弧齒同步帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、效率高、功率大、傳動(dòng)平穩(wěn)、維修保養(yǎng)方便等突出優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)越來(lái)越多地采用了高轉(zhuǎn)矩圓弧同步帶傳動(dòng)。因此，如何在高速情況下控制同步帶傳動(dòng)的噪聲就成為控制主軸箱乃至整機(jī)噪聲的一個(gè)重要課題。經(jīng)過(guò)一系列研究與試驗(yàn)，總結(jié)出一套行之有效的措施，顯著降低了機(jī)床的同步帶噪聲。
　　
　　控制噪聲主要從兩方面著手：一是從聲源上想辦法，即消除或減弱聲源的強(qiáng)度，這是控制噪聲的根本方法，也是本文討論的重點(diǎn)；二是從噪聲的傳播途徑上采取吸聲、隔聲等措施，以減弱或屏蔽噪聲的傳播。分析同步帶傳動(dòng)的噪聲源，主要有兩方面：一方面是由于兩帶輪回轉(zhuǎn)時(shí)，因不平衡的離心力的激勵(lì)而發(fā)聲，另一方面是由于帶及帶輪嚙合時(shí)，引起氣體的擾動(dòng)從而產(chǎn)生空氣動(dòng)力噪聲?，F(xiàn)將兩個(gè)方面噪聲產(chǎn)生的主要因素列舉如下。
　　
　　1．引起回轉(zhuǎn)不平衡主要因素
　　
　　(1)帶輪本身的形狀公差及位置公差，包括帶輪的齒向公差、齒厚公差以及軸向及徑向跳動(dòng)等。帶與帶輪的制造精度越高，嚙合時(shí)的沖擊越小，同步帶傳動(dòng)精度越高，噪聲必然越低。由于同步帶與帶輪均由專業(yè)廠家生產(chǎn)，可以有效控制制造精度，在此不再贅述。
　　
　　兩帶輪軸的平行度：一般情況下，隨著平行度誤差的增加，聲壓級(jí)逐漸增大。所以，主軸軸線與電動(dòng)機(jī)軸線安裝時(shí)要保證安裝的平行度，兩軸線的平行度要限制于(0．003——0．005)c(c為兩帶輪軸中心距)以內(nèi)。
　　
　　(2)兩帶輪軸的回轉(zhuǎn)精度由于兩帶輪都需要作高速回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度在6000r／min以上，因此如不進(jìn)行動(dòng)平衡，高速回轉(zhuǎn)時(shí)的不平衡離心力將引起主軸與電動(dòng)機(jī)軸的震顫，進(jìn)而激發(fā)出很強(qiáng)的噪聲。對(duì)大部分生產(chǎn)廠家而言，僅對(duì)主軸(含帶輪)制造裝配時(shí)作了動(dòng)平衡，電動(dòng)機(jī)軸也必須進(jìn)行動(dòng)平衡，將帶輪裝于電動(dòng)機(jī)軸上，用線動(dòng)平衡儀對(duì)整個(gè)回轉(zhuǎn)軸進(jìn)行測(cè)試并運(yùn)用材料去除法進(jìn)行動(dòng)平衡(在帶輪上打孔)，要求zui后的動(dòng)平衡精度等級(jí)達(dá)到G2．5。經(jīng)過(guò)此項(xiàng)處理，能不同程度地降低傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲，對(duì)提高同步帶及主軸的使用壽命也極有益處。
　　
　　(3)同步帶的預(yù)拉緊力與平帶和v帶不同，同步帶依靠齒形嚙合傳遞動(dòng)力，因此不需要很大的預(yù)緊張力，過(guò)大的張力將嚴(yán)重影響帶的使用壽命，產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲。在起動(dòng)和沖擊轉(zhuǎn)矩作用下，過(guò)小的張力將可能導(dǎo)致同步帶跳齒，從而造成齒根斷裂。如何選擇合適的張力比較準(zhǔn)確地方法是采用超聲波張力測(cè)試儀，如果沒(méi)有測(cè)試儀，也可自制一套簡(jiǎn)單工裝，按如下方法進(jìn)行測(cè)定：如圖1所示，在同步帶的一側(cè)靠近兩帶輪中心位置，施加一測(cè)試力，帶將向內(nèi)彎曲產(chǎn)生一變形量d，如果d=S／64(s為帶的單測(cè)長(zhǎng)度，單位：mm)則可認(rèn)為帶的張緊力是合適的。否則圖1帶輪張力測(cè)算示意圖調(diào)節(jié)帶的張緊力直到合適為止。的值隨著帶的型號(hào)及帶寬不同而不同，具體可查有關(guān)資料，如對(duì)于40mm寬的8YU(8M)同步帶，d取39N。實(shí)驗(yàn)證明，合適的帶張緊力能明顯降低高頻噪聲，即我們常說(shuō)的“嘯聲”。
　　
　　帶輪張力測(cè)算示意圖
　　
　　2．空氣動(dòng)力噪聲的控制
　　
　　在帶輪高速回轉(zhuǎn)情況下，帶與帶輪的嚙合齒高頻率進(jìn)入或退出嚙合狀態(tài)，從而使齒槽處的空氣壓縮或舒張產(chǎn)生攏動(dòng)從而引發(fā)空氣噪聲。
　　
　　(1)同步帶輪圓周方向開(kāi)消音槽帶寬度越寬，氣流運(yùn)行的路線就越長(zhǎng)，氣體的壓力變化亦越大，從而噪聲越大。因而希望同步帶輪與帶的寬度盡量窄，但同步帶的寬度與傳遞的功率有近似正比的關(guān)系，為了達(dá)到設(shè)計(jì)的功率，帶輪與帶必須有一定的寬度。為了克服這一矛盾，可以在帶輪周向開(kāi)槽，使空氣能通過(guò)氣槽順暢地排出，從而降低噪聲。實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)這一方法，能使噪聲降低3——5dB。開(kāi)槽如圖2所示。
　　
　　(2)同步帶輪徑向開(kāi)消音槽如果想進(jìn)一步降低同步帶傳動(dòng)空氣動(dòng)力噪聲，還可以采用同步帶輪徑向開(kāi)消音槽，開(kāi)槽示意圖如圖3所示，開(kāi)槽時(shí)要注意：①槽不可開(kāi)得很深很寬，否則將影響傳遞功率。②槽分布要均勻，避免破壞帶輪的平衡。③開(kāi)槽處一定要消除尖銳切口及毛刺，避免破壞同步帶的帶齒。
　　
　　3．結(jié)語(yǔ)
　　
　　經(jīng)過(guò)以上處理，機(jī)床噪聲會(huì)有大幅度的改善，可以將主軸同步帶傳動(dòng)的zui高轉(zhuǎn)速?gòu)?000r／min提高到8000r／min以上。
　　
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