如何降低機床上同步帶的噪音？

　　在現代機床工業中，機床噪聲成了評價機床性能的重要指標之一，而國家標準((GB／T16769—1997金屬切削機床噪聲聲壓測量方法》也對此作了強制性的規定，機床整機噪聲聲壓級不應超過83dB(A)。一般情況下，在數控機床整機噪聲中，主軸箱(主傳動)的噪聲zui大。由于高轉矩圓弧齒同步帶傳動具有傳動比準確、效率高、功率大、傳動平穩、維修保養方便等突出優點，現代數控機床的主傳動越來越多地采用了高轉矩圓弧同步帶傳動。因此，如何在高速情況下控制同步帶傳動的噪聲就成為控制主軸箱乃至整機噪聲的一個重要課題。經過一系列研究與試驗，總結出一套行之有效的措施，顯著降低了機床的同步帶噪聲。
　　
　　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度，這是控制噪聲的根本方法，也是本文討論的重點；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。分析同步帶傳動的噪聲源，主要有兩方面：一方面是由于兩帶輪回轉時，因不平衡的離心力的激勵而發聲，另一方面是由于帶及帶輪嚙合時，引起氣體的擾動從而產生空氣動力噪聲。現將兩個方面噪聲產生的主要因素列舉如下。
　　
　　1．引起回轉不平衡主要因素
　　
　　(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等。帶與帶輪的制造精度越高，嚙合時的沖擊越小，同步帶傳動精度越高，噪聲必然越低。由于同步帶與帶輪均由專業廠家生產，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，聲壓級逐漸增大。所以，主軸軸線與電動機軸線安裝時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。
　　
　　(2)兩帶輪軸的回轉精度由于兩帶輪都需要作高速回轉，回轉速度在6000r／min以上，因此如不進行動平衡，高速回轉時的不平衡離心力將引起主軸與電動機軸的震顫，進而激發出很強的噪聲。對大部分生產廠家而言，僅對主軸(含帶輪)制造裝配時作了動平衡，電動機軸也必須進行動平衡，將帶輪裝于電動機軸上，用線動平衡儀對整個回轉軸進行測試并運用材料去除法進行動平衡(在帶輪上打孔)，要求zui后的動平衡精度等級達到G2．5。經過此項處理，能不同程度地降低傳動的振動和噪聲，對提高同步帶及主軸的使用壽命也極有益處。
　　
　　(3)同步帶的預拉緊力與平帶和v帶不同，同步帶依靠齒形嚙合傳遞動力，因此不需要很大的預緊張力，過大的張力將嚴重影響帶的使用壽命，產生嚴重的噪聲。在起動和沖擊轉矩作用下，過小的張力將可能導致同步帶跳齒，從而造成齒根斷裂。如何選擇合適的張力比較準確地方法是采用超聲波張力測試儀，如果沒有測試儀，也可自制一套簡單工裝，按如下方法進行測定：如圖1所示，在同步帶的一側靠近兩帶輪中心位置，施加一測試力，帶將向內彎曲產生一變形量d，如果d=S／64(s為帶的單測長度，單位：mm)則可認為帶的張緊力是合適的。否則圖1帶輪張力測算示意圖調節帶的張緊力直到合適為止。的值隨著帶的型號及帶寬不同而不同，具體可查有關資料，如對于40mm寬的8YU(8M)同步帶，d取39N。實驗證明，合適的帶張緊力能明顯降低高頻噪聲，即我們常說的“嘯聲”。
　　
　　帶輪張力測算示意圖
　　
　　2．空氣動力噪聲的控制
　　
　　在帶輪高速回轉情況下，帶與帶輪的嚙合齒高頻率進入或退出嚙合狀態，從而使齒槽處的空氣壓縮或舒張產生攏動從而引發空氣噪聲。
　　
　　(1)同步帶輪圓周方向開消音槽帶寬度越寬，氣流運行的路線就越長，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系，為了達到設計的功率，帶輪與帶必須有一定的寬度。為了克服這一矛盾，可以在帶輪周向開槽，使空氣能通過氣槽順暢地排出，從而降低噪聲。實驗表明，通過這一方法，能使噪聲降低3——5dB。開槽如圖2所示。
　　
　　(2)同步帶輪徑向開消音槽如果想進一步降低同步帶傳動空氣動力噪聲，還可以采用同步帶輪徑向開消音槽，開槽示意圖如圖3所示，開槽時要注意：①槽不可開得很深很寬，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．結語
　　
　　經過以上處理，機床噪聲會有大幅度的改善，可以將主軸同步帶傳動的zui高轉速從6000r／min提高到8000r／min以上。
　　
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