判断主轴伺服系统的机械传动是否正常，需从静态检查（断电无运动状态）和动态检测（通电运行状态）两个维度切入，结合 “感官观察 + 工具测量”，重点排查机械部件的磨损、间隙、同轴度、润滑等核心问题，确保传动链无卡滞、无异常负载、无精度偏差。以下是具体判断方法，按 “静态→动态” 顺序展开，覆盖关键检查点与标准。

一、静态检查：断电状态下的基础排查（核心看 “间隙、卡滞、磨损”）

静态检查无需通电，通过手动操作、目视观察和简易工具测量，初步判断机械传动的基础状态，适用于故障初步定位或日常维护。

1. 手动转动主轴：感受 “阻力与顺畅度”

主轴是机械传动的核心执行件，手动转动的手感直接反映传动链是否卡滞或阻力异常。

• 操作方法：断开主轴伺服系统电源（确保驱动器、电机断电），松开主轴夹紧装置（如卡盘、夹具），用手握住主轴前端（或通过联轴器），缓慢顺时针、逆时针转动主轴，全程感受转动状态。

• 正常标准：转动均匀、无明显 “卡顿感”“松紧不均”，无异常摩擦声（如 “沙沙声”“咯噔声”）；松开手后，主轴能靠惯性自由转动 1-2 圈（无快速抱死）。

• 异常判断：

• 若转动时 “卡滞明显” 或 “局部阻力骤增”：可能是主轴轴承磨损（滚珠 / 滚道变形）、传动齿轮啮合不良（齿面磨损或异物卡入）、主轴弯曲（径向卡滞）。

• 若转动后 “快速抱死”：可能是润滑脂干涸（摩擦阻力过大）、轴承预紧力过大（安装过紧）、传动皮带过紧（皮带轮卡死）。

2. 检查传动部件间隙：用 “百分表 / 塞尺” 测关键间隙

机械传动的 “间隙超标” 是精度下降的主要原因（如齿轮间隙、联轴器间隙、轴承间隙），需用专业工具测量，不同部件的间隙标准不同。

检查部件

测量工具

操作方法

正常标准（参考）

异常判断（需维修）

3. 目视与触觉检查：看 “磨损、润滑、异物”

通过眼睛观察和手触摸，排查易忽略的表面问题：

• 部件外观：检查主轴外圆、联轴器、齿轮、皮带轮是否有 “划痕、锈蚀、崩裂”（如齿轮齿面崩缺、皮带轮槽磨损变宽）；若有金属碎屑、切屑残留，可能导致传动卡滞。

• 润滑状态：触摸主轴轴承端盖、齿轮箱结合面，感受是否有润滑脂溢出（正常应少量均匀，无干涸或过多油污）；若手感干涩、无润滑脂，或润滑脂发黑（杂质过多），说明润滑失效，会加剧磨损。

• 紧固螺栓：检查传动链上的关键螺栓（如联轴器螺栓、齿轮箱固定螺栓、主轴端盖螺栓）是否松动（用扳手轻拧，无明显晃动），螺栓松动会导致传动同轴度偏差。

二、动态检测：通电运行后的性能验证（核心看 “振动、噪声、精度、负载”）

静态检查无异常后，需通电让主轴伺服系统运行，通过 “感官观察 + 仪器测量”，验证动态工况下的传动稳定性、精度和负载适应性，接近实际加工场景。

1. 听 “运行噪声”：区分正常与异常声响

正常机械传动的噪声是 “均匀、低沉” 的（如电机旋转声、皮带轻微摩擦声），异常噪声通常伴随 “高频、刺耳或不规则” 特征，可通过耳朵或声级计判断。

• 操作方法：

1. 主轴空载运行：设定低转速（如 500rpm）、中转速（如 2000rpm）、高转速（如额定转速 80%），分别运行 3-5 分钟，听诊噪声变化。

2. 主轴带载运行（模拟加工）：安装空载夹具或轻负载工件，设定正常切削转速，运行后听诊。

• 正常标准：噪声均匀稳定，无 “尖叫声”“撞击声”“周期性咯噔声”；声级计测量（距离主轴 1m 处）：空载≤75dB，带载≤85dB（不同设备标准略有差异）。

• 异常判断：

• 高频尖叫声：可能是轴承润滑不足（干摩擦）、皮带打滑（皮带轮槽磨损）、齿轮啮合过紧（安装偏差）。

  周期性撞击声：可能是齿轮齿面崩缺（每转一次撞击一次）、联轴器螺栓松动（偏心撞击）、主轴不平衡（离心力撞击）。

  噪声随转速升高而骤增：可能是轴承损坏（高速下滚珠振动加剧）、传动件同轴度偏差（转速越高，径向力越大，噪声越明显）。

2. 测 “振动幅度”：用振动检测仪判断传动稳定性

振动是机械传动异常的 “直观信号”（如不平衡、间隙、磨损都会导致振动超标），需用压电式振动检测仪（或测振笔）测量主轴关键位置的振动值，重点关注 “径向振动”（影响精度）和 “轴向振动”（影响轴向定位）。

• 操作方法：

1. 固定振动检测仪探头：将探头吸附在主轴前端外圆（径向）、主轴端面（轴向），确保探头与被测面垂直。

2. 主轴分转速运行：按 “低→中→高” 转速（如 500rpm、1500rpm、3000rpm）分别运行，记录各转速下的振动速度（mm/s）或振动位移（μm）。

• 正常标准（参考 ISO 标准与设备手册）：

• 高精度主轴（如 CNC 加工中心）：径向振动速度≤1.0 mm/s（或位移≤5 μm）；

• 普通主轴（如车床）：径向振动速度≤2.5 mm/s（或位移≤10 μm）；

• 轴向振动：通常比径向低 30% 以上，无明显波动。

• 异常判断：振动值超标准 1.5 倍以上，或随转速升高振动呈 “指数级增长”，说明传动链存在严重问题（如转子动平衡失效、轴承严重磨损、联轴器同轴度超差）。

3. 查 “转速与负载一致性”：验证传动无 “滑差” 或 “丢转”

机械传动若存在 “打滑”（如皮带打滑、齿轮滑齿），会导致 “指令转速≠实际转速”，或负载增加时转速骤降，需通过驱动器显示或外部测速工具验证。

• 操作方法：

1. 转速一致性：在驱动器面板或 CNC 系统中设定固定转速（如 1000rpm），用激光转速计（对准主轴端的反光标记）测量实际转速，计算偏差率（偏差率 =| 实际转速 - 指令转速 |/ 指令转速 ×****）。

2. 负载适应性：设定主轴在 50% 额定负载（如通过切削轻金属模拟）下运行，观察转速是否稳定（无明显波动），驱动器是否报 “过载”（OL）。

• 正常标准：

• 转速偏差率≤1%（高精度主轴≤0.5%）；

• 带载运行时转速波动≤50rpm，无过载报警。

• 异常判断：

• 转速偏差超 2%：可能是皮带打滑（皮带松弛或轮槽磨损）、齿轮啮合间隙过大（丢转）、联轴器打滑（弹性体磨损）。

• 带载后转速骤降或过载：可能是传动阻力过大（轴承磨损、润滑失效）、负载超出传动链承载能力（如齿轮强度不足）。

4. 验 “定位与重复定位精度”：看传动精度是否达标

主轴伺服的机械传动精度直接影响加工精度（如分度定位、端面跳动），需用百分表、千分表或激光干涉仪测量关键精度指标，验证传动无累积误差。

• 常用精度测试项目：

• 正常标准：定位偏差≤0.005mm，重复定位偏差≤0.002mm。

• 正常标准：高精度主轴≤0.003mm，普通主轴≤0.008mm。

• 正常标准：高精度主轴≤0.005mm，普通主轴≤0.01mm。

3. 分度定位精度：主轴设定 “每转 90° 定位”（如 4 分度），每次定位后用百分表测定位面，记录偏差值（反映齿轮或联轴器的传动精度）。

4. 主轴端面跳动：百分表测头垂直抵住主轴端面（靠近外圆处），主轴旋转一周，记录指针摆动量（反映主轴轴向传动精度）。

5. 主轴径向跳动：将百分表测头抵住主轴前端外圆（距离端面 30mm 处），主轴低速旋转（50-100rpm），记录指针****摆动量（反映主轴自身精度与传动同轴度）。

• 异常判断：精度值超标准 1 倍以上，或多次测量偏差不稳定（无规律波动），说明传动链存在 “间隙过大”“部件磨损” 或 “安装偏差”（如联轴器同轴度超差）。

三、关键辅助判断：结合 “维护记录” 与 “故障关联”

除上述直接检查外，结合设备的日常维护记录和故障特征，可进一步缩小判断范围：

1. 维护记录追溯：若近期未更换主轴轴承（超过 1 年）、未补充润滑脂（超过 3 个月），则优先排查 “轴承磨损”“润滑失效”；若近期拆解过传动部件（如更换齿轮），则重点检查 “安装同轴度”“螺栓紧固”。

2. 故障关联分析：

• 若故障为 “主轴启动时异响，运转后消失”：多为 “静态间隙过大”（如轴承预紧力不足，启动时滚珠冲击滚道）。

• 若故障为 “高速时振动大，低速正常”：多为 “转子动平衡失效”（高速下离心力放大不平衡量）或 “皮带共振”（高速下皮带频率与传动链共振）。

总结：机械传动正常的核心判定标准

综合静态与动态检查，主轴伺服系统机械传动 “正常” 需同时满足以下条件：

1. 静态：手动转动顺畅无卡滞，关键间隙（轴承、联轴器、齿轮）符合标准，润滑充足无磨损。

2. 动态：运行噪声≤85dB，振动速度≤2.5mm/s，转速偏差≤1%，定位精度达标，无过载、无异常报警。

日常维护中，建议每季度做 1 次静态检查，每半年做 1 次动态精度检测，及时发现 “间隙增大”“润滑失效” 等潜在问题，避免故障扩大导致停机。

王工（13137008229）