機床上的發(fā)展趨勢

機床上的發(fā)展趨勢

0浮wsf和功率流測試方法研究隨著當(dāng)前工業(yè)的發(fā)展，強調(diào)機槍升降是發(fā)展趨勢。為了解決隨之而來的結(jié)構(gòu)振動與結(jié)構(gòu)噪聲問題,英美兩國業(yè)已采用了數(shù)千例浮動樓板技術(shù)于高樓上,并達到了極好的減振降噪效果。近十年來出現(xiàn)的隔振降噪浮筏裝置由于其效果明顯,實施方便,且能節(jié)省安裝面積,已引起國內(nèi)同行的關(guān)注.自六十年代開始,振動功率流理論研究和利用功率流方法分析機械系統(tǒng)振動水平及振動能量傳輸是振動控制中的一個相當(dāng)引人注目的研究課題.Goyder和White研究了機器隔振系統(tǒng)的功率流,并提出了用輸入結(jié)構(gòu)的功率流和在結(jié)構(gòu)內(nèi)傳遞的功率流均為最小的概念作為衡量隔振效果的基本標準.隨著功率流理論的發(fā)展,功率流測試方法亦有了很大發(fā)展.R.J.pinington和R.G.White通過測量隔振器傳遞視在質(zhì)量和隔振器兩端加速度值獲得實際通過隔振器的功率流,這種方法適合工程應(yīng)用.在浮筏隔振系統(tǒng)功率流理論研究的基礎(chǔ)上,建立了由兩臺電機組成的減振浮筏系統(tǒng)實驗?zāi)Ｐ?采用了相應(yīng)的功率流測試分析系統(tǒng),測試、編程分析計算了輸入浮筏系統(tǒng)的功率流,傳輸?shù)街虚g筏體及基礎(chǔ)上的功率流,并計算了功率流傳遞比,揭示了浮筏隔振系統(tǒng)的動特性及其功率流傳輸?shù)囊话阋?guī)律.第1期王鋒等:浮筏隔振系統(tǒng)功率流計算機輔助測試研究311隨機激振功率流的測量以往研究表明,當(dāng)機器受一垂直方向的力F及一繞X軸的力矩T作用時,由多點激勵的功率流理論:ωp=12Ιm{[F*][Ι][F]}ωp=12Im{[F?][I][F]}(1)故由此引起的功率流傳遞為:ωp=12[|F1|2+|F2|2]Ιm{Ι11}+[2Re{F1F2*}Ιm{Ι12}]ωp=12[|F1|2+|F2|2]Im{I11}+[2Re{F1F2?}Im{I12}](2)因而有ωp=14|F|2m2Ιm{Ι11-Ι12}|[(Ι11-Ι12)/2]-(ω2/2ˉΚ)+(1/m)|2+14|Τ|2J2Ιm{Ι11-Ι12}|[(Ι11-Ι12)/2]-(ω2/2ˉΚ)+(l2/J)|2(3)因而有ωp=14|F|2m2Im{I11?I12}|[(I11?I12)/2]?(ω2/2Kˉˉˉ)+(1/m)|2+14|T|2J2Im{I11?I12}|[(I11?I12)/2]?(ω2/2Kˉˉˉ)+(l2/J)|2(3)若作用于結(jié)構(gòu)的力為隨機力,則每赫茲頻帶內(nèi)的輸入功率為:ΡΗz=1ωGaaΙm{ˉAs}=1ωGFFΙm{ˉΙs}PHz=1ωGaaIm{Aˉˉˉs}=1ωGFFIm{Iˉs}(4)式中ˉAsAˉˉˉs為系統(tǒng)在激振點處的點視在質(zhì)量ˉAs=ˉF/ˉa,ˉΙsAˉˉˉs=Fˉˉˉ/aˉ,Iˉs為加速度導(dǎo)納.同樣對于隨機激振,通過隔振器的功率流譜密度為:ΡtrΗz=1ωΙm{ˉA12Ga1a2}PtrHz=1ωIm{Aˉˉˉ12Ga1a2}(5)測量功率流包括輸入系統(tǒng)的功率流和傳遞的基礎(chǔ)的功率流,在分析時,將它們均除以激振力的自功率譜進行歸一化處理,此時有:Qin(ω)=GpinGFF=1ωΙm{Ιs}(6)Qtr(ω)=GptrGFF=1ω?GFFΙm{ˉA12Ga1a2}(7)其中Is為系統(tǒng)在激勵點處的加速度導(dǎo)納.這是進行功率流測試的理論基礎(chǔ).由式(6)～(7)可知,測量輸入系統(tǒng)的功率流,關(guān)鍵在于測定系統(tǒng)在激勵點的加速度導(dǎo)納;而測量通過隔振器的功率流,關(guān)鍵在于要測得隔振器的加速度阻抗,并要對隔振器兩端加速度信號作互譜分析.2動態(tài)特性測試減振器傳遞視在質(zhì)量的定義為:ˉA12=ˉA21=ˉF2(ω)a1(ω)|ˉa2=0=ˉF1(ω)ˉa2(ω)|ˉa1=0(8)根據(jù)此定義,本文設(shè)計了一套測試其傳遞視在質(zhì)量的方法,分別對試驗中使用的兩種減振器的動態(tài)特性進行了測試.測試過程包括固定減振器下端,然后在其頂部施加一加速度信號,同時監(jiān)測減振器頂部加速度信號與底部鉗制力信號,將測試信號通過A/D轉(zhuǎn)換輸入微機,編寫相應(yīng)的計算程序,計算、分析實測值并繪制測試曲線.由振動理論可知,在該頻率范圍內(nèi),減振器的動特性猶如一具有遲滯阻尼的彈簧,并且可有如下解析形式:ˉA12=(Κ/ω2)(1+iη)(9)由圖中可得,JZ-4型減振器的動剛度K為1.2×104N/m,阻尼損耗因子為0.12,JZ-8型減振器的動剛度K為2.6×104N/m,阻尼損耗因子為0.12,由圖中得到的減振器剛度在數(shù)值上與動態(tài)測量值相吻合.3試驗分析和結(jié)果3.1試驗測試系統(tǒng)試驗中采用吊式激振器激勵.先由信號發(fā)生器產(chǎn)生激勵信號,激勵信號經(jīng)功率放大器放大后輸入吊式激振器,其產(chǎn)生的電磁激振力通過激振桿作用于隔振系統(tǒng)的機組之上,激振點為機器頂面中心點處.響應(yīng)信號的采集是采用阻抗頭和加速度傳感器.測試信號先經(jīng)過電荷放大器放大,然后通過16通道數(shù)據(jù)采集卡A/D轉(zhuǎn)換后輸入微機,再用相應(yīng)的振動分析軟件進行數(shù)據(jù)的初處理.作者編寫、開發(fā)了一套相應(yīng)的軟件,進行數(shù)據(jù)的后處理及圖形的繪制.最后用打印機打印結(jié)果.試驗測試分析系統(tǒng)如圖3所示.3.2浮式擴平工藝的功率流試驗和結(jié)果在試驗中,重點研究浮筏隔振系統(tǒng)的動態(tài)特性及其輸入、傳遞功率流的特點.3.2.1激振點傳遞導(dǎo)納曲線由加速度點導(dǎo)納的定義,Ιs=ˉas(ω)ˉFs(ω),其中ˉas、ˉFs分別為激振點的力與加速度信號.根據(jù)定義,實測激振點的力與加速度響應(yīng),輸入微機,計算分析并編寫繪圖程序,繪制系統(tǒng)在激振點處的點導(dǎo)納測試曲線如圖4所示.同理,根據(jù)傳遞導(dǎo)納的定義,同時測量激振點的力信號與基礎(chǔ)板上6點處的響應(yīng)加速度信號,編程分析,可得激振點與基礎(chǔ)板6點之間的傳遞導(dǎo)納曲線,如圖5所示.由于系統(tǒng)的輸入功率流及其傳遞功率流的特性僅與加速度導(dǎo)納的虛部有關(guān),因此在具體作圖時,只是給出了導(dǎo)納虛部隨激振頻率變化的曲線.3.2.2功率流譜密度的測試如圖6所示,進入系統(tǒng)的總功率流譜密度和傳遞到中間筏體以及基礎(chǔ)板的功率流譜密度均是隨頻率變化的.進入系統(tǒng)的總功率流譜密度隨頻率的變化不是太大,而傳遞功率流的譜密度則隨著頻率的增加而迅速減小.進入系統(tǒng)的總功率流譜密度和傳遞功率流