带锯振动的研究(二)——关于空转时强迫振动的实验分析

上篇文章已对带锯强迫振动的激振力产生的原因和在激振力作用下相应的振动特性进行了理论分析。本文采用上篇文章相同的带锯,将已适张或未适张的带锯条在速度2～30m/s(100～1400r/min)的范围里运转,然后测定强迫振动时的弯曲振动和扭转振动的频率及振幅。还要测定带锯条的上下锯轮各接触点的位移。然后对带锯条振动和带锯条、带锯轮接触点上的锯条位移关系进行分析。随着运行速度变化,带锯条振幅也起变化,而出现许多极大值点和极小值点,激振力的激振频率非常接近于带锯条固有频率时的强迫振动,在共振点上的带锯条振幅取极大值。而有的激振力非常之大,却以远离带锯条固有频率的激振频率强迫振动。产生带锯条强迫振动的原因有锯轮质量偏心,焊缝残余应力,材质不均以及厚度不均,还有锯轮的不圆度和轴承质量问题等。但在本实验里,受锯轮不圆度和轴承质量问题等的激振力影响很小。这些与上篇文章里的理论分析相一致,得到确认。未经适张度处理的带锯条的固有振动频率与理论计算值一致,但经过适张度处理的带锯条的测定值与理论计算值相比较,其弯曲振动的固有频率略有下降,扭转振动的固有频率却升高近2成,所以有必要加以修正。     

带锯条振动的研究(三)——空转时有锯卡带锯条的强迫振动

本文对空转时有锯卡带锯条产生强迫激振力的原因和激振力对带锯条振动特性影响的理论分析与实验结果进行比较。有锯卡的带锯条与不带锯卡的带锯条一样都受锯机本体的振动影响而发生振动。有锯卡的带锯条仅发生弯曲振动而不发生扭转振动。还有由于适张度处理不好特别是焊缝处理不好所引起的残留应力不均匀使锯条产生永久变形。这变形部分通过锯卡时,使带锯条产生位移。锯轮的质量偏心力及焊缝处与锯卡碰撞时所产生的力都使张紧力发生周期性变化。因此使带锯条发生参数激振。由于带锯条是柔软物体,可作弯曲参数激振分析,又可作为具有刚性的矩形板考虑,还要作扭转激振分析。在一般实际应用的转速范围,有锯卡带锯条的固有频率由于偏心力作用比参数激振频率高,所以不致引起带锯条激振,但是因为焊缝作用的参数激振力存在,而使带锯条强迫振动。弯曲常引起参数激振,而扭转不易引起参数激振。弯曲时,假定带锯条为柔软物体,所求的参数激振频率较实验值略高,两者之差距随着带锯条的刚性增大而增大。在带锯条运转一周时,焊缝部分通过上下锯卡时出现最大振幅。     

带锯条振动的研究(四)——具有压力锯卡带锯条的固有频率

本文从理论和实验上分析研究具有压力锯卡带锯条在锯卡静态时的固有频率以及锯卡动态空转时,由于锯卡和带锯条之间摩擦产生的带锯条温升、张紧力变化和固有频率的变化。具有压力锯卡带锯条的固有频率稍高于两面夹持的固定锯卡带锯条。两者之间的差别是扭转固有频率比弯曲固有频率差别更大。锯卡分为全面接触型和两端部分接触型两种。具有压力锯卡的带锯条这两种型式几乎没有差别。在固定锯卡时,这两种型式的弯曲固有频率差别很小,但是在扭转振动频率方面,全面接触型锯卡比两端部分接触型稍高些。压力锯卡推出张紧平面距离为8mm和4mm几乎没有差别。压力锯卡动态空转时,由于锯卡和带锯条之间润滑不良摩擦导致锯条发热。空转时带锯条在空气中自然散热(不是靠加水强制冷却),在带锯条全长上温差极小。本实验里使用的弹簧钢带锯条,当温度上升时,张紧力降低则固有频率也降低。在定速空转时,由于受焊缝和锯卡冲击、锯轮质量偏心等影响,张紧力也在一定范围内变动。     

带锯条振动的研究(五)——空气静压锯卡对带锯条振动的影响

本研究将空气静压锯卡同原来的固定式锯卡相比较,探讨空气静压锯卡对静止时的带锯条固有频率以及空转时带锯条振动特性的影响。除了张紧力比较低时情况外,空气静压锯卡时的固有频率和固定锯卡时的一样,或者相反变得更高些。本实验里,空气静压锯卡的形状做成圆形,锯条的自由长度为上下锯卡间的最短距离,所以在锯条前后两边的自由长度比固定锯卡时长,而带锯条的扭转刚性却变低。由于这个原因,空气静压锯卡时的扭转固有频率比固定锯卡时低。但若将空气静压锯卡做成矩形时,则可推断带锯条的固有频率与固定锯卡时相同或更高些。伴随着锯轮转速的变化,固定式锯卡时的振幅也起变化,出现几次峰值。另一方面,除了张紧力较低和带锯轮由于质量偏心所引起的共振外,在空气静压锯卡时,不出现大的振幅峰值。不论何种锯卡,支配带锯条振动的峰值出现在模态Ⅰ和锯机共振里,但是,空气静压锯卡时在模态Ⅰ所出现的峰值远比固定式锯卡小。     

木工带锯机锯条张紧力的试验研究

采用瞬态激振法,对国产MJ397型带锯机的带锯条进行频谱分析与应变测量,确定频率与张紧力的关系.试验表明,通过测量锯条的基频-f1就能计算锯条的张紧力,这对锯机设计和提高锯切质量、效率都有现实意义.     

带锯机锯轮轴向位移对工作能力的影响

目前在带锯机精度标准中关于锯轮定向精度规定下锯轮相对上锯轮不允许有任何轴向位移,两轮轮缘端面应严格于同一铅垂面上。经过我们专门研究锯轮定向对带锯机工作能力与锯条稳定性的影响后指出:下锯轮相对上锯轮对着木料进给方向有少许的位移还是极为理想的,它能提高带锯条的稳定性。     

负载下不同张紧系统对带锯条裂纹影响的研究

以MJ3310跑车带锯机为研究对象,运用北京Vib'SYS波谱振动信号采集和分析软件对带锯条横向振动位移进行采集,对带锯机所用带锯条的横向振动位移数据进行分析,找出不同张紧系统对负载情况下带锯条振动位移的变化规律。通过正交实验分析得出了影响MJ3310型跑车木工带锯机的带锯条振动的显著因素和最佳工作参数。当MJ3310型跑车木工带锯机在最优参数条件下,杠杆压砣式张紧系统测定横向振动位移如果超过0.93mm以上,则说明锯条已经产生至少一条裂纹长度超过1.36mm的裂纹缺陷;弹性挺杆式张紧系统测定横向振动位移如果超过0.23mm以上,则说明锯条已经产生至少一条裂纹长度超过1.19mm的裂纹缺陷,需要及时更换带锯条。锯切杨木的带锯条振动位移比其它木材的位移都小,柞木最大。杨木在五种树种里硬度最小,柞木硬度最大,说明随着被切削木材硬度的增大,振动位移也随之增大。杠杆压砣式张紧系统带锯条横向振动位移明显大于弹性挺杆式带锯条横向振动位移,因此,弹性挺杆式张紧系统在降低带锯条横向振动位移上好于杠杆压砣式张紧系统。     

木工带锯机适应性控制加工的最优化研究(一)——关于锯剖中带锯条位移的预测方法

为了预测木工带锯加工切削面的弯曲和粗糙度,探讨其控制方法。我们采用钨铬钴合金锯齿的木工带锯条,在无锯卡状态下,研究与锯剖弯曲有关的锯条位移、切削力、进给力、声发射计数(AE)与吃刀量、锯切速度、张紧应力、木材材质的关系,以分析探讨带锯条位移的预测方法。     

新型的低噪声带锯机

一般说来,带锯机的噪声较高,常常超过标准允许值(85分贝)15—23分贝,严重地损害人的身体健康,并降低了工人的生产效率。 近年来,国内外都加强了带锯机降噪技术的研究,取得了一些成果。 带锯机的主要噪声源有: 1、锯轮和锯条相接触并驱动锯条运动,二者间往往发生相对滑动,由于摩擦而产生噪声。 2、由于锯轮运转不平稳而使锯机发生振动,从而产生噪声。 3、锯条焊缝处与锯轮相撞击而产生噪声。     

带锯条位移振幅仪

在带锯机上锯割木料的精确度,主要取决于带锯条自身的稳定性。带锯条横向振动的大小将直接影响到锯材加工质量。同时带锯条的横向振动又与生产工艺中的许多参数自直接的关系,如:带锯条的张紧力,锯轮的转速、不同材质(硬度、含水率等)跑车的进料速度等等,而对工艺过程中诸多参数的最佳选择也急需提供专用测量仪器。由黑龙江省林产工业研究所最近研制的DJW—5型带锯条位移振幅仪,无论对于改善制材工     

带锯条掉齿前后的实验对比分析

以MJ345A型木工带锯机为研究对象,在空载下运用先进的北京波普振动分析仪和Vib’sys振动信号采集、处理和分析软件对带锯机锯条的横向振动进行测试和信号采集,并对采集的信号进行分析,通过锯条横向振动位移、自功率谱分析,找出不同条件下锯条振动位移主振型频率的变化规律。通过正交试验分析得出:对锯条横向振动位移影响最为显著的因素为主轴转速,其次为锯条张紧力,皮带张紧力为不明显因素。通过对锯条掉齿前后的分析表明:测定横向振动位移如果在0.56μm~0.68μm之间,而振动主频率在450Hz~465Hz之间,则说明锯条已经产生至少两个掉齿,需要及时更换锯条;进而明确了带锯条掉齿前后横向振动的位移、频率的变化规律,在实际生产中可充分合理利用锯条,防止加工质量严重下降和危害人身安全事故等现象发生,为适时更换锯条提供了前期实验基础和判别的初步依据。     

发生在锯材中的带锯条自激振动

前言利用木材时，借带锯条等改变其形状、尺寸的制材机械的工艺方法是必要的。这时，加工机械、工具，被切削材等的切削系统的振动成为了重大的问题。在美国，称制材减小锯路0．1毫米，可年建新房屋2万户。在美国、欧洲，作为制材机械使用导向花键轴园银和带锯切削方式的各半。在日本，几乎都使用带锯切削的方式。与园锯相比，带锯锯条厚度可以薄，锯路可以狭。相反，由于刚性低、错误的运输条件和带锯本身诱发的自激振动，锯材材面上会形成洗衣板状的凹凸。为了得到平滑的板面，进一步作平面切削是必要的；木材资源的损失，加工能耗的增大…     

带锯机锯轮加工精度对切削动力学的影响

众所周知,带锯条的寿命是取决于它的强度和锯轮偏转时作用在锯条上和导轨间全部的外力。外力作用的特点在很大程度上是取决于带锯机状态和锯轮的加工精度。不论制造厂的技术水平多高和采取什么样的检测装置,要想按理想的几何特性加工锯轮不是经常都能实现的,而且某些几何特性也没有经济价值。     

圆锯片振动、动态稳定性及其控制技术的研究--圆锯片的振动分析和动态稳定性

圆锯片的振动主要是指锯片回转工作时，锯片在其平衡位置附近发生的往复横向运动，由于外部激振力的存在，锯片的振动是不可避免的，但不一定会失去稳定性，当激振力的频率与锯片固有阶频率相等时，锯片会发生共振，目前已经证实的圆锯片不稳定性机制有两种：一种是静态弯曲失稳；另一种是临界转速失稳，锯片在临界转速失稳状态下，即使一个频率为零，非常小的横向力也会引起锯片大幅值的谐波形横向摆动，并带来一系列严重后果，不稳定性理论是关于圆锯片振动研究最重要的领域之一，锯片的应力状况，包括制造过程留下的残余应力，适张应力，回转应力和热应力的大小和分布都会影响锯片的动态稳定性，锯片的结构，包括锯片上的槽，孔参数，特别是锯片的厚度和夹盘直径对锯片刚度，固有频率和临界转速的影响非常明显，在切削加工参数中，切削力和进给速度对锯片动态稳定性的影响也比较大。     

气流引起圆锯振动的模拟和分析

本文模拟和分析了圆锯机空载时的两种气流引起的振动,随机振动和共振。激振源是气流的压力脉动,被模拟为作用在锯齿上的离散力。在随机振动分析中,假设响应与激振是非偶合的;而在共振分析中,假设响应与激振是偶合的。根据统计的有效振幅,并根据共振是时间的函数,解决了随机振动问题。分析了圆锯空载实验中观察到的许多振动特性。     

象鼻子收线机振动分析及稳定性改进

采用机械动力学理论分析象鼻子收线机振动原因。结构设计不合理是引起振动和制约收线速度的首要因素。改进结构设计的措施:(1)增大支承轴承间距与尾端轴承距拨盘之间距离之比,提高系统一阶临界转速,增强抗振能力;(2)减少激振源,减轻激振强度。可采取改进静平衡方式减小偏心激振和改减速箱减速传动为大带轮减速传动的方法。以600卷筒的收线机为例,一次改进后,收线机运行速度提高28%,二次改进后,收线机运行速度比改进前提高63%,可在650 m/min速度下平稳运行,有效提高了象鼻子收线机的运行速度和系统稳定性。     

圆锯的齿数、径向槽对振动振幅和噪声的影响

高速旋转的圆锯,在齿槽的底部产生空气涡流噪声,而空气涡流的压力变化即成为激振源,当其频率为圆锯固有频率的整数倍时即发生共振。产生刺耳的噪声,使作业环境显著恶化。 作为激振力的空气流,如将锯齿简化为方柱模型时,方柱的宽度与间隔之比,生成的涡流有3种状态,说明旋转圆板的振动特性有较大差异。木材切削加工的圆锯即使是直径相同,由于要求的加工精度和表面粗糙度不同,齿数不同,齿形及齿槽不同,气流的流动形态亦变化,预测的振动特性及噪声特性亦不同。     

双电机驱动自同步振动磨的动态特性

针对振动磨在运转过程中振动参数对结构强度的影响,建立双电机驱动自同步振动磨筒体的模态分析和谐响应分析数学模型,借助于有限元ANSYS软件对筒体进行仿真试验,确定筒体的前8阶固有频率和相应的振型;采用不同的阻尼比和简谐激振力,探索其对共振幅值的影响及共振区域的频率范围。研究结果表明:振动磨的共振区域在第1,2阶固有频率附近,频率范围约为40~50 Hz;随着阻尼比加大,振幅减小,简谐激振力增加,筒体的共振幅值增大,而相角的变化与激振力大小无关。该模型的建立为振动磨的设计者提供理论依据,进而提高设备的安全可靠性。     

橄榄侧枝振动落果的试验研究

为设计一种适合橄榄采摘的机具,对橄榄树果实的果柄分离力进行了测试实验对橄榄树侧枝进行了振动测试,经过数据处理和分析,得出了橄榄树侧枝振动落果的最佳激振频率,为橄榄树侧枝振动采收机具的设计提供了科学的技术参数和设计依据。     

角向磨光机异常噪声的测试分析

以频谱分析为手段,对某型号角向磨光机异常噪声样品进行测试分析,确定了齿轮副啮合噪声为主要噪声源,探讨产生机理;分析得知由于激振力频率与齿轮箱某阶固有频率耦合共振而放大了振动和噪声水平,进而提出了改善的建议。