基于运转噪声识别数控机床主轴轴承状态的研究.pdf

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1、工艺与检测Techn010gyand基于运转噪声识别数控机床主轴轴承状态的研究皮智谋李强任成高(湖南工业职业技术学院，湖南长沙410208)摘要：研究数控机床主轴运转过程中噪声信号与主轴轴承健康状态之间的关系。利用声传感装置采集主轴轴承在正常和故障状态下主轴运转噪声，采用三层BP神经网络建立轴承状态识别器，将噪声信号的功率、绝对值均值和方差作为特征参数，通过试验确定BP网络最优隐含层节点数，利用所获得的样本信号对BP网络进行训练，测试结果表明，该方法具有良好的识别效果。关键词：轴承数控机床噪声状态监测神经网络中图分类号：TG502文献标识码

2、：AResearchonstaterecognitionofspindlebearingsofNCmachinetootbasedonspindlenoisePIZhimou，LIQiang，RENChenggao(HunanIndustryPolytechnic，Changsha410208，CHN)Abstract：RelationshipbetweenspindlerunningnoiseandhealthstateofspindlebearingsofNCmachinetoolisstudied．Withasoundsensorsy

3、stem，thespindlenoisesignalsareobtainedbothinnormalstateandfaultstateofbearings．Withthreeinputcharacteristicsabstractedfromthesignals，suchasmeanofab—solutevalue，powerandvariance，athree—layerBack-Propagationneuralnetworktorecognizethebear—ingworkstateisbuiltup．Theoptimizednu

4、mbersofhiddenlayernodeoftheneuralnetworkisdeter—minedbycomparisontest．Andtheneuralnetworkistrainedwiththesignals．Itisprovedbythetestre—suhsthatthemeansisefectiveinstaterecognitionofspindlebearings．Keywords：Bearings；NCMachineTools；Noise；ConditionMonitoring；NeuralNetwork数控机床

5、是高精度、高效率的自动化加工设备。与故障诊断是保证整台机床加工精度的重要环节。切削过程中，润滑、密封失效，或过载切削、撞刀、主轴1监测方法概述碰撞等异常状况均可能引起主轴轴承变形、磨损、疲劳点蚀。主轴单元装配时轴承间隙过大、预紧不当或润轴承健康状态的监测方法可分为直接检测法和间滑脂加入过多也影响轴承正常运转。主轴轴承运转状接检测法两大类。直接检测法是直接检测轴承磨损量态直接影响主轴运转精度和机床正常加工，特别是大大小，变形量，滚道和滚动体表面是否点蚀、剥落，润滑型工件持续加工过程中更不能出现因轴承故障而停机是否有效等。这种方法准确有效，但需

6、要拆卸主轴部检修主轴的现象。因此，做好主轴轴承工作状态监测件，通常是在发现主轴轴承运转异常后才进行。间接2007．[9]马星辉，高国富，赵波，等．精密微小孔加工技术进展[J]．电加工与[6]杨兆军，王勋龙．微dqL钻削加工的难点及其技术对策[J]．机械工模具，2008(5)．程师，1997(5)．第一作者：张毅，男，1957年生，高级工程师，主要[7]李天吴，季远，姜兴刚．高速钢钻头振动钻削9Cr18不锈钢微小孔的研究方向：机械加工与核燃料元件制造。研究[J]．现代制造工程，2005(1)．(编辑谭弘颖)(收稿日期：2010—10—29)[

7、8]朱晓翠，韩雪冰，赵云飞，等．变进给量振动钻削提高微小孔加工质文章编号：110731量的分析[J]．工具技术，2006，40(4)．如果您想发表对本文的看法。请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位鬣。湖南省科技计划资助项目(2010FJ0558)，湖南省教育厅资助科研项目(10C0118)·1O6·釜耋妒⋯l／．Techn0l0gyandTesf工艺与检测检测法则通过检测振动、运转噪声、温升或润滑油中磨铣床类型：床身式数控铣床MV59，主轴轴承为滚损颗粒情况来判断轴承运转正常与否。与直接检测法动球轴承。相比，间接检测方法的最大优点是能够

8、实现在线检测，采样频率：考虑主轴的最高转速一般在8000通过检测系统实时收集的信号与正常或最优运转状态r／min以内，且机械加工过程中最大的固有频率多在2的参考信号的比较，一旦实