在机床主轴振动监测中,双轴与三轴振动传感器的选型需结合监测需求、成本及安装条件,而径向振动对加工精度的影响通常更为显著。以下是具体分析:
一、双轴与三轴传感器的选型依据
双轴传感器
适用场景:适用于需监测主轴径向(水平/垂直方向)振动的场景,如普通车床、铣床等对轴向振动要求不高的设备。
优势:成本较低,安装空间要求小,可覆盖主要振动方向(如驱动端水平/垂直方向)。
三轴传感器
适用场景:需同时监测径向(X/Y轴)和轴向(Z轴)振动的机床(如数控铣床、磨床),或需分析振动频谱的设备。
优势:可捕捉多维振动信号,适用于复杂故障诊断(如轴承磨损、动平衡问题)。
选型建议:
若仅需评估主轴径向振动烈度(如常规状态监测),双轴传感器即可满足需求。
若需高频振动分析(如kHz级跳动监测)或轴向振动对螺纹加工的影响评估,应优先选择三轴传感器。
二、主轴振动方向对加工精度的影响
径向振动(X/Y轴)
影响:直接导致工件外圆圆度误差(如椭圆、多边形)和端面平面度偏差。例如,车削时径向跳动会使刀具与工件接触不稳定,形成凹凸不平的端面。
监测:加工中需优先控制径向振动,尤其是高转速主轴(如>1000Hz)的基频振动。
轴向振动(Z轴)
影响:主要影响端面垂直度和螺纹螺距精度,但对普通外圆加工影响较小。例如,轴向窜动会导致螺纹牙型不完整或螺距不均。
监测:在螺纹加工或端面高精度要求时需关注轴向振动。
优先级排序:
普通车削/铣削:径向振动 > 轴向振动。
螺纹端面加工:需同时监测径向与轴向振动。
三、传感器安装与方向选择
径向监测:优先选择水平(X轴)和垂直(Y轴)方向,安装位置靠近轴承端(如驱动端)。
轴向监测:需单独安装轴向传感器,或使用三轴传感器集成测量。
高频监测:建议采用非接触式电涡流传感器(如kHz级响应),避免接触干扰。
总结
选型依据:双轴传感器适用于基础径向监测,三轴传感器适用于多维振动分析或加工。
振动影响:径向振动对圆度、平面度影响更大,轴向振动对螺纹、端面垂直度更关键。
安装建议:优先监测径向方向,轴向振动根据加工需求选择性部署。