機械（xiè）振動是指物體在某一中（zhōng）心位置兩側所做的往複運動，簡稱（chēng）振動。
　　機床的振動（dòng）大小對機械加工的精（jīng）度、工件的表麵質量、機床的有效使用壽命等有著不可小視的影響。影響機（jī）床振（zhèn）動的（de）因素（sù）較多（duō），如床身（shēn）的加工精度、導軌的加工精度、機床主軸的自身振動、數（shù）控係統的控製（zhì）精度等等。其中作為數控機床關（guān）鍵核心的電主軸的振動大小是影響機床係統振動的主要誘因之一（yī），同時也（yě）是衡量電主軸動態（tài）性能（néng）好壞（huài）Z直接的指標。由於數控機床用高速電主軸工作速度範圍較廣，工作環（huán）境惡劣，影響電主軸振動的因素（sù）頗多，但就其自身而（ér）言，主要有三項。
　　電主軸的諧（xié）振現象
　　因為物體都具（jù）有自身的固有頻率（lǜ），電主軸（zhóu）本身也不例外。當電主軸的（de）工作轉速對應的頻率（lǜ）與其自（zì）身固有頻率重合時，該主軸將在此頻率下產（chǎn）生共振。共振直接影響電（diàn）主軸的正常運行和軸承的使用壽命，嚴重的共振現象甚至會破壞電（diàn）主（zhǔ）軸的機械結構（gòu），使電主軸工作壽命急劇下降。同時也使整台設備失去穩定的工作狀態。為此，必須對不同型（xíng）號的高速電（diàn）主軸進行嚴格的轉子動力學分析，找出（chū）該型號電主軸軸係的一階、二階固有頻率，從而使與電（diàn）主（zhǔ）軸（zhóu）的常用工作轉速對應的頻率範圍遠離其（qí）固有頻率，此時的軸係（xì）稱為剛性軸係。在（zài）進（jìn）行軸係分析時將軸承視（shì）作彈性支承體，用疊代法代入軸係分析（xī）計算程序，得出較為準確的結論。根據軸係分析提供（gòng）的數據設計電（diàn）主軸轉動部件的各部分尺寸是使主（zhǔ）軸運行轉速遠離其共振區域的有效措施。
　　電（diàn）主軸的電磁振蕩
　　首先，電主軸的電動機由於機械加工誤差等原因，其（qí）定子轉（zhuǎn）子間的氣隙不可能做到的均衡。由（yóu）於定子、轉子之（zhī）間空氣隙長度的（de）不（bú）等，定子、轉子之間在電磁場的作用下會（huì）產生單邊電磁拉力（lì）。研究（jiū）表明，此電磁（cí）拉（lā）力是電主軸產生電（diàn）磁振蕩的主要成因（yīn）之一。因此（cǐ），提（tí）高電主軸的電動機製造精度（dù）對削（xuē）弱電磁振蕩是十分必要（yào）的。
　　另外（wài）一點，驅動控製器的供電品質以及驅動控製器與電（diàn）主軸的匹配是否合理，是產生電磁（cí）振蕩的另一個重要原因。
　　在開環控製（zhì）的電主軸係統裏，多（duō）數驅動控製器在低頻下的供電品（pǐn）質不（bú）如其在高頻下的供（gòng）電狀態。不同（tóng）廠（chǎng）家的（de）產品的低頻供電品質也各不相同，其主要原因是驅動電源在供電過程中同時輸出由驅動控製器本身產生（shēng）的高次（cì）諧波。這些（xiē）高次諧波直接影響電主軸（zhóu）的電磁（cí）振蕩，其影響程度的大小依驅動控製器（qì）供電頻率高低、輸出品質的優劣而定。若驅動控製器製造廠商忽視了中頻輸出的品（pǐn）質因素（sù），則該廠商開發的驅動控製器低頻供電特性相應較差，用（yòng）此類變頻（pín）電源拖帶電主軸，其電磁振蕩現象較為明顯。因此選擇低頻供電品質優良的驅動控製器是降低電主軸低頻時產生（shēng）電磁振蕩的關鍵。
　　采用閉環控製的電主軸係統，為圓滿解（jiě）決低頻供電電磁振蕩（dàng）技術難題，在低頻輸出時（shí），係統內部集成有相應的補償程序和對（duì）應硬件，針對低頻輸出可能出現的（de）高次諧波較多、輸（shū）出電壓（yā）波（bō）形不（bú）好的現象進行動態補（bǔ）償。另外，在驅動控製器內部內置（zhì）主軸電動（dòng）機參數模擬仿真測試程序，在驅動器參數初始設置時對電主軸電（diàn）機進行阻抗匹配測試，獲取電主軸（zhóu）電動機的阻抗值，以便驅動器優化自身的控製參數，減小由於電主軸單元（yuán）電機的阻抗與驅動控（kòng）製器不匹配所產（chǎn）生的電磁振蕩。目前大多數閉環驅動控（kòng）製（zhì）器均已內置了阻抗自（zì）動檢索（suǒ）功能，操作十分（fèn）方便（biàn）。極少數驅（qū）動控製器沒有內置該功能，但是（shì）在控製參數組（zǔ）中（zhōng）預留了輸入阻抗參數的位置，需技術人員手動輸入電（diàn）主軸電動機的阻抗值，從而使驅動器取得應有的匹配值。
　　電主軸的（de）機械振動
　　電（diàn）主軸高速運（yùn）行時，由偏（piān）心質量產（chǎn）生的機械振動是軸（zhóu）係振動的主（zhǔ）要成分（fèn）之一。高（gāo）速運行時，任何微小的不平衡質（zhì）量都（dōu）將引起電主軸不同程度的機械振動。因（yīn）此，電主軸的轉軸必須進行嚴格的動平衡。其動平衡精度應達到G0.4級。以Z高轉速為10000r/min的加工中心（xīn）用電（diàn）軸為例，其轉軸的質量約為30kg，動平衡精度為（wéi）G0.4級，即（jí）e≈0.4µｍ。轉（zhuǎn）軸的動不平衡量為G•e≈1.2gcm。令動平衡時去重半徑為5cm，將轉軸的動不平衡量簡化為集中載荷。此時，轉軸兩端殘餘（yú）不平衡量應小於0.12g。考慮到轉軸附加旋（xuán）轉件不平衡量對其的（de）影響，該（gāi）軸動平衡殘餘不平衡量不大於0.03g。
　　為避（bì）免經動平衡的高速軸係產生因附加質量偏（piān）心而導致的較大機（jī）械振動，軸係旋轉體上應盡量減少動平衡精（jīng）度容易產生變（biàn）化的附加質量。部分附加（jiā）質量必須安裝在旋轉體上，在裝配後，主軸應（yīng）以Z高轉速（sù）運行，同時進行整機動平衡，使之由附加質量（liàng）造成的振動（dòng）控製在Z小範圍之內。
　　結（jié）語
　　綜上所述，可以（yǐ）采取以下有效措施，減小由於電主軸自身因（yīn）素產生的振動：
　　（1）在設計初始階段采（cǎi）用先進（jìn）合理的軸係分（fèn）析軟件，預先對高速電（diàn）主軸的一（yī）階、二階振型進行（háng）精確的分析，找出軸係的諧（xié）振頻率區，使（shǐ）其工作轉速範圍遠離諧振區。
　　（2）製定合理的加工工藝和方法，提高主軸（zhóu）電動機定子、轉子的製造水平和精度，同時根據不同的使用要求配用性能優良的變頻電（diàn）源或驅動控製器，將電（diàn）主軸電動機的電磁振蕩（dàng）減小到Z小值。
　　（3）使用（yòng）精度較高的動平衡設備對（duì）高速電（diàn）主軸的轉（zhuǎn）動部件進行精確的動平衡處理，把不平衡質量控（kòng）製到Z小，Z大限度地減小由不平衡（héng）質量產生的機械振動。