①油气润滑方式：这种润滑方式近似于油雾润滑方式，所不同的是，油气润滑是定时定量地把油雾送进轴承空隙中，这样既实现了油雾润滑，又不至于油雾太多而污染周围空气；而油雾润滑则是连续供给油雾。②喷注润滑方式：它用较大流量的恒温油(每个轴承3~4L/min)喷注到主轴轴承上，以达到润滑、冷却的目的。这里需特别指出的是，较大流量喷注的油，不是自然回流，而是用排油泵强制排油，同时，采用专用高精度大容量恒温油箱，油温变动控制在±0.5℃。(2)密封 在密封件中，被密封的介质往往是以穿漏、渗透或扩散的形式越界泄漏到密封连接处的彼侧。造成泄漏的基本原因是流体从密封面上的间隙中溢出，或是由于密封部件内外两侧密封介质的压力差或浓度差，致使流体向压力或浓度低的一侧流动。图8-7所示为一卧式加工中心主轴前支承的密封结构。
该卧式加工中心主轴前支承处采用的双层小间隙密封装置。主轴前端车出两组锯齿形护油槽，在法兰盘4和5上开沟槽及泄漏孔，当喷入轴承2内的油液流出后被法兰盘4内壁挡住，并经其下部的泄油孔9和箱体3上的回油斜孔8流回油箱，少量油液沿主轴6流出时，主轴护油槽在离心力的作用下被甩至法兰盘4的沟槽内，经回油斜孔8流回油箱，达到防止润滑介质泄漏的目的。当外部切削液、切屑及灰尘等沿主轴6与法兰盘5之间的间隙进入时，经法兰盘5的沟槽由泄漏孔7排出，达到了主轴端部密封的目的。
要使间隙密封结构能在一定的压力和温度范围内具有良好的密封防漏性能，必须保证法兰盘4和5与主轴及轴承端面的配合间隙。
例351．主轴定位不良的故障维修
故障现象：加工中心主轴定位不良，引发换刀过程发生中断。
分析及处理过程：某加工中心主轴定位不良，引发换刀过程发生中断。开始时，出现的次数不很多，重新开机后又能工作，但故障反复出现。经在故障出现后，对机床进行了仔细观察，才发现故障的真正原因是主轴在定向后发生位置偏移，且主轴在定位后如用手碰一下(和工作中在换刀时当刀具插入主轴时的情况相近)，主轴则会产生相反方向的漂移。检查电气单元无任何报警，该机床的定位采用的是编码器，从故障的现象和可能发生的部位来看，电气部分的可能性比较小；机械部分又很简单，最主要的是联接，所以决定检查联接部分。在检查到编码器的联接时发现编码器上联接套的紧定螺钉松动，使联接套后退造成与主轴的联接部分间隙过大使旋转不同步。将紧定螺钉按要求固定好后故障消除(见图8-3)。
注意：发生主轴定位方面的故障时，应根据机床的具体结构进行分析处理，先检查电气部分，如确认正常后再考虑机械部分。
例352．主轴出现噪声的故障维修
故障现象：主轴噪声较大，主轴无载情况下，负载表指示超过40‰。
分析及处理过程：首先检查主轴参数设定，包括放大器型号，电动机型号以及伺服增益等，在确认无误后，则将检查重点放在机械侧。发现主轴轴承损坏，经更换轴承之后，在脱开机械侧的情况下检查主轴电动机远转情况。发现负载表指示已正常但仍有噪声。随后，将主轴参数00号设定为1，也即让主轴驱动系统开环运行，结果噪声消失，说明速度检测器件PLG有问题。经检查，发现PLG的安装不正，调整位置之后再运行主轴电动机，噪声消失，机床能正常工作。
例353．变档滑移齿轮引起主轴停转的故障维修
故障现象：机床在工作过程中，主轴箱内机械变档滑移齿轮自动脱离啮合，主轴停转。
分析及处理过程：图8-3为带有变速齿轮的主传动，采用液压缸推动滑移齿轮进行变速，液压缸同时也锁住滑移齿轮。变档滑移齿轮自动脱离啮合，原因主要是液压缸内压力变化引起的。控制液压缸的O形三位四通换向阀在中间位置时不能闭死，液压缸前后两腔油路相渗漏，这样势必造成液压缸上腔推力大于下腔，使活塞杆渐渐向下移动，逐渐使滑移齿轮脱离啮合，造成主轴停转。更换新的三位四通换向阀后即可解决问题；或改变控制方式，采用二位四通，使液压缸一腔始终保持压力油。
例354．变档不能啮合的故障维修
故障现象：发出主轴箱变档指令后，主轴处于慢速来回摇摆状态，一直挂不上档。
分析及处理过程：图8-3为带有变速齿轮的主传动。为了保证滑移齿轮移动顺利啮合于正确位置，机床接到变档指令后，在电气设计上指令主电动机带动主轴作慢速来回摇摆运动。此时，如果电磁阀发生故障(阀芯卡孔或电磁铁失效)，油路不能切换，液压缸不动作，或者液压缸动作，发反馈信号的无触点开关失效，滑移齿轮变档到位后不能发出反馈信号，都会造成机床循环动作中断。更换新的液压阀或失效的无触点开关后，故障消除。
例355．变档后主轴箱噪声大的故障维修
故障现象：主轴箱经过数次变档后，主轴箱噪声变大。
分析及处理过程：图8-3为带有变速齿轮的主传动。当机床接到变档指令后，液压缸通过拨叉带动滑移齿轮移动。此时，相啮合的齿轮相互间必然发生冲击和摩擦。如果齿面硬度不够，或齿端倒角、倒圆不好，变档速度太快冲击过大都将造成齿面破坏，主轴箱噪声变大。解决方法：使齿面硬度大于55HRC，认真做好齿端倒角、倒圆工作，调节变档速度，减小冲击。
例356．使用多年后主轴箱噪声大的故障维修
故障现象：XK7160型数控铣床主传动系统(图8-3)，采用齿轮变速传动。工作中不可避免地要产生振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声。数控机床的主传动系统的变速是在机床不停止工作的状态下，由计算机控制完成的。因此它比普通机床产生的噪声更为连续，更具有代表性。机床起初使用时，噪声就较大，并且噪声声源主要来自主传动系统。经使用了多年后，噪声越来越大。用声级计在主轴4000r/min的最高转速下，测得噪声为85.2dB。
分析及处理过程：我们知道，机械系统受到任何激发力，该系统就会对此激发力产生响应而出现振动。这个振动能量在整个系统中传播，当传播到辐射表面，这个能量就转换成压力波经空气再传播出去，即声辐射。因此，这个激发响应、系统内部传递及辐射三步骤就是振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声的形成过程。
XK7160数控机床的主传动系统在工作时正是由于齿轮、轴承等零部件经过激发响应，并在系统内部传递和辐射出现了噪声，而这些部件又由于出现了异常情况，使激发力加大，从而使噪声增大。
(1)齿轮的噪声分析 XK7160数控铣床的主传动系统是由主电动机和齿轮来完成变速传动的。因此，齿轮的啮合传动是主要噪声源之一。
首先看一对齿轮的啮合情况，根据齿轮的啮合原理，任意瞬时t两齿轮齿间的相对滑动速度为：vs=vt1-vt2。齿轮副在啮合区传动时，啮合点是沿啮合线移动的，当啮合点移向节点时相对滑动速度逐渐减小，在节点处，相对滑动速度在方向上发生了变化，造成了激振力。如果齿轮的各种误差加大和外界负荷的波动及其他零部件的影响，传动系统的共振，润滑条件的不好，就会加剧激振力的产生。当啮合点渐远节点时，相对滑动速度逐渐增大，齿面相对滑动速度正比于齿轮的回转速度。
机床主传动系统中齿轮在运转时产生的噪声主要有：
1)齿轮在啮合中，使齿与齿之间出现连续冲击而使齿轮在啮合频率下产生受迫振动并带来冲击噪声。
2)因齿轮受到外界激振力的作用而产生齿轮固有频率的瞬态自由振动并带来噪声。
3)因齿轮与传动轴及轴承的装配出现偏心引起的旋转不平衡的惯性力，因此产生了与转速相一致的低频振动。随着轴的旋转，每转发出一次共鸣噪声。
4)因齿与齿之间的摩擦导致齿轮产生的自激振动并带来摩擦噪声。如果齿面凸凹不平，会引起快速、周期性的冲击噪声。
(2)轴承的噪声分析 XK7160数控铣床的主轴变速系统中共有滚动轴承12个，最大的轴承外径为125mm。轴承与轴径及支承孔的装配、预紧力、同心度、润滑条件以及作用在轴承上负荷的大小，径向间隙等都对噪声有很大影响。另外一个重要原因是国家标准对滚动轴承零件都有相应的公差范围，因此轴承本身的制造偏差，在很大程度上就决定了轴承的噪声。可以说滚动轴承的噪声是该机床主轴变速系统的另一个主要噪声源，特别在高转速下表现更为强烈。滚动轴承最易产生变形的部位就是其内外环。内外环在外部因素和自身精度的影响下，有可能产生摇摆振动、轴向振动、径向振动、轴承环本身的径向振动和轴向弯曲振动。
综上所述，大致可以从以下几个方面对噪声进行控制：
(1)齿轮的噪声控制 由于齿轮噪声的产生是多因素引起的，其中有些因素是齿轮的设计参数所决定的。针对该机床出现的主轴传动系统的齿轮噪声的特点，在不改变原设计的基础上，有下列在原有齿轮上进行修整和改进的一些做法。
1)齿形修缘。由于齿形误差和法向齿距的影响，在轮齿承载产生了弹性变形后，会使齿轮啮合时造成瞬时顶撞和冲击。因此，为了减小齿轮在啮合时由于齿顶凸出而造成的啮合冲击，可进行齿顶修缘。齿顶修缘的目的就是校正齿的弯曲变形和补偿齿轮误差，从而降低齿轮噪声。修缘量取决于法向齿距误差和承载后齿轮的弯曲变形量，以及弯曲方向等。齿形修缘时，可根据这几对齿轮的具体情况只修齿顶，或只修齿根，只有在修齿顶或修齿根达不到良好效果时，才将齿顶和齿根一块修。
2)控制齿形误差。齿形误差是由多种因素造成的，观察该机床主传动系统中齿轮的齿形误差主要是加工过程中出现的，以及长期运行条件不好所致。因齿形误差而在齿轮啮合时产生的噪声在该机床中是比较明显的。一般情况下，齿形误差越大，产生的噪声也就越大。
3)控制啮合齿轮的中心距。啮合齿轮的实际中心距的变化将引起压力角的改变，如果啮合齿轮的中心距出现周期性变化，那么也将使压力角发生周期性变化，噪声也会周期性增大。对啮合中心距的分析表明，当中心距偏大时，噪声影响并不明显；而中心距偏小时，噪声就明显增大。在控制啮合齿轮的中心距时，将齿轮的外径，传动轴的弯曲变形及传动轴与齿轮、轴承的配合都控制在理想状态，这样可尽量消除由于啮合中心距的改变而产生的噪声。
4)润滑油对控制噪声的作用。润滑油在润滑和冷却的同时，还起一定的阻尼作用，噪声随油的数量和粘度的增加而变小。若能在齿面上维持一定的油膜厚度，就能防止啮合齿面直接接触，就能衰减振动能量，从而降低噪声。实际上，齿轮润滑需油量很少，而大量给油是为了冷却作用。实验证明，齿轮润滑以啮出侧给油最佳，这样既起到了冷却作用，又在进入啮合区前，在齿面上形成了油膜；如果能控制油少量进入啮合区，降噪效果更佳。据此，将各个油管重新布置，使润滑油按理想状态溅入每对齿轮，以控制由于润滑不利而产生的噪声。
(2)轴承的噪声控制
1)控制内外环质量。在XK7160数控铣床的主传动系统中，所有轴承都是内环转动、外环固定。这时内环如出现径向偏摆就会引起旋转时的不平衡，从而产生振动噪声。如果轴承的外环与配合孔形状公差和位置公差都不好，则外环就会出现径向摆动，这样就破坏了轴承部件的同心度。内环与外环端面的侧向出现较大跳动，还会导致轴承内环相对于外环发生歪斜。轴承的精度越高，上述的偏摆量就越小，产生的噪声也就越小。除控制轴承内外环几何形状偏差外，还应控制内外环滚道的波纹度，减小表面粗糙度，严格控制在装配过程中使滚道表面磕伤、划伤，否则不可能降低轴承的振动噪声。经观察和实验发现，滚道的波纹度为密波或疏波时滚珠在滚动时的接触点显然不同，由此引起振动频率差别很大。
2)控制轴承与孔和轴的配合精度。在该机床的主传动系统中，轴承与轴和孔配合时，应保证轴承有必要的径向间隙。径向工作间隙的最佳数值，是由内环在轴上和外环在孔中的配合以及在运行状态下内环和外环所产生的温差所决定的。因此，轴承中初始间隙的选择对控制轴承的噪声具有重要意义。过大的径向间隙会导致低频部分的噪声增加，而较小的径向间隙又会引起高频部分的噪声增加。外环在孔中的配合形式会影响固体噪声的传播，较紧的配合能提高传声性，会使噪声加大：配合过紧，会迫使滚道变形，从而加大轴承滚道的形状误差，使径向间隙减小，也导致噪声的增加；但轴承外环过松的配合还是会引起较大噪声。只有松紧适当的配合才有利，这样可使轴承与孔接触处的油膜对外环振动产生阻尼，从而降低噪声。配合部位的形位公差和表面加工的粗糙度，应符合所选轴承精度等级的要求。如果轴承很紧地安装在加工不精确的轴上，那么轴的误差就会传递给轴承内环滚道上，并以较高的波纹度形式表现出来，噪声也就随之增大。
通过上述对XK7160数控铣床主传动系统的噪声分析和控制后，取得了可喜的效果。在同样条件下，用声级计对修复后的机床噪声又进行了测试，主传动系统经过噪声控制后为74dD，降低了11.2dD。经过几年的使用，该机床的噪声一直稳定在这个水平上。
例357．电主轴高速旋转发热的故障维修
故障现象：主轴高速旋转时发热严重
分析及处理过程：电主轴运转中的发热和温升问题始终是研究的焦点。电主轴单元的内部有两个主要热源：一是主轴轴承，另一个是内藏式主电动机。
电主轴单元最凸出的问题是内藏式主电动机的发热。由于主电动机旁边就是主轴轴承，如果主电动机的散热问题解决不好，还会影响机床工作的可靠性。主要的解决方法是采用循环冷却结构，分外循环和内循环两种，冷却介质可以是水或油，使电动机与前后轴承都能得到充分冷却。
主轴轴承是电主轴的核心支承，也是电主轴的主要热源之一。当前高速电主轴，大多数采用角接触陶瓷球轴承。因为陶瓷球轴承具有以下特点：①由于滚珠重量轻，离心力小，动摩擦力矩小。②因温升引起的热膨胀小，使轴承的预紧力稳定。③弹性变形量小，刚度高，寿命长。由于电主轴的运转速度高，因此对主轴轴承的动态、热态性能有严格要求。合理的预紧力，良好而充分的润滑是保证主轴正常运转的必要条件。采用油雾润滑，雾化发生器进气压为0.25~0.3MPa，选用20#透平油，油滴速度控制在80~100滴/min。润滑油雾在充分润滑轴承的同时，还带走了大量的热量。前后轴承的润滑油分配是非常重要的问题，必须加以严格控制。进气口截面大于前后喷油口截面的总和，排气应顺畅，各喷油小孔的喷射角与轴线呈15º夹角，使油雾直接喷入轴承工作区。
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