主軸是指從電動機或發動機接受動力來源并將它傳給其它零部件的軸，如機床上帶動工件或刀具做旋轉運動的軸。主軸在機床中主要用來支撐傳動零件以傳遞扭矩和旋轉運動，使用一段時間后，主軸熱處理應力的釋放、主軸受到力作用后的變形，主軸環境溫度的變化等因素導致主軸產生一定量的位置變化，即主軸位移。

　　1 主軸位移監視報警裝置的設計設想和研究目的

　　機床主軸及部件的自身精度、運動精度和結構剛度是影響零件加工質量和切削效率的重要因素。主軸作為機床的重要部件，主軸位移對機床的整體性能、加工精度和安全性能有著非常重要的影響。機床主軸位移監視報警裝置是一種用于檢測旋轉機械軸向位移的高可靠性的監測保護裝置。它通過電渦流傳感器檢測位移信號，并將位移信號轉化為LED數碼管上的主軸位移值。它能夠很容易地實現量程范圍內的報警、同時可以設置停機極限。報警裝置帶有自動診斷功能，防止機床的誤停機。

　　生產過程中，由于主軸熱處理應力的釋放、主軸受力的作用影響、主軸溫度的不穩定都會引起主軸的軸向位移。另外，工人操作的不正確。如：切削量和進給速度過大，機床振動較大，導致主軸側向承受力過大而使主軸傾斜，這種類似的小問題出現久了，設備就會出現較大的加工精度誤差，時間長了，設備的其它方面的磨損會加大，導致設備的快速老化，壽命降低，這也是研究主軸位移監視報警的主要目的。

　　2 主軸位移監視報警裝置的工作原理

　　輸入采用電渦流傳感器，能將被測物體的位移變化量轉換成電量的變化。該電量信號作為軸向位移的輸入信號，經調零處理，線性放大后驅動面板顯示器，當位移量越位時，自動發出報警停機信號，并且有4-20MA的模擬信號輸出，當電渦流傳感器發生故障時，能自動發出NOK信號，并封鎖報警輸出，以防止誤動作。

　　控制面板上有一個4位LED數碼顯示器顯示當前軸向位移值或電渦流探頭間隙電壓值。當接通電源時，面板上所有的燈和LED數碼顯示器都亮，正處于自檢狀態，自檢結束后，進入位移測量狀態。當移動模擬主軸與探測器之間的位置時，在數碼顯示器上會顯示相應的位移量，當位移測量值超過報警或停機設定值時，報警器會立即工作，報警、停機指示燈(紅色)點亮。

　　面板上設有四個按鍵，分別為功能鍵、+鍵、移位鍵、復位鍵。功能鍵作用：按功能鍵，可用來依次進入儀表的各種設置狀態，參數設置好以后，自動存入新值，在查看所需要設置的參數或參數修改好以后，返回測量狀態。+鍵作用：在設置參數時可以修改跳動的數值。移位鍵作用：(1)設置參數時用來移動輸入數字的位置;(2)測量時顯示位移值和顯示間隙電壓值之間切換;復位鍵：(1)測量時，用來清除報警狀態和復位繼電器;(2)在查閱參數和狀態設置時，按下該鍵可以返回到測量狀態。

　　3 主軸位移監視報警裝置的結構

　　結構框圖如圖2所示。

　　主軸位移監視報警裝置結構包括：(1)輸入采樣(電渦流傳感器采樣)模塊;(2)信號的放大處理模塊;(3)報警驅動的設置(基準值的設定)模塊;(4)基準信號的設置模塊;(5)內部程序編制模塊;(6)輸出顯示(數碼管顯示方式)模塊;(7)內部電源部分模塊;(8)外加的演示部件的設置。

　　4 主軸位移監視報警裝置的社會效益分析

　　采用此系統進行設計以后，只要改變模擬主軸與探測器的位置，根據設定的參數，裝置能夠靈敏的進行相應的檢測工作，機床的主軸有偏差的能夠立即檢測出來，并能進行相應的準確的報警工作。本報警裝置可以適用于普通金屬切削類機床等旋轉類機械的軸向位移的檢測和報警?？梢院芎唵畏奖愕乇O測主軸在整個工作過程中的軸向位移。軸向位移又叫串軸，就是沿著軸線的方向上的直線位移。從軸向位移值可以了解到旋轉部件與固定部件之間的軸向間隙。對于旋轉類機械，軸承的位置精度要求非常高，大的軸向位移量將引起機器整體精度的很大程度地下降，對于金屬切削機床將導致零件加工精度的直線下降，并且會引起機器本身大的機構的損壞，嚴重時會發生重大安全事故。軸向位移監視報警裝置對止推軸承的損壞可作出早期報警和保護，同時可有效地監視主軸的軸向位移量，對機床提前作出預警，防止機床部件因軸承軸向間隙過大而損壞，很大程度上降低了機床的維護成本，提高了機床的安全性和穩定性。