机床上的发展趋势

机床上的发展趋势

0浮wsf和功率流测试方法研究随着当前工业的发展，强调机枪升降是发展趋势。为了解决随之而来的结构振动与结构噪声问题,英美两国业已采用了数千例浮动楼板技术于高楼上,并达到了极好的减振降噪效果。近十年来出现的隔振降噪浮筏装置由于其效果明显,实施方便,且能节省安装面积,已引起国内同行的关注.自六十年代开始,振动功率流理论研究和利用功率流方法分析机械系统振动水平及振动能量传输是振动控制中的一个相当引人注目的研究课题.Goyder和White研究了机器隔振系统的功率流,并提出了用输入结构的功率流和在结构内传递的功率流均为最小的概念作为衡量隔振效果的基本标准.随着功率流理论的发展,功率流测试方法亦有了很大发展.R.J.pinington和R.G.White通过测量隔振器传递视在质量和隔振器两端加速度值获得实际通过隔振器的功率流,这种方法适合工程应用.在浮筏隔振系统功率流理论研究的基础上,建立了由两台电机组成的减振浮筏系统实验模型,采用了相应的功率流测试分析系统,测试、编程分析计算了输入浮筏系统的功率流,传输到中间筏体及基础上的功率流,并计算了功率流传递比,揭示了浮筏隔振系统的动特性及其功率流传输的一般规律.第1期王锋等:浮筏隔振系统功率流计算机辅助测试研究311随机激振功率流的测量以往研究表明,当机器受一垂直方向的力F及一绕X轴的力矩T作用时,由多点激励的功率流理论:ωp=12Ιm{[F*][Ι][F]}ωp=12Im{[F∗][I][F]}(1)故由此引起的功率流传递为: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]−(ω2/2K¯¯¯)+(1/m)|2+14|T|2J2Im{I11−I12}|[(I11−I12)/2]−(ω2/2K¯¯¯)+(l2/J)|2(3)若作用于结构的力为随机力,则每赫兹频带内的输入功率为:ΡΗz=1ωGaaΙm{ˉAs}=1ωGFFΙm{ˉΙs}PHz=1ωGaaIm{A¯¯¯s}=1ωGFFIm{I¯s}(4)式中ˉAsA¯¯¯s为系统在激振点处的点视在质量ˉAs=ˉF/ˉa,ˉΙsA¯¯¯s=F¯¯¯/a¯,I¯s为加速度导纳.同样对于随机激振,通过隔振器的功率流谱密度为:ΡtrΗz=1ωΙm{ˉA12Ga1a2}PtrHz=1ωIm{A¯¯¯12Ga1a2}(5)测量功率流包括输入系统的功率流和传递的基础的功率流,在分析时,将它们均除以激振力的自功率谱进行归一化处理,此时有:Qin(ω)=GpinGFF=1ωΙm{Ιs}(6)Qtr(ω)=GptrGFF=1ω⋅GFFΙm{ˉA12Ga1a2}(7)其中Is为系统在激励点处的加速度导纳.这是进行功率流测试的理论基础.由式(6)～(7)可知,测量输入系统的功率流,关键在于测定系统在激励点的加速度导纳;而测量通过隔振器的功率流,关键在于要测得隔振器的加速度阻抗,并要对隔振器两端加速度信号作互谱分析.2动态特性测试减振器传递视在质量的定义为:ˉA12=ˉA21=ˉF2(ω)a1(ω)|ˉa2=0=ˉF1(ω)ˉa2(ω)|ˉa1=0(8)根据此定义,本文设计了一套测试其传递视在质量的方法,分别对试验中使用的两种减振器的动态特性进行了测试.测试过程包括固定减振器下端,然后在其顶部施加一加速度信号,同时监测减振器顶部加速度信号与底部钳制力信号,将测试信号通过A/D转换输入微机,编写相应的计算程序,计算、分析实测值并绘制测试曲线.由振动理论可知,在该频率范围内,减振器的动特性犹如一具有迟滞阻尼的弹簧,并且可有如下解析形式:ˉA12=(Κ/ω2)(1+iη)(9)由图中可得,JZ-4型减振器的动刚度K为1.2×104N/m,阻尼损耗因子为0.12,JZ-8型减振器的动刚度K为2.6×104N/m,阻尼损耗因子为0.12,由图中得到的减振器刚度在数值上与动态测量值相吻合.3试验分析和结果3.1试验测试系统试验中采用吊式激振器激励.先由信号发生器产生激励信号,激励信号经功率放大器放大后输入吊式激振器,其产生的电磁激振力通过激振杆作用于隔振系统的机组之上,激振点为机器顶面中心点处.响应信号的采集是采用阻抗头和加速度传感器.测试信号先经过电荷放大器放大,然后通过16通道数据采集卡A/D转换后输入微机,再用相应的振动分析软件进行数据的初处理.作者编写、开发了一套相应的软件,进行数据的后处理及图形的绘制.最后用打印机打印结果.试验测试分析系统如图3所示.3.2浮式扩平工艺的功率流试验和结果在试验中,重点研究浮筏隔振系统的动态特性及其输入、传递功率流的特点.3.2.1激振点传递导纳曲线由加速度点导纳的定义,Ιs=ˉas(ω)ˉFs(ω),其中ˉas、ˉFs分别为激振点的力与加速度信号.根据定义,实测激振点的力与加速度响应,输入微机,计算分析并编写绘图程序,绘制系统在激振点处的点导纳测试曲线如图4所示.同理,根据传递导纳的定义,同时测量激振点的力信号与基础板上6点处的响应加速度信号,编程分析,可得激振点与基础板6点之间的传递导纳曲线,如图5所示.由于系统的输入功率流及其传递功率流的特性仅与加速度导纳的虚部有关,因此在具体作图时,只是给出了导纳虚部随激振频率变化的曲线.3.2.2功率流谱密度的测试如图6所示,进入系统的总功率流谱密度和传递到中间筏体以及基础板的功率流谱密度均是随频率变化的.进入系统的总功率流谱密度随频率的变化不是太大,而传递功率流的谱密度则随着频率的增加而迅速减小.进入系统的总功率流谱密度和传递功率流