振动范文10篇

振动范文篇1

一般的说，机床工作时所产生的振动基本上有两大类：

1）受迫振动；

2）自激振动。例如在车床、铣床和磨床上，经常见到回转主轴系统的受迫振动，其频率取决于回转主轴系统的转速（在铣削时还与铣刀的齿数有关）。

在机床上发生的自激振动类型较多，例如有回转主轴（或与工件、或与刀具联系）系统的扭转或弯曲自激振动；机床床身、立柱、横梁等支撑件的弯曲或扭摆自激振动；还有工作台等移动部件在低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动（通称爬行）等等。通常把金属切削过程中表现为刀具与工件之间强烈的相对振动的这种自激振动称为“颤振”。

机床工作时发生振动是常见的。机床振动不仅歪曲了工件的几何形状和尺寸，而且还将在已加工表面上留下振纹，降低了精度和表面光洁度，加剧了金属表面层的冷硬情况，振动时刀具的耐用度也将急剧下降，甚至导致刀刃的崩坏，这个问题对于性质较脆的硬质合金刀具和陶瓷刀具来说尤为严重。机床发生振动后，往往迫使操作工人降低切削用量，因而限制了机床的生产率。此外，在机床自动线中，只要有一台机床发生振动而被迫暂停运转，就会破坏生产的节律，引起生产过程的混乱。可见机床振动是必须引起注意的一个重要问题。随着科学技术的飞跃发展，对机床零件的制造精度和表面质量提出了更高的要求，从而使机床振动问题的研究成为研制、生产和使用机床等部门必须面对的重大课题，研究机床振动的目的在于探究机床振动的原因，谋求防止和消除机床振动的方法，以研制抗振性更佳的机床。

一般来说，增强“机床-刀具-工件”工艺弹性系统的刚度，是提高工艺系统抗振性从而防止振动的最普遍方法，它在任何情况下可用来防止受迫振动和自激振动，并能消除破坏工作过程平稳进行的个别冲击因素的影响。因此，为了提高整个工艺系统的刚度，增强工艺系统各环节特别是切削力传递路线上最薄弱环节的刚度，显然是很重要的。当减轻零件的重量既不会降低系统的刚度，也不会使系统特性发生其他不利的变化时，减轻主振系统的质量同提高系统刚度的作用一样，都能提高系统的固有振动频率，从而减小了振动的振幅，即起到了提高系统抗振性的作用。必须指出，增加振动系统的阻尼，例如适当调节零件某些配合处的间隙，以及采用阻尼消振装置等，将增加系统对激振能量的耗散作用，从而就能防止和消除振动，保证系统平稳的工作。当振动发生以后，减小激发振动时的激振力，即减小受迫振动时的外激振力，或自激振动式的内激振力，往往是必须采取的消振措施，对于前者例如可减少??转零件的不平衡所引起的离心力、断续切削所产生的冲击力等等，为此必须做到：

1）对于转速在600转/min以上的零件必须予以平衡，磨床上的砂轮应予仔细平衡，并经常修正以保持其正确的外形，也可采取自动平衡装置。机床上使用的卡盘、刀盘等均要予以平衡；

2）提高皮带传动、链传动、齿轮传动及其他传动装置的稳定性。在较高转速档下，使主轴直接用皮带或连轴节与电动机发生传动关系;采用最完善的皮带接头，使其连接后的刚度和厚度变化最小；用三角皮带代替平皮带，使三角皮带的刚度和厚度尽可能均匀些；采用纤维织成的传动带；以斜齿轮或人字齿轮代替正齿轮；在铣床主轴上安装飞轮等。对于高精度的小功率机床，尽量不用齿轮、皮带等可能成为外来振源的元件。使动力源与机床本体充分隔离，用丝带来传动。适当调节三角皮带拉力，合理选择皮带长度，使其扰动频率不接近主轴的转速。尽量使皮带拉力的主方向不同工件或刀具运动的主方向相重合，以避免皮带扰动的影响；

3）改善以联轴节相连的各轴的轴心线间的不同轴度，从高速轴和主轴上去除带动油泵的凸轮；对于后者则借助于改变切削条件方法，如：

（1）选择防震切削用量。在任何情况下都应该避免切除宽而薄的切屑（即在大切削深度和小走刀量下切下的切屑）；切削速度应该在容易发生振动的范围以外，即采用较低的速度和较高的速度来工作；

（2）合理选择刀具的几何参数。主偏角和副偏角尽可能选的大些。前角对振动的影响很大，前角愈大，切削过程愈平稳，故应采用正前角。后角应尽可能取得小些，但不要太小，以致刀具后刀面与加工面之间发生强烈的摩擦，特别是对于走刀量较小的情形；

（3）采用抗振刀具等。

振动范文篇2

了解振动要先从振动的类型开始，振动从不同的角度来划分，可以分为很多类型，有强迫型、自激型、自由型等，每种类型都有各自的特点，都对机械生产过程会产生不同的影响，下面我们就具体来看看吧。

1自激振动的概念及类型分析

自激振动是振动的另一种类型，自激振动从某种意义上说是一种自发振动。因为这种振动是不受外力干扰，而自动引起的自发性振动，在振动的过程中，受交变力的影响会引起持续的运动，持续且有规律性，机械设备在工作时，齿轮和部件相互交织在一起，而产生一定的磨擦导致这种自激振动产生。

2自由振动的概念及类型分析

振动中还有最后一种类型，是自由振动类型。这种振动类型对机械加工的影响相对不是很大。由于机械运转过程中，激振力对系统不断作用，从而机械设备的平衡就被破坏，我们把能对激振力，进行约束的方式称为自由振动。

3强迫振动的概念及类型分析

强迫振动类型，是在外力有规律的作用下产生的振动。例如，在我们经常见到的，削、切、磨的过程中，由于机械设备的带动，象电动机械，砂轮、皮带等的带动下，都会产生振动。这其中因为皮带或长或短，或厚或薄，油泵不稳定等因素的影响，从不同程度上都会促使振动的发生，这种振动现象就是强迫振动，这种振动会对加工产品的精密准确度产生影响，从而影响加工产品的圆度、加工产品的粗糙度等。一些回转动的机械设备，振动对回转精度也会产生影响。

二、控制机械加工振动所采取的措施

1如何进行自激振动消减及具体实施

（1）适当改变切削速度，尽量减少碰到临界的切削速度概率。或是中心架，或是选择主偏角较大长轴车刀从而消除振动。（2）可以适当改变系统中刚度主轴的方向，使得主轴的位置处于加工面法线与切削力夹角之外，例如镗孔时可以压扁镗杆，车刀装反等。（3）可以适当调整切削用量以及刀具的几何外观，例如安装上可以选取直角偏刀车外圆。（4）降低切削速度，提高进给、前角、主偏角。（5）改变切削速度，提高被加工原料的可塑性。

2如何进行强迫振动消减及具体实施

（1）精密磨床中，利用叶片替代齿轮泵，采用液压缓冲设备减少冲力。（2）将处于快速旋转（每分钟600转以上）的零部件保持平衡状态或是将这些零部件添加一个自动平衡系统，包括启用减振设备。（3）可以适当保持镶条和轴承之间的空隙，调整工艺系统的原始频率，使得固有频率与激振频率不一致。（4）可以保持传动设备的稳定性，例如在磨床或是车床上不采用接头皮带，保持传动带的长度一致，将飞轮安装在主轴上以及淘汰直齿轮等。

三、各类振动的形成原因

振动有各种类型，因为振动的类型不同，所以其成因也不尽相同，找到振动的成因，对降低振动幅度至关重要，所以，下面就根据振动的类型分别进行分析。

1分析自激振动的原理及过程

我们来分析一下自激振动的形成原因。对于自激振动的成因，要与强迫振动比照来分析，自激振动是自身交变力起作用引起的，它的振动稳定性方面较好，但维持振动不是因为激振力决定的。当系统不能正常运动时，交变力就消失了，那自激振动也就不存在了。

2分析自由振动的原理及过程

我们来分析一下自由振动的形成原因。自由振动的成因很大程度上因为平衡性被破坏，当系统受到各种外力作用，而受到冲击时，它的平衡性就会受到破坏，当平衡性破坏时，就会靠自身的弹性来进行自由振动。

3分析强迫振动的原理及过程

根据振动类型的划分，我们首先来分析一下强迫振动的形成原因。强迫振动的成因，主要是由于外力作用产生，而且这种外力在有规律性的，机械工作的过程中，设备与尺轮的带动下，加之油泵本身存在的不稳定性，都会促使强迫振动的产生。这种强迫振动的程度受机械设备中皮带的长度、厚度等影响较大。这种振动现象就是强迫振动，即强迫振动的成因。

四、结语

振动范文篇3

论文摘要:我国经济的快速发展对我国电力供应提出了更高的要求。为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。汽轮机组作为发电厂重要组成部分其异常振动对于整个发电系统都有着重要的影响，文中就汽轮机异常振动的分析与排除进行了简要的论述。

我国北方城市由于水利资源较南方少，火力发电是城市用电的主要来源。电力供给是城市发展的关键，为了增加城市用电的稳定，电厂维修部门都会定期对发电机组进行检修与维护。汽轮机作为发电系统的重要组成部分，其故障率的减少对于整个系统都有着重要的意义。汽轮机异常振动是发电厂常见故障中比较难确定故障原因的一种故障，针对这样的情况，加强汽轮机异常振动分析，为发电企业维修部门提供基础分析就显得极为必要。

一、汽轮机异常振动原因分析

汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。

二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除

引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。针对着三个主要方面以下进行了详细的论述。

（一）汽流激振现象与故障排除

汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，如负荷，且增大应该呈突发性。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间（一年以上）记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。

（二）转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除

转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。

（三）摩擦振动的特征、原因与排除

摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的，由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。

三、关于汽轮机异常振动故障原因查询步骤的分析

生产中经常遇到瓦盖振、轴振的异常变化，引起振动异常的原因很多。根据振动产生的集中原因，在查找振动主要来源时要注意下面几个要素：振动的频率是1X，2X，1/2X等。振动的相位是否有变化及相邻轴承相位的关系。振动的稳定性如何（指随转速、负荷、温度、励磁电流、时间、等的变化是否变化）。例如汽轮机转子质量不平衡会有下列现象：升速时振动与转速的二次方成正比，转速高振动大。特别过临界时振动比以往大得多。振动的频率主要是1X。振动的相位一般不变化及相邻轴承相位出现同相或反相。振动的稳定性好（在振动没有引起磨擦的情况下），且重复性好。根据振动特征与日常检测维修记录多方面分析，找出故障原因最终排除。

另外对于一些原本设计上有通病的机组，要做好心理准备并牢记其故障点，一旦出现情况首先要检查设计缺陷部件。例如：东汽三缸两排气200MW汽轮机,轴封系统同300MW,现低压缸的两端轴承震动常在6、7丝左右，现发现如能维持低压轴封供汽温度在120－130度时，振动基本能降到4丝左右。加负荷时振动要上升，稳定一段时间后要下降，如果低压轴封供汽温度在150度以上时，振动也要上涨。通过分析我们可以看出振动主要发生在#4轴承，其主要原因是#4轴承座在排汽缸上，支撑刚性太差，对温度较为敏感，使#4轴承的标高发生变化。东方300MW汽轮机也存在同样的情况，这可能是设计上的一大通病。针对这一原因，其故障排除要加固#4轴承座的支撑，测量温度对#4轴承标高的具体影响值，以便在找中心时事先降低#4轴承标高。

结论：

汽轮机异常振动时汽轮机运行过程中不可避免的故障，同时也是较为常见的故障。在进行此类故障排除时，不能急于拆解机组，首先要根据故障特征进行故障分析，确定故障点后查看机组维修记录，确认故障点零部件情况。如故障点零部件为刚刚检修过并更换，因再次确认故障点，确认为改点后进行拆解。一般来讲短期内进过维护保养的部件出现故障的几率远远小于维护时间长的部件。因此，在进行汽轮机异常振动原因分析时要格外注意。许多情况时需要维修人员长期积累的经验来判断的，加强企业汽轮机组维护保养人员培训，提高维修人员素质及专业技能时提高汽轮机故常排除效率的最佳途径。

参考文献:

[1]陈有利.发电机组常见故障检测与排除[J].电力信息,2005,12.

[2]张阳.发电机组异常振动原因探析[J].电力科技,2006,4.

[3]王东炎.发电机组异常振动排除[J].机械工业,2007,12.

振动范文篇4

关键词:泵站；振动；低扬程；轴流泵；原因分析

1、前言

泵站作为取水输水工程的一个重要部分，已在机电排灌、城乡给排水、工矿企业供水和排水等工农业生产和水利工程建设等各方面得到了广泛应用，随着我国工业的日益发达，冶金技术的进步，潜水电机的加工制造技术已相当成熟，大中型潜水泵的发展越来越快，被广泛应用在工农业生产和水利工程建设中。

2、问题的提出

汕头某排涝站选用4台大口径的轴流潜水泵，在土建及机电安装完毕后，拆除内围堰，保留堰，关闭自排闸。从外江抽水回灌，使泵出口水位达到设计外水位高程，然后，开机试运行（井盖未封闭情况下），把自排闸闸门打开，使抽出去的水通过自排闸流回内排渠，采取如此方式试运行，结果皆大欢喜，未见有任何问题，工程结束约半年后，一次大暴雨，使内排渠水位升高，自排不能满足要求的情况下，管理人员开机抽水，结果大吃一惊，水泵一启动，剧烈震动，噪音很大，明显感觉到电机层在跳动，整个厂房都在晃动，4台机组一一启动，皆是如此。停机检查，发现，其中一台机组叶片受损，原因流道留有一条钢筋未清除，其余3台叶片完好，但可怕的是所有地脚螺栓均出现松动扭曲，严重的已被剪断，其中一台机组较为严重，仅仅剩下两支严重扭弯的螺栓，其余均被剪断。

3、问题分析

⑴、本工程设计大师认为：导致机组和泵房建筑物产生振动的原因较多，有些因素之间既有联系又相互作用，概括起来主要有以下4个方面的原因。

a.电气方面：电机是机组的主要设备，电机内部磁力不平衡和其它电气系统的失调，常引起振动和噪音。如异步电动机在运行中，由定转子齿谐波磁通相互作用而产生的定转子间径向交变磁拉力，或大型同步电机在运行中，定转子磁力中心不一致或各个方向上气隙差超过允许偏差值等，都可能引起电机周期性振动并发出噪音。b.机械方面：电机和水泵转动部件质量不平衡、粗制滥造，安装质量不良，机组轴线不对称，摆度超过允许值，零部件的机械强度和刚度较差，轴承和密封部件磨损破坏，以及水泵临界转速出现与机组固有频率一直引起的共振等，都会产生强烈的振动和噪音。c：水力方面：水泵进口流速和压力分布不均匀，泵进出口工作液体的压力脉动、液体绕流、偏流和脱流，非定额工况以及各种原因引起的水泵汽蚀等，都是常见的引起泵机组振动的原因。水泵启动和停机、阀门启闭、工况改变以及事故紧急停机等动态过渡过程造成的输水管道内压力急剧变化和水锤作用等，也常常导致泵房和机组产生振动。d：水工及其它方面：机组进水流道设计不合理或与机组不配套，水泵淹没深度不当，以及机组启动和停机顺序不合理等，都会使进水条件恶化，产生漩涡，诱发汽蚀或加重机组及泵房振动。采用破坏虹吸真空断流的机组在启动时，若驼峰段空气挟带困难，形成虹吸时间过长；拍门断流的机组拍门设计不合理，时开时闭，不断撞击拍门座；支撑水泵和电机的基础发生不均匀沉陷或基础的刚性较差等原因，也都会导致机组发生振动。

最后，他认为本工程施工图纸设计时，是按照水泵厂家提供的资料进行设计，流道修改部分经过水泵厂家的同意，一切责任由水泵厂家负责。

⑵、水泵厂家声称，该水泵型号及流道是由某一流大学的教授专家设计发明的，并获得专利，没有任何问题。

⑶、本人和几个退休的小水电专家一起，通过仔细查看施工图设计资料及现场查看，发现以下几个问题：a.井盖上面没有通气管，b.施工图设计泵选型设计扬程为3.6m，校核扬程为4.1m，而此时，内、外江水位几乎持平，而且，管理人员说有时大暴雨过后，内排渠水位比外江高，但此时自排闸自流不能满足要求，要启动水泵抽水，此时运行，泵的扬程小于0.8m。c：泵不位于砼井筒中心，d：进水流道有90°的纵倾角，从纵倾角处至机组中心线距离过小，小于4D（D为水泵进口直径），e：出口拍门关闭不严，有漏水现象。

于是，提出几点建议：ⅰ、井筒盖开机运行，结果发现厂房不再晃动，震动减小，但震动仍很剧烈，楼板振幅依然很大；ⅱ、把水泵叶片转角调小至-4°试验，结果，震动大大减小，厂房建筑物几乎不再受影响；

原因分析：①、一般井筒上面都会有通气管，本工程施工图设计时，把出水管高程降低，使井筒上方有较大空间，使井盖部位成为出水管道的最高点，应有补气装置，建议每台机组装设一条φ150的通气管，通往厂房外，结果，装设φ50后，运行时，把收手放在管口，能明显感觉到有大量空气进入，说明φ50有点偏小。②、原设计时选用水泵的扬程过大，与实际运行时的扬程相差很大，如果更换全套机组，各方损失都很大，于是建议把泵叶片调至-4°，使水泵扬程降低，后与水泵厂家技术部联系商讨，最终调至-6°（水泵厂家样本上未有-6°曲线）。③、由于泵不位于井筒中心，偏离过大，打开井盖运行时，发现井筒内有轻微的绕流现象；④、进水前池有涡旋回流现象，而且从井筒水位看，忽高忽低，还会有轻微爆破的声音，说明有气蚀发生；进水流道有90°的纵倾角，从纵倾角处至机组中心线距离过小，小于4D（D为水泵进口直径），应该是其原因之一，另外还应考虑由于流量的增大，进口的淹没深度应增大以及进水流道是否有杂物等原因；

结论：通过对井盖加设通气管及对叶片的角度调整，基本上能够满足机组的安全运行，但是，问题还有存在，运行效率低，浪费能源，相关人员还应该进一步进行处理，主要是对进、出水流道的改进。

4、建议

⑴、应该从思想上重视泵站设计，尤其是水泵选型的重要性，非专业人员更是需要慎重，而不是大胆就能设计。水泵选型应遵守以下原则：i、必须根据生产的需要满足流量和扬程（或压力）的要求；ⅱ、水泵应在高效率范围内运行；ⅲ、水泵在长期运行中，泵站效率较高，能量消耗少，运行费用较低；ⅳ、按所选的水泵型号和台数建站，工程投资较少；ⅴ、在设计标准的各种工况下，水泵机组能正常安全运行，即不允许发生气蚀、振动和超载现象。ⅵ、便于安装、维修和运行管理。

⑵、特征水位及特征扬程的选取及计算要准确；选泵应在平均扬程时，水泵在高效率区运行，在最高与最低扬程时，水泵应能安全、稳定运行；如扬程变化较大，不能满足上述条件时，应考虑泵站装设不同机型的水泵或采用其他能满足扬程变化的泵站型式。

⑶、设计中若遇到需修改厂家原定型设计时，应该书面与其厂家技术部负责人商讨，并应仔细考虑修改后的影响，不应仅仅口头上的交流，更应杜绝仅与销售人员沟通，而私自定论。若有条件，建议与有关专家商讨之后，再作合适的修改。

⑷、应高度重视规范中以下几点的要求：ⅰ、出口流速不宜大于1.5m/s，（出口装有拍门时，不宜大于2.0m/s）；ⅱ、进口断面处流速宜取0.8~1.0m/s；iii、出水管道线路较长时，应在管线最高处设置排（补）气阀，其数量和直径应经计算确

定；ⅳ、进水喇叭管中心线至进水室进口距离大于4D（喇叭口直径）；

⑸、出口拍门应优先选用重力式拍门，出口损失较小，节省能源，若空间布置不允许情况下，可选用轻质浮箱式拍门。

5、结语

本文中设计大师总结了4个方面的原因，概括相当详细，值得学习，是泵站发生振动时应该考虑的几个方面，很多参考书也有介绍；泵站设计时尤其低扬程轴流泵的选型应特别重视扬程的计算以及进出水流道的设计。

参考文献：

[1]丘传忻。取水输水建筑物丛书[M]。北京：中国水利水电出版社，2004.2。

振动范文篇5

【关键词】车削低频振动；高频振动；消除措施

在车削过程中产生的振动，不仅干扰了正常的切削过程，严重影响了加工件的表面质量，还会缩短机床及刀具使用寿命。由此产生的噪音甚至可能影响到操作者工作情绪，对正常工作的开展带来一定负面影响；而为了减少振动，往往不得不减少加工时的进刀量，从而降低了生产率。本人通过在工作中对这一现象不断观察、分析、实践、总结，取得了一些效果，现提出一些看法供大家探讨。

一、振动的分类

一般来讲，在机械加工中产生的振动都具有受迫振动和自激振动，与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。在消除机床回转组件(如电机、工件、旋转轴等)和传动系统(如皮带轮、滚动轴承、液压传动系统的压力脉冲等)的振动后，车削加工中的振动主要是不随车削速度变化的自激振动，主要是车削过程中工件系统的弯曲振动(其频率接近工件的固有频率的低频振动)和车刀的变形产生的弯曲振动(其振动频率接近车刀的固有频率的高频振动)。

二、振动原因

分析低频振动的振动频率较低，通常发出的噪音比较低沉，振动较为剧烈，在加工表面留下的振动痕迹深而宽。在低频振动时通常工件系统和刀架系统都在振动，它们时而趋远，时而趋近，产生大小相等方向相反的作用和反作用力。在振动过程中，当工件与刀具趋远时，切削力F趋远与工件位移方向相同，所做之功为正值，系统获得输入能量E(+)，当工件趋近刀具时，切削力F趋近与工件位移方向相反，所做之功为负值，系统消耗能量E(-)，在车削过程中，由于各种因素的影响都可能引起切削力周期性的变化，并使F趋远>F趋近，E(+)>E(-)，即在每一振动周期中，切削力对工件(或刀具)所做之正功总是大于它对工件(或刀具)所做之负功，从而使工件(或刀具)获得能量补充产生自激振动。

在车削过程中，影响切削力周期性地变化，并使F退出>F切人的情况有以下几个因素：

2.1切削与刀具相对运动产生的摩擦力。在加工韧性钢材时径向切削分力F开始随切削速度的增加而增大，自某一速度开始，随切削速度的增加而下降。据切削原理可知，径向切削分力Fv主要取决于切削与刀具相对运动产生的摩擦力，即切削与刀具前刀面的摩擦力。摩擦力具有随摩擦速度的增加而下降的特性，即负摩擦特性。在机械系统中，具有负摩擦特性的系统容易激发切削振动。

2.2再生切削时因工件在前一转时振动留下的痕迹引起切削厚度周期性的变化，从而影响切削力的周期变化。一般说，后转(后次)切削的振纹相对于前转(前次)切削的振纹总不同步，它们在相位上总有一个差值φ，在一个振动周期中，对振纹曲线Yn=Ycosωt，Yn(t)在相位上滞后于前次的Yn-1(t)即0<φ<π的情况，可以看出，在振出的半周期中的平均切削厚度大于振人的半周期中的平均切削厚度，于是振出时的切削力所做的功大于振人时切削力所做的负功，系统就会有能量输人，振动就有可能得以维持。于是Yn比Yn-1超前φ的情况，则正好和滞后时的情况相反。

2.3振动时，刀尖相对运动的轨迹是一个形状和位置都不十分稳定的，封闭的近似椭圆。这种情况在车削螺纹或用宽刃刀(刃宽小于螺距)车削方牙螺纹的外圆时易产生，这时后一转的切削与前一转切削表面完全没有重叠。因椭圆轨迹随相位差变化而变化，从而引起切削面周期性变化，最终引起切削力周期性的变化。

2.4刀具在切人和退出工件时所遇到的金属硬化程度不同，从而使切削力在变化。除此以外，振动过程中刀具实际几何角度周期性改变也会引起切削力的周期性变化。

三、消振措施

由上面的分析可知，系统是否发生切削颤振，既与切削过程有关，又与工艺系统的结构刚度有关，针对振动的特点，特提出相应的消振措施。

3.1在低频振动时，主要是由于Y方向的振动引起了切削力的变化，便得F趋远>F趋近，而产生了振动。因此，除了增加系统沿Y方向的刚度及阻尼外，设法减少切削分力Fy及任何阻止工件与刀具沿Y方向的相对位移的因素，通常都能减弱或消除振动。主要可采取下面几种措施：

(1)车削时，一般当v=30～70m／min速度范围内，容易产生振动，因此选择车削速度时应避开出现切削力随速度下降的中速区，在高速或低速范围进行切削，自振极不易产生。

(2)应尽量避免宽而薄的切屑的切削，否则极易产生振动。在许可的情况下(如机床有足够的刚度，足够的电机功率，工件表面粗糙度参考值要求较低时等)，适当增大进给量和减小切削深度也有助于抑制振动。

(3)适当增大刀具前角γ可减小Fy力，从而减弱振动。但在切削速度较高的范围内，前角对振动的影响将减弱，所以高速下采用负前角切削，不致产生强烈的振动。通常采用双前角消振刀，利用图1前面的宽度f来控制刀具和切削的接触长度，可显著减小切削力，从而抑制振动。低速时γ1>0，高速时γ0<0，γ1与γ2之间相差15°

(4)当切削深度和进给量不变时，随着主偏角Kγ增大，切削分力Fy减少。因此，适当增大刀具主偏角，可以消除或减小振动。(5)刀具后角太大或刀刃过分锋利，刀具切人工件时，容易产生振动。当后角减小到2°～3°时，振动有明显的减弱。在刀具后面磨出一段负倒棱，如图2所示，约0．1-0．3mm负倒棱，可以减小径向切削力和抑制振动。

(6)刀架系统如果有负刚度是时，容易“啃人”工件产生振动。因此，尽可能避免刀架系统的负刚度对车削产生的振动。

3.2工件系统和刀架系统的刚度不是产生低频振动的主要原因，可采取下面的措施来消除或减小振动：

(1)用三爪或四爪夹紧工件时尽可能使工件回转中心和主轴回转中心的同轴度误差最小，避免工件倾斜而断续切削或不均匀切削造成切削力的周期性变化所产生的振动。

(2)加工细长轴时用跟刀架、中心架可以增加切削过程稳定性。

(3)在车削时采用弹性顶尖而不采用死顶尖，避免顶力过大造成工件弯曲或顶力大小起不到支承作用使工件摆动，并注意尾座套筒悬伸不能过长。

(4)定期检查中拖板和大拖板、小刀架与中拖板之间燕尾导轨的接触情况，调整好斜镶条间隙，避免刀架移动时出现爬行。另外，可以用刮研联结表面，增强联结刚度等方法来提高结构系统的抗振性。

(5)合理安排主切削力的方向，比如在切断和工件反转切削时，由于切削力的方向与系统最大刚度方向趋于一致会提高系统的稳定性。

3.3高频振动振动频率很高，产生的噪音尖锐刺耳，在加工件表面留下的痕迹细而密，振动时只是刀具本身在振动，而工件及机床部件却很稳定。其产生的主要原因是由于后刀面磨损较大，刀具后面与工件之间摩擦的下降性能引起的，消除或减小高频振动的措施主要有：

(1)减小车刀悬伸长度。

(2)加强车刀及刀杆的抗弯刚度。

(3)及时更换后刀面磨损较大的刀具。

(4)装刀具时，应保证刀杆与工件旋转中心垂直，紧固时要施力均匀，避免刀杆受力不平衡而弯曲产生振动。

(5)使用减振装置。

四、结束语

通过这一系列针对车削过程中产生的不同振动，在分析产生振动的原因后采取响应的措施，可明显减小车削过程中的振动，提高了工件表面质量和劳动生产率，延长了刀具的使用寿命。

参考文献：

振动范文篇6

1机械加工振动影响分析

机械加工振动主要包括受迫振动、自动振动以及自激振动三种类型，且发生原因不同，对产品质量以及设备性能等造成的影响也各不相同。其中，受迫振动主要是因为受到系统内外因素干扰，维持一定振幅，对产品质量影响严重，并且控制处理难度大，只要内外干扰因素不完全去除，受迫振动强度将不会减小，产生的影响也依然存在。即便是干扰频率保持稳定不变，在干扰力幅度值不断增加情况下，受迫振动幅度值也会随之增加。自由振动发生则是因为切削力变化明显，产品受到的外部冲击力过大，导致机械加工生产平衡状态被打破，系统仅利用弹性恢复力进行维持。但是因为其可以采取措施处理，使其迅速衰减，对产品与设备产生的影响比较小。自激振动与受迫运动特点相反，其整个过程不存在衰减情况，其振动频率与系统固定系统规律相同，为缓解其影响需要掌握各时间段内所获得以及消耗能量比值，此为自激振动产生的关键因素。无论是哪种类型的振动，在发生后如果不及时采取措施处理，均会对机床设备以及产品质量造成影响。受振动影响，加工时工件与刀具移动，造成产品表面粗糙度增加，甚至会产生划痕，同时还会加速刀具的磨损，缩短机床、夹具服务寿命，并且还会伴随产生噪声，必须要基于不同振动类型发生原因，有针对性的采取措施进行预防，消除振动带来的不利影响。

2机械加工振动问题发生原因

2.1受迫振动。受迫振动产生的原因主要是受到加工系统内外因素的干扰，外界存在持续刺激，并且加工时系统内外交替变化而对产品以及设备产生影响。其中，外部因素可能是受附近机床运行影响，设备安装时间距控制不当，机床或机器之间运行存在较大影响，加工时引起振动，并且可以通过地基进行传播，在预防处理上存在较大难度，因为其在实际生产中是无法完全避免的。而内部因素的存在主要为机床自身电动机振动、高速回旋零件不平衡、机床传动机构自身缺陷等产生的振动。另外如果产品在加工切削环节操作失误均匀性不达标，或者是无法连续作业，也会造成机械振动。机械加工过程中受迫振动干扰存在一定干扰性，并且与一般机械振动中的受迫振动相比差异非常小，可以基于以往经验来制定预防控制方案，最大程度上来降低其对产品加工质量的影响。2.2自由振动。自由振动主要是受到外部环境因素的干扰，切削力变化明显产生冲击，机械加工系统平衡被打破。本质上就是将激励或者约束去除后机械系统产生的振动，与其他类型的振动问题相比，在预防和控制上难度较小，可以取得良好的效果。2.3自激振动。自激振动的产生不会受外力周期性干扰，主要是因为系统内部刺激造成的周期性振动。在机械加工过程中，很多情况下加工刀具会与工件处于相对状态，便会在产品表面上产生明显的振纹，影响产品质量。就机械加工自激振动问题的研究现状来看，并没有统一确定其产生原因，相应的在加工阶段中对控制措施的选择具有更大的灵活性，但是想要获得明显的效果，还需要在现有基础上持续研究。

3机械加工振动控制措施

3.1受迫振动控制对于机械加工过程中产生的受迫振动问题，因为其稳定状态为简谐振动，在消除交变激振力后，系统内所受大的受迫振动将会停止。并且，受迫振动保持与外界激振力频率一致，不受系统固有频。率影响。另外，受迫振动幅值与激振力幅值以及系统动态特性有关，需要进行综合分析。想要消除受迫振动，避免其对加工系统的影响，首先需要确定振源，然后根据实际情况采取相应措施处理。据此可以从以下几个方面来采取措施控制。（1）减小激振力。对于转速超过600r/min的机床零件，如卡盘、砂轮、刀盘以及电动机转子等，需要进行平衡达到降低甚至消除激振力的目的。同时还可以提高链传动、带传动、齿轮传动等传动装置的稳定性，常见的如利用完善带接头胶合平带，或者是利用斜齿轮代替直齿轮等，降低系统换向速度。（2）调整振源频率。在确定系统加工转速时，尽量将引起受迫振动的振源频率远离系统固有频率，以免在加工过程中产生共振加大影响。同时，还应设置减振设备，将消振、减振附件添加到加工系统内，有效吸收或者消除振动能量，降低振动产生的影响，同时还可以在一定程度上抑制自激振动，具有良好的实用效果。（3）隔振措施。对加工系统应用隔振措施，即利用弹性隔振装置对需要防振处理的机床或部件与振源进行有效隔离，通过吸收的大部分振动能量后，减少对系统的影响。常见的如对电动机与机床设置橡胶垫隔离振源，并在机床下安装隔振器，或者是在机床四周开挖隔振沟，并在沟内填充纤维、锯木屑、软木等。另外，还应对加工系统进行优化，提高其刚度与阻尼，增强系统抗振能力。例如提高联接部件接触刚度，应用阻尼较大材料制造相关材料等。3.2自激振动控制。自激振动主要是因为产品切削加工过程中产生颤振造成，其虽然具有不衰减特点，但是当切削工艺停止后，颤振将会随之消失。对其运行特点来看，颤振频率接近于系统固有频率，颤振能否产生以及维持主要受每个振动周期内输入和消耗能量比。基于此在对自激振动进行控制时，可以从以下几个方面来进行。（1）科学确定切削用量。为提高产品加工效率，一般会选择较高的切削速度，在速度为20～70m/min时，系统产生自振的概率大，除去此范围则振动会相对较低，可以根据实际情况来确定切削速度。另外，就以往经验来看，进给量和背吃刀量均与振幅有着密切联系，并且在应用较大进给量与较小背吃刀量时系统颤振最小。（2）提高系统抗振性。加工系统自身具有较高的抗振性能，将会降低自激振动对产品加工结果的影响。因此，可以采取措施来提高系统接触刚度，例如刮研接触面，减少主轴系统轴承间隙，并对滚动轴施加一定预紧力来提高顶尖孔研磨质量。另外，在对细长轴进行加工时，如果工件刚性比较差，很容易因为弯曲变形产生振动，因此需要设置弹性顶尖与辅助支承提高工件抗振性，并且还要利用切削液来减小工件的热膨胀变形。

4结语

机械加工过程中受工艺系统内外因素影响而产生振动，并且振动类型不同产生的原因以及影响差异较大，对其控制措施进行分析，需要确定各类型振动产生原因，从多个方面着手，提高系统抗振性，减少振动问题的发生。

作者:李文博 郑祥东 单位:大庆油田路桥工程有限责任公司

参考文献：

[1]吕游,程忠平.机械加工中的振动问题及其控制[J].科技展望,2016,(04):65.

[2]李文凭.浅谈机械加工中的振动问题及其控制措施[J].科技展望,2015,(14):74.

振动范文篇7

关键词：航空悬挂装置；振动夹具；动态模型

1前言

在航空悬挂发射装置振动试验环境中，夹具的一阶固有频率应高于最高试验频率，还应避免发生夹具和航空悬挂装置的共振耦合。因此，设计夹具一定要计算振动夹具的固有频率。建立振动夹具的力学模型并合理简化为杆、梁、板、壳等构件的组合，应用有限元分析软件对夹具进行动力学分析，这是精确、实用的技术分析方法之一。

2频率响应分析

通过频率响应分析获得夹具在各个频率下的稳态响应。在频率响应分析中，在频域中明确定义激励载荷，在每个指定的频率上所有外力都是己知的。直接法和模态法是频率响应分析方法主要的两种分析方法。直接频率响应分析是按照给定的频率直接求解耦合的运动方程；模态频率响应分析是利用结构的模态振型对耦合的运动方程进行缩减和解耦，同时由单个模态响应的叠加得到某一给定频率下的解。

2.1频率域内的动力学运动方程

（1）在用有限元软件进行求解时，刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵都是经过矩阵组装和叠加而成。由单元矩阵组装成为整体矩阵，直接输入与整体矩阵自由度相同的质量、阻尼或刚度矩阵，并与之相应整体矩阵求和得到最终总体矩阵。阻尼矩阵[C]是由阻尼单元组装以及直接输入的整体阻尼矩阵等组成的，刚度矩阵[K]由单元结构阻尼系数、单元刚度矩阵以及总体结构阻尼系数、总体刚度矩阵组合而成，表达如下：[]()[]11EEK=+iGK+iGk（2）式中，1K为总体刚度矩阵；G为总体结构阻尼系数；[]Ek为单元刚度矩阵；GE为单元结构阻尼系数。对于给定的频率，由方程（1）进行复数运算，利用类似于静态问题的方法即可进行求解。

2.2模态频率响应分析

模态频率响应分析时，将物理坐标进行坐标变换为模态坐标，将其作为一个解耦的单由度系统求解。解耦后的动力学运动方程为：求得各模态坐标后，通过坐标变换以及叠加，便可得到所求频率下的响应。用模态频率响应分析求解动力学方程响应速度的方法，比直接法快，但是，仅对无阻尼系统或者可用模态阻尼表述的系统才可以使用，其他的仍然需要用效率较低的直接法求解。

3动态分析方法

动态分析的方法有两种，振型叠加法和直接法。

3.1振型叠加法

振型叠加法用于线性动态分析，采用线性摄动的方法得到夹具的振型和固有频率，包括以下几种类型：（1）瞬时模态动态分析，系统要满足线性，响应只受到相对较少频率的支配，载荷的主要频率应在所提取的频率范围之内，特征模态应能够精确描述任何突然加载所产生的初始加速度，系统的阻尼不能过大。（2）基于模态的稳态动态分析，求解引起夹具结构响应的振幅和相位，得到的结果是在频域上的。（3）反应谱分析，结构的固定点处于动态运动时，计算其峰值响应，得到的结果是在频域上的。（4）随机响应分析，结构承受随机连续激振时，计算系统动态响应，激励的表示方法是统计意义上的能量谱函数。

3.2直接解法

对于非线性动态问题，必须进行直接积分，直接解法的分析类型主要包括：（1）隐式动态分析，通过隐式直接积分，求解强非线性问题的瞬态动态响应。（2）基于子空间的显示动态分析，通过显示直接积分，求解弱非线性问题的瞬态动态响应。用向量空间的形式来描述动力学平衡方程。（3）显示动态分析，通过显示直接积分，计算非线性动态问题。（4）基于直接法的稳态动态分析，直接分析夹具的稳态简谐响应。（5）基于子空间的稳态动态分析，直接分析夹具的稳态简谐响应，其动力学平衡方程以向量空间的形式来描述。

4动态模型的建立与计算

使用ABAQUS进行建模计算，进行频率提取和模态分析。

4.1频率提取

频率提取的目的是得到航空悬挂装置振动试验夹具的振型和固有频率，在使用各种振型叠加法进行线性动态分析的过程中，频率提取都是必不可少的第一步。具体过程如下：（1）建立几何模型。根据航空悬挂发射装置振动夹具现有尺寸，使用Solidworks建立几何模型，并在ABAQUS中直接导入，如图1所示。（2）定义材料特性。设置航空悬挂发射装置夹具材料刚度E=210000MPa，泊松比0.3，密度为7.82e-9。（3）定义分析步。确定输出特征值为5，最终得到振动夹具的前5阶固有频率，并对安装悬挂装置与悬挂物一体的振动试验夹具进行频率提取。（4）计算结果。计算得到夹具前5阶的特征值和固有频率见表1，1～5阶振型的位移分布均在夹具使用要求范围内。

4.2瞬时模态分析

瞬时模态分析即计算航空悬挂发射装置夹具在时域上的动态响应。在频率提取后进行以下步骤（1）定义瞬态模态动态分析步，设置阻尼系数、输出，包括应力和位移，如图1所示，以及夹具边缘一点位移随时间的变化。（2）定义载荷幅值，以及随时间变化。（3）计算结果分析，第一步后的Mises应力分布如图1所示。图1第一步结束后的应力分布。

5结语

振动范文篇8

关键词：主动振动控制TMS320F2407实时性

主动振动控制具有隔振率高、适应性强、可抗强冲击振动等优点，可使关键设备在恶劣冲击振动环境下可靠工作。但是，主动振动控制系统对相位要求较为严格，要求系统具有极强的实时性，否则由于相位滞后，控制效果将会受到严重影响。因而在数字式主动振动控制系统中，通常在单片机难以达到实时性要求，本文采用高速DSP器件解决控制的实时性问题。

TMS320LF2407是TI公司专为实时控制而设计的高性能16位定点DSP器件，指令周期为33ns，其内部集成了前端采样A/D转换器和后端PWM输出硬件，在满足系统实时性要求的同时可简化硬件电路设计。本文在总线模拟主动控制系统设计作经验的基础上，设计了以TMS320F2407为核心的数字式主动振动控制系统。

1主动振动控制系统及其数学模型

1.1控制系统工作原理

主动振动控制系统模型如图1所示。隔振对象通过弱性体与基础相连接，基础振动（振幅为u）通过弱性体（刚度为k）传递到隔振对象上，引起隔振对象振动。传感器置于二者之间检测相对位移并输入到控制器，控制器输出的控制量经过功率驱后输出到电磁作动器控制隔振对象的振动，同时控制器根据隔振对象的加速度反馈实时调节控制参数。

1.2系统数字模型描述

根据主动振动控制系统工作原理建立的系统振动模型如式（1）所示。为使隔振对象加速度x最小，控制力f的计算式如式（2）所示。其中，u-x为基础和隔振对象相对位移，可通过光电位移传感器（PSD）测得。

mx+cx+kx=cu+ku+f（1）

f=c(x-u)+k(x-u)(2)

式中，m为隔振对象质量，x为隔振对象加速度，u为基础加速度，k为隔振弹性体刚度，c为隔振系统阻尼。

系统作用力f由置于气隙磁场中的载流线圈提供。当在线圈上施加电压v时，其上的咯伦兹力f和施加电压V如式（3）和式（4）所示。

f=bli（3）

v=ri-bl(u-x)+l''''l（4）

式中，b为气隙磁感应强度，l为线圈有效长度，I为线圈电流，r为线圈电阻，l''''为线圈电感。

2控制策略及控制器

2.1控制策略

根据系统各部分数学模型可计算出控制电压输出，如式（5）所示。

v=(l''''c/bl)s-[(l''''k+rc)bl+bl]s-(rk/bl)s（5）

式中，s为相对位移u-x，s和s分别为相对位移的一次微分和二次微分。在实际应用中，上述控制参数并不能准确得出，而且有些参数如弹性体刚度、磁场强度等并不是恒定值。在控制过程中，先以估算值作为初始值，再以一定控制算法（自整定PID），根据加速度反馈，对控制参数进行实时校正。

2.2控制系统的硬件结构

控制器硬件结构如图2所示。位移传感器（PSD）输出信号经由信号处理电路、加速度传感器输出信号经由电荷放大器后，再分别通过TMS320F2407中的A/D转换器输入到DSP核心中。DSP核心根据加速度反馈修正控制参数，由位移输入计算出控制量，进行PWM调制后送到PWM功率驱动部分，由功率驱动部分驱动电磁作动器进行振动控制。

2.2.1DSP及存储器

F2407中集成了32K字的FLASHEEPROM和1.5k字的RAM，由于控制算法的需要，本系统需扩充外部RAM。TMS320F2407片内的FLASH可用作程序存储器，但在开发阶段使用FLASH作为程序存储极为不便，因为每一次程序的修改都需要对FLASH进行清除、擦除和编程操作，而且进行CCS调试时只能设置硬件断点，故从调试的角度考虑，应扩充程序RAM。为了不增加系统复杂度，从扩充的数据RAM中分出一块作为调试时的程序RAM。如图3所示，CY7C1021为64K×16的SRAM，存取时间最小为10ns，故不需要插入等待周期，可保证系统全速运行。

在调试时，用跳线短接PS和与门输入脚，在存储映像文件中将CY7C1021前32K字设为数据RAM，后32K字设为程序RAM，可将程序实时下载到程序RAM中进行调试，避免了对FLASH的繁琐操作。当开发完成时将VCC和与门短接，同时修改映像文件，将64KRAM全部用作数据存储器，而将程序写入内部FLASH中，系统即可脱离开发环境独立运行。

2.2.2传感器处理电路及A/D变换

加速度传感器和位移传感器输出需进行预处理后再进行A/D变换。前者输出电荷信号，应用电荷放大器将其转化为电压信号，后者输出微弱的电流信号（数个微安），进行前置放大及相关模拟处理后得到表示位移的模拟电压信号，经过处理的此二路信号分别送入DSP片内A/D转换器的1、2通道进行模/数变换。

图4

2.2.3PWM调制及驱动

核心程序计算出控制量后进行PWM调制、功率驱动后输出到作动器中。PWM调制在片内完成，而功率驱动则需依靠外加的驱动电路来完成。商品化的PWM驱动器体积大、价格昂贵，在此采用了瞬息万变制的小功率PWM驱动器，其电路图如图4所示。IR2110完成初次驱动，将来自DSP的TTL电平转化为12W电平输出，推动由四个功率管IRF3710构成的H桥进行开关动作，H桥再驱动作动器施加控制力。

2.3控制器软件

2.3.1控制算法

控制算法是整个系统的核心，要求较高的实时性和一定的自适应能力。算法由两部分组成，如图5所示，上半部分根据隔振对象相对位移输入完成的控制量的计算，下半部分根据隔振对象加速度反馈完成控制参数的实时优化。算法先根据式（5）估算出各个系数的值，运用PID算法根据隔振对象加速度反馈输入依次对各系数进行校正，得到最优控制参数。之后脱离PID算法，完全依靠式（5）计算输出。当中环境发生变化，控制效果变差时，再重新调用PID校正参数。这样既满足了实时性的要求，又提高了适应能力。

2.3.2中断控制

根据系统控制要求，A/D需定时采样隔振对象加速度和相对位移信号，为提高效率，A/D转换结果以中断方式读取。因此中断控制包括定时器中断控制和A/D转换结束中断控制。

TMS320F2407有二级中断服务程序，分别为通用中断服务程序GISR和特定中断服务程序SISR。所有可屏蔽中断分为六级（INT1-INT6），如图6所示。中断产生时，系统通过通用中断向量表自动跳到该中断所属级PIVR的值，根据外设中断向量表，使程序跳转到中断对应的SISR中。所以进行中断处理需要二级中断向量表（通用中断向量表和外设中断向量有）和二级中断服务程序（GISR和SISR）。其中，通用中断向量表必须映射到零地址开始的片内FLASH程序存储空间中。

2.3.3PWM及A/D转换接口程序

PWM接口程序实现PWM初始化，控制输出的PWM调制、载波频率、死区宽度等参数的功能。A/D转换接口程序包括A/D转换初始化、转换的通道选择、定时启动和数据读取等部分。

3实验测试

振动范文篇9

关键词：船舶机电设备；振动采集系统；故障诊断

船舶在运行过程中需要专业和先进的技术对船舶的运行进行监督和检测。目前，我国较为常用的是机电设备振动采集系统，对运行中的船舶进行数据收集，再对相应的信息进行整合，通过这种方法可以更好地对故障发生位置和具体问题进行准确判断，这种可视化的分析有利于船舶行业的发展。

1研究背景

船舶在运行过程中需要多种机电设备为其提供更多的动力，在这过程中，各种机电设备运行时会产生大量的噪声，一旦机电设备出现问题可能会被产生的噪声所掩盖，不容易发现问题的所在之处，需要不断地通过技术进步来解决。通过使用振动采集系统的方法，可以自动的对发生问题的机电设备进行定位，并通过计算获得更加准确的数据，针对发生的故障问题采取合适的解决措施，避免问题发展到难以解决的地步[1]。这类采集系统在运行过程中的原理主要是采集机电设备在发生故障时发出的各种波和振动。出现问题的机器，无论是在振动程度或者是波长上都与正常工作的机器存在差异，振动采集系统对获得的不同振动进行分析。采集系统对于船舶的正常运行十分重要，一旦采集系统出现问题，会导致严重的航行问题，影响航行的质量。掌握更加先进科学的采集系统，故障诊断技术可以在有效时间内排除采集系统的故障，使采集系统正常工作，船舶可以正常的运行，确保工作人员以及船舶的安全。

2计算机电设备振动采集系统故障参数

机电设备振动采集系统在设计过程中，可以通过对具体参数进行分析对设备可能存在的故障进行甄别。对于获得的一些存在差异的数据来说，需要更加准确的知晓其来源，并清楚地了解可能产生这些差异数据的原因，在某种程度上差异数据的出现是某些故障达到某种阈值的体现。通过对振动采集系统对数据的采集和分析进行研究，来确定船舶在运行时可能出现的故障问题，为故障处理提供更多可靠的数据。分析时可以通过专业的软件对数据进行整理，数据的判断也有利于在判断过程中建立与振动采集相关的数据库。一旦出现问题，通过数据库数据匹配以及比对的方式更容易分析问题所在。对于获得的数据，根据实际情况进行排除或筛选，并不是所有数据信息均需要作为在分析处理过程中的参考数据。采集系统在运行时具有固定的故障参数值，根据参数值可以计算出需要使用到的全部信息，再根据参数推断合适的数据公式。公式中有多项数值会对参数信息产生影响，最终也会对故障诊断结果造成影响，因此需要按照参数进行排除，并不是所有的信息均可以利用在公式推算中。排除了可能干扰诊断结果的其他混杂因素之后，可以更加充分准确地获得故障诊断结果。这种方式更加有利保证计算过程更加稳定，不会由于一些故障问题的出现，反而增加了故障的解决难度。

3机电设备振动采集系统的故障定位

对于智能采集系统来说最为重要的工作内容是对出现故障的位置进行定位。前期已经通过诊断系统的一系列操作对具有混杂影响的参数进行排除，这样更有利于寻找到故障出现的位置。但目前对于我国采用的各类振动采集系统来说，出现故障的种类较多也较为复杂。例如常见的故障类型包括损坏类故障、失调类故障等，这都需要在船舶运行时，利用振动采集系统发现故障问题产生的主要原因。多类参考数值结合的方式，更加准确地分析出现故障的类型以及具体问题的概况，做到对采集系统的具体诊断，为分析提供精准的数据支持[2]。对于出现的故障位置进行定位，可以采用多种方法，目前使用的最为广泛的是红外测温技术。这类技术的主要优势在于简单、快捷、投入成本少等。采集系统在运行过程中会产生大量的热量，一般情况下会将温度控制在合适的范围内，一旦出现系统温度变化较大的情况，均可以在一定程度上表示着系统的运行状态存在问题。对温度检测完成之后，可以利用射线对多项参数的改变进行监控，监控完成后获得的数据可以在系统内将其扫描成图谱，这样有利于机电设备对产生故障的位置进行准确定位。除了对温度进行检测之外，还可通过对其他重要参数进行检查的方式，辅助对出现问题的位置进行定位。通过对重要参数进行连接和调试也可以确保采集系统正常的运行。温度测量完毕后再使用射线，射线的工作原理是可以对采集的内容进行介质密度分析，2项工作混合完成之后便可以全面地获得故障发生的主要原因。在监测过程中需要对系统进行扫描，扫描的位置要更加的完整和准确，这样也有利于快速的发现故障的问题所在。因此，在船舶运行过程中，应将故障位置定位作为检测故障的重要内容。

4故障诊断可视化分析

在对故障进行检测时，为了保证故障检测人员具有更加方便的检测条件，可以利用可视化分析的方式，让故障分析过程变得更加容易和便捷。首先是通过智能采集系统对出现的故障进行定位，判断故障主要发生的位置，在这种情况下，诊断系统会反馈给工作人员一系列故障数据参数，故障参数较为抽象，在对其进行故障分析时，可以通过参数导入方程的方式以一种更加便捷的操作行为将其转化成逻辑关系图。获得逻辑关系图之后并不意味着操作的完成，在后期还可通过图像处理的方式，获得容易观察、容易读懂的图像，有效地保障了故障分析的质量和效率。系统在运行过程中首先是要在采集系统的基础上添加对逻辑关系图的分析，获得最初的对故障类型的判断结果，将结果进行明确的标记。后期再针对不同的故障类型，选择合适的解决方法排除故障。对故障进行分析时，需要利用多种分析方式去中，最为常用的是仿真系统，仿真系统分析之后，可以形成与故障相关的数据代码，通过代码比对故障问题的所在，这种方式更加有利于准确的对故障进行判断。振动系统在工作过程中获得了相应的故障参数，计算完成之后，可以对故障发生的位置进行较为精准的定位，在利用数据分析以及公式转换的方式，将其以可视化的形式展现出来。这种方法是分析采集系统出现问题的最常用的方法。

5仿真试验

在对船舶进行运行过程中的障碍分析时，需要获得更加准确的技术信息，才能保证障碍处理时更加全面和精准，促进故障分析的顺利完成。目前有较多的检测方式可以提高故障技术的可靠性，其中最为广泛应用的是仿真实验和分析方法。主要作用在于通过对获得的信息进行评估，有效地掌握处理方式。传统的诊断方式与仿真分析相比，主要区别在于传统的诊断方法不能获得更加可靠的信息数据，在判断故障位置以及故障程度上具有一定的偏差，仿真分析可以更好地避免这类问题的发生，以更加真实、准确的形式展现故障内容[3]。与传统故障分析方法相比在准确度上可以提升将近1/3的准确度，具有良好的诊断效果。对于出现故障的类别进行判断时，可以通过对出现故障的不同方面数量进行判断来决定。船舶在运行过程中需要注重对于船舶的故障检测，目前我国最为常用的检测方法是利用机电设备振动采集系统，对发现故障的位置进行定位，并及时通过信息获取的方式将其转化为可视性的故障信号。这种发现故障的方式与传统方式下需要工作人员及时发现的方法相比具有更好的准确性以及及时性。不同的故障类别在判断时，也要按照较为标准的故障图谱进行比对，标注具有明显故障问题的位置，寻找合适的方法给予解决和验证。

6结语

随着科学技术的不断发展与进步，我国在进行船舶运行方面故障检测时，更加倾向于使用机电设备采集系统。设备在运行过程中可以有效的对发生故障的位置进行诊断，帮助工作人员较为稳定的运行船舶。方法是否可靠也需要更多的方式进行验证，其中最为常见的是仿真实验方法，为船舶正常运行带来了更多的方便。

参考文献：

[1]王强.探讨船舶机电设备振动采集系统的故障诊断技术[J].舰船科学技术,2019,41(12):139-140.

[2]梁丹.船舶机电设备振动采集系统的故障诊断技术的发展[J].中国舰船技术,2019,(8):86-87.

振动范文篇10

论文摘要:文章对数控机床的爬行与振动故障原因作了简单分析，指出一些诊断排故的方法和策略

数控机床是集机、电、液、气、光等为一体的自动化机床，经各部分的执行功能，最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，实现切削加工任务。工作时，各项功能相互结合，发生故障时也混在一起，故障现象和原因并非简单一一对应。一种故障现象可能有几种不同的原因，大部分故障以综合形式出现，数控机床的爬行与振动就是一个明显的例子。

数控机床进给伺服系统所驱动的移动部件在低速运行时，出现移动部件开始不能启动，启动后又突然作加速运动，而后又停顿，继而又作加速运动，如此周而复始，这种移动部件忽停忽跳，忽快忽慢的运动现象，称为爬行；而当其高速运行时，移动部件又出现明显的振动。这一故障现象就是典型的进给系统的爬行与振动故障。

造成这类故障的原因有多种可能，可能是因为机械部分出现了故障所导致，也可能是进给系统电气部分出现了问题，还可能是机械部分与电气部分的综合故障所造成，甚至可能因编程有误也会产生爬行故障。

一、分析机械部分原因与对策

因为数控机床低速运行时的爬行现象往往取决于机械传动部分的特性，高速时的振动又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关，由此数控机床的爬行与振动故障可能会在机械部分。

如果在机械部分，首先应该检查导轨副。因为移动部件所受的摩擦阻力主要是来自导轨副，如果导轨副的动、静摩擦系数大，且其差值也大，将容易造成爬行。尽管数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨、静压导轨或塑料导轨，如果导轨间隙调整不好，仍会造成爬行或振动。对于静压导轨副应着重检查静压是否到位，对于塑料导轨可检查有否杂质或异物阻碍导轨副运动，对于滚动导轨则应检查预紧措施是否良好。关注导轨副的润滑也有助于分析爬行问题，导轨副润滑状态不好，导轨的润滑油不足够，致使溜板爬行。这时，添加润滑油，且采用具有防爬作用的导轨润滑油是一种非常有效的措施。这种导轨润滑油中有极性添加剂，能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜，从而改善导轨的摩擦特性防止爬行。

其次，要检查进给传动链。因为在进给系统中，伺服驱动装置到移动部件之间必定要经过由齿轮、丝杠螺母副或其他传动副所组成的传动链。定位精度下降、反向间隙增大也会使工作台在进给运动中出现爬行。通过调整轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧力，调整松动环节，调整补偿环节，都可有效地提高这一传动链的扭转和拉压刚度（即提高其传动刚度），对于提高运动精度，消除爬行非常有益；另外传动链太长，传动轴直径偏小，支承座的刚度不够也是引起爬行的因素。因此，在检查时也要考虑这些方面是否有缺陷，逐个排查。

二、分析进给伺服系统原因与对策

如果故障原因在进给伺服系统，则需分别检查伺服系统中各有关环节。数控机床的爬行与振动问题属于速度问题，与进给速度密切相关，所以也就离不开分析进给伺服系统的速度环，检查速度调节器故障一是给定信号，二是反馈信号，三是速度调节器自身故障。根据故障特点（如振动周期与进给速度是否成比例变化）检查电动机或测速发电机表面是否光整；还可检查系统插补精度是否太差，检查速度环增益是否太高；与位置控制有关的系统参数设定有无错误；伺服单元的短路棒或电位器设定是否正确；增益电位器调整有无偏差以及速度控制单元的线路是否良好，应对这些环节逐项检查、分类排除。

三、其它因素

有时故障既不是机械部分的原因，又不是进给伺服系统的原因，有可能是其它原因如编程误差。如FANUC6M系统数控机床在一次切削加工时出现过载爬行。经过仔细核查，发现电动机故障引起过载，更换电动机过载消除，可爬行还是存在。先从机床着手寻找故障原因，结果核实传动链没问题，又查进给伺服系统确认无故障，随后对加工程序进行检查，发现工件曲线的加工，采用细微分段圆弧逼近来实现，而在编程中用了G61指令，也即每加工一段就要进行一次到位停止检查，从而使机床出现爬行现象，将G61改为G64指令连续切削，爬行消除。

如果故障既有机械部分的原因，又有进给伺服系统的原因，很难分辨出引起这一故障的主要矛盾，这是制约我们迅速查出故障原因的重要因素。面对这种情况，要进行多方面的检测，运用机械、电气、液压等方面的综合知识，采取综合分析判断，排除故障。

数控机床是技术密集和知识密集的设备，故障现象是多样的，其表现形式也没有简单的规律可遵循，这就要求维修的技术人员要有电子技术、计算机技术、电气自动化技术、检测技术、机械理论与实践技术、液压与气动等较全面的综合技术知识，还要求具有综合分析和解决问题的能力。

参考文献：