刚性基础上数控机床隔振系统特性研究

刚性基础上数控机床隔振系统特性研究 杜海军 !十堰职业技术学院!机电工程系"湖北 十堰!!!"#### !摘!要"!将隔振器看作质量连续体!通过研究刚性基础上数控机床隔振系统的传递率特性!比较了离散 弹性元件"一维杆和梁等几种隔振器模型方式下隔振系统的特性!为正确解决刚性基础上数控机床振动噪声控 制的技术问提供依据# !关键词"!数控机床$传递率$连续体 !中图分类号"!>F,*!U0"!!文献标识码"!’!!文章编号"!&##()!%*(%"##+&#,)##+%)#* " &!概述 随着工业化程度的提高"先进的高精度加工设备$$$数 控机床早已普遍投入使用%国内对机床振动的研究多把机 床的安装机座视为刚性的"而且将隔振系统的隔振器简化为 带粘性!材料#阻尼或迟滞!结构#阻尼的离散弹性元 件%&&’!V&%&#&1&"&1(#与此相应"隔振系统简化为集总参数的离散 振动系统"计算隔振装置参数比较方便%尽管有时也考虑了 横向剪切和转动分量的影响 "许多研究人员仍然将隔振器 简化为时变离散刚度元件"而没考虑隔振器实际上是个连续 体"在较高频时隔振器中会出现惯性波或驻波效应%这种描 述是不完善的% 少数文章研究了运用连续隔振系统理论的弹性设置% 例如"隔振器纵向刚度已经通过波动方程来描述了隔振器材 料特性(E48?5梁理论已用于描述主动控制系统一端的弯曲 运动和隔振器的特征%&"’然而极少文章研究过隔振系统中剪 切变形和转动惯性对隔振器的频响特征的影响%实际应用 中较高频时隔振器的剪切变形和转动惯性对传递率的影响 是不可忽视的% 图&!离散隔振系统模型 "!三种隔振器模型及求解 "0&!离散隔振器模型及求解 由+个隔振器和数控机床组成的隔振系统!如图&#可 以简化为由隔振器和质量组成的单级隔振装置"此时+个隔 振器分别简化为弹簧和阻尼并联的支承"从而构成系统的等 效力学模型%考虑到系统关于d-b平面对称"故可简化为 平面问题处理% 在谐激励作用下的运动方程为) !!;J.K3JGK"JF &+8J" ,#% !&# 式中;为振源质量"8J 为激励力幅值"#为圆频率"3为粘性 阻尼系数""为隔振器刚度"则通过隔振器传到基础的力的幅 值LM# 为) !!LM# F"JK3JG !"# 得到离散隔振器模型的绝对传递系数) !!.7 F LM#*8J !*# "G"! 一维弹性阻尼连续杆隔振器模型及求解 图"%&&! 杆隔振器模型 $%+$ "##+年&#月!!!! !!!!!!!十 堰 职 业 技 术 学 院 学 报!!!!!!!!! -./0""##+! 第&1卷第,期!!! !!!!!!234567839:;<=76>?.;6<.78@6A/?.;6<.78@6A/;