机械共振时的9大特征及其解决措施
机械加工中机械振动的原因解析与应对
机械加工中机械振动的原因解析与应对机械加工中的振动是指机械加工过程中,工件或工具发生的机械运动形成的振动现象。
机械振动的原因主要包括以下几个方面:1. 不平衡:机械旋转部件如转子、电机、风扇等因不平衡而引起的振动。
这种振动主要是由于旋转部件质量分布不均匀引起的,解决这类问题通常需要进行动平衡。
2. 间隙:机械加工中,由于零件配合尺寸、装配、磨合、磨削等原因引起的间隙,会导致零件在工作时发生相对位移,从而产生振动。
3. 弹性变形:机械零件在受力作用下会发生弹性变形,当受力作用消失时会恢复原状,这种变形会引起机械振动。
4. 不稳定运动:机械加工中,当工件转速超过某一临界值时,会出现不稳定的转子振动现象,即临界速度振动。
5. 过程中的剧烈变形:例如切削过程中的刀具振动、工件材料在切削过程中的振动等。
针对机械振动问题,可以采取以下几种应对方法:1. 优化设计和加工工艺:通过合理设计机械结构,考虑到零件的刚度和强度,尽量减小不平衡、间隙等因素引起的振动。
对于关键零部件尺寸和配合的要求要严格控制,以减小间隙引起的振动。
2. 动平衡和静平衡:对于旋转部件的不平衡问题,可以采取动平衡或静平衡的方法来解决。
动平衡是指在机器运行时,通过在旋转体上加配质量,使得旋转体在高速运动时达到平衡状态;静平衡是指通过加配质量使得旋转体在不转动时达到平衡状态。
3. 提高零部件制造精度:加强零部件的制造工艺控制,例如提高零件的加工精度、配合尺寸的精度等,可减小振动。
4. 采用减振措施:对于已经发生振动的机械设备,可以采取减振措施来降低振动的幅度和频率。
在机械设备周围安装减振器、减振垫等。
5. 检修和维护:定期对机械设备进行检修和维护,及时处理机械设备的故障和不良状态,防止机械振动的产生和发展。
机械振动是机械加工中常见的问题,对机械设备的正常运行和加工品质会产生不良影响,因此需要通过优化设计和加工工艺、动平衡和静平衡、提高零部件制造精度、采用减振措施、检修和维护等多种方法来解决和应对机械振动问题。
机械振动研究机械振动的原因特性和控制方法
机械振动研究机械振动的原因特性和控制方法机械振动研究:机械振动的原因、特性和控制方法机械振动是指机械装置在工作过程中产生的波动现象,它会影响机械设备的正常运行和寿命。
本文将探讨机械振动的原因、特性以及一些常用的控制方法。
一、机械振动的原因1. 不平衡:机械设备中存在的不平衡质量会导致振动。
比如旋转部件的质量分布不均匀,转子中心轴偏离几何中心等。
2. 轴承问题:轴承的损坏、磨损或不良安装都可能引起机械振动。
轴承的故障会导致旋转部件的不规则运动,进而引起振动。
3. 动力装置问题:能源输入装置(如电机)的问题可能导致机械振动。
比如电机在转子动平衡或接线不良的情况下会引发振动。
4. 摩擦与间隙:摩擦力和间隙会导致机械部件的不稳定运动,产生振动。
此外,润滑不良也可能触发机械振动。
5. 外界激励:机械设备所处的工作环境也可能成为外界激励的源头。
例如,设备周围的振动源、流体力学问题或地震等都可引发机械振动。
二、机械振动的特性1. 振动的频率:振动的频率是指单位时间内振动的次数。
机械振动的频率通常以赫兹(Hz)为单位进行测量。
2. 振动的幅值:振动的幅值是指振动过程中的最大偏移距离或最大速度。
它可以用来描述振动的强度。
3. 振动的相位:振动的相位是指振动过程中的位置关系。
它可以描述不同振动源的相对运动状态。
4. 振动的频谱:机械振动的频谱是指将振动信号在频域上的表示方法。
通过分析振动频谱可以得到振动源的特性和故障信息。
三、机械振动的控制方法1. 动平衡技术:对于不平衡产生的振动问题,可以通过动平衡技术来解决。
动平衡是利用平衡机或振动仪等设备,在设备运行时进行动态平衡调整,使设备达到平衡状态。
2. 轴承维护与保养:定期对轴承进行维护和保养,包括润滑、紧固、检修等,可以减少机械振动的发生。
3. 振动隔离技术:通过使用减振器、隔振垫等装置来减小振动的传导和辐射,降低机械设备对周围环境的振动影响。
4. 减少摩擦与间隙:优化机械组件的设计和加工工艺,减小摩擦力和间隙,从根本上减少振动产生。
机械加工过程中机械振动的原因及对策分析
机械加工过程中机械振动的原因及对策分析一、引言机械振动是机械加工过程中常见的问题,它会导致零件加工精度下降,影响工作效率,甚至导致设备损坏。
为了有效降低机械振动对机械加工过程的影响,需要深入了解机械振动的原因,并采取相应的对策。
本文就机械加工过程中机械振动的原因及对策进行分析。
二、机械振动的原因1.不平衡机械设备在工作过程中,如果重心不平衡或者零部件分布不均匀,就容易出现振动。
不平衡主要原因包括:(1)零件加工误差:在加工过程中,如果零件尺寸精度不高,就会导致装配过程中不平衡;(2)零部件分布不均匀:如果机械设备中的零部件分布不均匀,就会产生不平衡现象。
2.弹性变形机械设备在工作过程中,受到外力的作用,会产生弹性变形,从而引起振动。
弹性变形主要原因包括:(1)工件位置不准确:如果工件放置位置不稳定,会导致设备弹性变形;(2)切削力过大:在机械加工过程中,如果切削力过大,会造成工件和设备之间的相对位移,从而产生弹性变形。
3.激振力机械设备在工作过程中,如果受到外界激振力的作用,也会产生振动。
激振力主要原因包括:(1)传动系统的共振:如果传动系统的传动比例、间隙等参数不合适,就会造成传动系统的共振,产生激振力;(2)外界环境的震动:如果机械设备受到外界环境的震动,也会产生振动;三、机械振动的对策1.加强设备的平衡对于不平衡造成的振动,可以采取以下对策:(1)提高零件加工精度:在零件加工过程中,应严格控制尺寸精度,避免误差导致的不平衡;(2)调整零部件分布:改变零部件的位置,使得机械设备的重心分布更加均匀。
2.增加刚度对于弹性变形引起的振动,可以采取以下对策:(1)稳定工件位置:通过改进夹具结构,提高工件的抓紧力,稳定工件的位置,减少弹性变形;(2)优化切削参数:通过调整切削速度、切削深度等参数,降低切削力,减少工件和设备之间的相对位移,减小弹性变形。
3.减少激振力对于激振力引起的振动,可以采取以下对策:(1)改善传动系统的设计:优化传动系统的传动比例、间隙等参数,避免传动系统的共振;(2)加强设备的隔振措施:通过在机械设备底部安装隔振装置,降低设备受外界环境震动的影响。
机械振动的原因和控制方法
机械振动的原因和控制方法机械振动是指机械系统在运动过程中产生的不稳定波动。
这种振动可能会导致各种问题,包括设备磨损、噪音产生、系统不稳定以及生产效率降低等。
因此,了解机械振动的原因以及采取相应的控制方法至关重要。
本文将讨论机械振动的原因并介绍一些常用的控制方法。
一、机械振动的原因1. 不平衡不平衡是一种常见的机械振动原因。
当旋转的部件存在质量不均匀分布时,会导致高速旋转的不平衡情况,并引起机械系统的振动。
2. 动力激振动力激振是机械振动的另一常见原因。
当外部作用力或扰动作用于机械系统时,会引起系统的振动。
例如,当流体通过管道或风机时,会产生动力激振,引起系统振动。
3. 过度刚度或过度柔度过度刚度或过度柔度也可能导致机械振动。
当刚度过高或过低时,机械系统的固有振动频率与外部激振频率无法匹配,导致系统发生振动。
4. 摩擦和松动摩擦和松动是机械振动的另一常见原因。
在机械系统中,如果存在未适当润滑的表面或连接件,摩擦和松动将导致系统振动。
二、机械振动的控制方法1. 平衡为了控制由于不平衡引起的机械振动,可以进行平衡操作。
这包括在旋转部件上加上补偿块,通过平衡测试来确定所需的修正质量和位置,以减少机械系统的振动。
2. 减振器的使用减振器是常用的控制机械振动的工具。
通过在机械系统中加入减振器,可以吸收和分散振动能量,减少系统振动的幅度。
常见的减振器包括弹簧减振器、阻尼器和橡胶减振器等。
3. 控制刚度和柔度为了避免过度刚度或过度柔度引起的机械振动,需要进行合适的设计和控制。
在设计机械系统时,应确保系统的刚度和柔度在可控范围内,以使其固有振动频率与外部激振频率相匹配。
4. 维护和检修定期维护和检修机械系统有助于防止由于摩擦和松动引起的机械振动。
通过润滑摩擦表面、紧固连接件并定期检查系统的工作状态,可以降低机械振动的风险。
5. 密封和隔音对于一些特殊机械系统,如风机和压缩机,通过合适的密封和隔音设计,可以减少噪音和振动的传播,提高工作环境的舒适度。
共振异响处理方案
共振异响处理方案引言:在机械设备中,共振异响是一种常见的问题,它不仅会影响设备的正常运行,还可能导致设备的破损和损坏。
因此,为了解决共振异响问题,需要采取一些有效的处理方案。
一、了解共振异响的原因共振异响是由于机械设备在运行过程中,受到外部激励力的作用,使得设备的固有频率与激励频率相近或相等,从而引起共振现象。
共振异响的原因可以归结为以下几个方面:1. 设备结构设计不合理:设备结构设计不合理,如刚度不足、支撑不稳等,容易导致共振异响的发生。
2. 设备材料问题:设备材料的选择不当或质量不过关,也是引起共振异响的一个重要原因。
3. 外部激励力:机械设备在运行过程中,受到外部激励力的作用,如风力、液力、震动等,都会引起共振异响。
二、共振异响处理方案为了解决共振异响问题,可以采取以下几种处理方案:1. 结构优化:对于设备结构设计不合理的问题,可以通过结构优化来解决。
通过增加刚度、改变支撑方式等,来提高设备的抗共振能力。
2. 材料改进:对于设备材料问题,可以通过改进材料的选择和质量控制,来提高设备的抗共振能力。
选择合适的材料,并进行严格的质量检测,可以降低共振异响的发生概率。
3. 减小外部激励力:对于外部激励力引起的共振异响问题,可以通过减小激励力的方法来解决。
例如,通过增加减震装置、改变工作环境等方式,来减小外部激励力的影响。
4. 节能降噪措施:在共振异响处理过程中,可以采取节能降噪措施。
例如,在设备的关键部位增加吸音材料,减少共振异响的传播;在设备运行过程中,合理调整设备的工作状态,减少能量损耗和噪音产生。
5. 定期维护检查:为了及时发现和解决共振异响问题,需要定期进行设备的维护检查。
通过定期检查,可以及时发现设备中的问题,并采取相应的处理措施,以避免共振异响的发生。
三、案例分析为了更好地理解共振异响处理方案的实际应用,我们以某工厂的离心风机为例进行案例分析。
该风机在运行过程中出现了共振异响的问题,导致设备的运行不稳定和噪音过大。
机械加工中机械振动的原因解析与应对
机械加工中机械振动的原因解析与应对
机械加工中的机械振动指的是机器在运行过程中的震动和共振现象。
机械振动不仅会影响产品的加工精度和质量,还会对机器本身造成损伤,因此必须引起足够的重视。
以下是机械振动的原因解析与应对措施。
一、机械振动的原因
1.不平衡:机械零件中存在不平衡现象时,发动机转动时会由于离心力产生横向或纵向的振动。
2.共振:当机器设备的固有频率与强制振动频率接近或相等时,就会出现共振现象,引起机器的强烈振动。
3.摩擦和磨损:机械零件的摩擦和磨损会导致运动不平稳,引起机器的振动。
4.不稳定结构:机器结构不够稳定,机械零件的振动会自我放大。
5.加工精度:由于零件加工误差、装配不良等原因,会导致机械零件在运行时振动加剧。
二、机械振动的应对措施
1.动平衡处理:对于不平衡现象严重的零件,应采取动平衡处理,通过在转子上安装调节重量来消除不平衡,降低振动的影响。
2.增加阻尼:在机械设备中增加阻尼器,可以有效地减小机械振动的幅度和频率。
3.改变固有频率:对于因共振引起的振动,可以通过改变机器的结构和材料,改变固有频率,避免共振的出现。
4.加强润滑:保持机器设备的良好润滑状态,减少磨损和摩擦,可以降低机械振动的程度。
5.改善加工质量:严格控制零件加工误差,加强装配质量,提高机器的运行精度,从而减轻机械振动的影响。
综上所述,机械振动是机械加工中必须面对的一个问题。
只有全方位的应对措施,才能保证机器的正常运行,同时也能保证产品加工的质量和精度。
共振的防治措施
共振的防治措施引言共振是在任何系统中都可能发生的一种现象,当系统的固有频率与外界施加的频率接近时,系统会发生共振现象,导致巨大振幅的能量释放。
共振不仅会导致设备损坏和能量浪费,还可能给人类带来伤害。
为了避免共振现象的发生,需要采取一系列的防治措施。
本文将介绍一些共振的防治措施,并提供一些建议来应对共振现象。
共振的防治措施1. 改变系统结构共振现象通常发生在具有固有频率的系统中。
一种最常见的防治措施是通过改变系统的结构来改变其固有频率。
这可以通过增加或减小质量、刚度或阻尼来实现。
例如,在桥梁设计中,可以通过增加桥塔的质量或者增加桥墩的阻尼来减小共振的影响。
2. 使用振动吸收器振动吸收器是一种被动装置,用于抑制系统的振动。
它通常由质量、弹簧和阻尼器组成。
振动吸收器的工作原理是将共振频率从系统转移到振动吸收器上,从而减小系统的振幅。
该装置可以应用于各种系统,如建筑结构、机械设备等。
3. 调整外部激励频率共振现象是由外界施加的激励频率与系统的固有频率接近而引起的。
因此,调整外部激励频率可以有效地避免共振现象的发生。
例如,在桥梁设计中,可以通过调整行车的速度来减小共振的影响。
在机械设备中,可以调整驱动力的频率来避免共振现象。
4. 加强结构的阻尼阻尼是指系统中的能量耗散机制,可以抑制系统的振动。
增加结构的阻尼可以有效地避免共振的发生。
在建筑结构中,可以使用阻尼器或阻尼材料来增加结构的阻尼。
在机械系统中,可以通过在结构中添加阻尼装置来增加阻尼。
5. 进行模态分析和设计优化模态分析是一种用于确定系统的固有频率和振型的方法。
通过进行模态分析,可以了解系统的动态特性,并根据需要进行设计优化,从而减小共振的影响。
例如,在建筑结构设计中,可以通过模态分析来确定结构的固有频率,并采取相应的措施来避免共振现象。
6. 加强监测和维护共振的防治措施不仅包括系统设计阶段的预防措施,还包括系统的监测和维护。
定期监测系统的振动情况,及时发现共振现象的迹象,并采取相应的维护措施,可以有效地避免共振的发生。
机械振动学中的共振现象与应对策略
机械振动学中的共振现象与应对策略在机械振动学中,共振现象是一个常见而有时也会造成严重问题的现象。
共振是指在外力作用下,系统容易受到振幅不断增大的影响,这可能导致系统的破坏甚至发生灾难性的后果。
因此,了解共振现象并采取有效的应对策略显得尤为重要。
共振现象的成因可以归结为系统的固有频率与外力激励频率接近或者完全一致。
这样,振幅就会不断增大,直到达到系统极限。
举个简单的例子,当一个人在荡秋千的时候,如果他用力的频率与秋千的摆动频率接近,那么秋千就会产生共振现象,摆幅越来越大,最终可能把人甩出去。
为了避免共振现象给系统带来的危害,需要采取相应的应对策略。
首先,可以通过改变系统的固有频率来避免共振的发生。
这可以通过增加系统的阻尼来实现,阻尼的增加会减小系统的振幅,从而避免共振。
其次,也可以通过改变外力的频率来避免系统受到共振的影响。
在实际工程中,可以通过调整工作频率或者增加外部的控制装置来达到这一目的。
除了改变系统参数来避免共振现象,还可以通过改进结构设计来减小共振的危害。
例如,在建筑工程中,可以采用降低结构刚度或者增加结构的耗能装置来减小共振对结构的影响。
在汽车工程中,可以通过调整悬挂系统的参数来减小车辆受到共振的影响。
这些措施都可以有效地减小共振带来的风险。
综上所述,在机械振动学中,共振现象是一个普遍存在且具有危害性的问题。
为了避免共振带来的损失,需要了解共振的成因,并采取有效的应对策略。
通过改变系统参数、调整外力频率以及改进结构设计等多种方式,可以有效地减小共振对系统的影响,确保系统的安全稳定运行。
机械加工中机械振动的原因解析与应对
机械加工中机械振动的原因解析与应对机械加工中的振动是指在加工过程中机械设备出现的不规则摆动或颤动现象。
机械振动的原因包括以下几个方面:设备结构、不平衡、装配误差、松动和磨损、切削力、介质、自激振动等。
针对这些原因,我们需要采取相应的措施来应对机械振动,以保证加工质量和设备的正常运行。
设备结构是机械振动的一个重要原因。
设计和制造中应充分考虑结构的优化,减小设备的固有振动频率,增强刚度和稳定性。
合理的结构设计能够减少振动的产生和传播。
不平衡是机械振动的常见原因之一。
不平衡可以分为静不平衡和动不平衡两种。
静不平衡是指设备在静止状态下由于部件质量分布不均匀而导致的不平衡现象;动不平衡则是设备在运动状态下由于转子不平衡而引起的振动。
针对不平衡问题,我们可以通过动平衡调整和静平衡校正来解决。
动平衡调整是通过添加或去除适量的平衡块,使设备在运转时转子靠近平衡状态。
静平衡校正则是通过重心位移或样件加工去除杂质等方法来消除设备的静不平衡。
装配误差也是机械振动的一个常见原因。
当设备的组装间隙过大或过小,或者由于安装标准不正确而导致的装配误差,都会引起设备的振动。
为了解决装配误差带来的振动问题,我们应该严格按照技术标准进行设备的组装和安装,确保装配精度,避免装配误差的产生。
松动和磨损也会导致机械振动。
当设备的连接件松动或部件磨损严重时,会引起设备的振动。
为了解决这个问题,我们需要定期检查和维护设备,及时发现并修复松动和磨损的部件,确保设备的正常运行。
切削力也是机械振动的一个重要原因。
当设备在加工过程中承受切削力时,会产生振动。
为了降低切削力对设备的影响,可以采取一些措施,如合理选择加工参数,增加切削液的冷却和润滑效果,使用合适的刀具和切削液等。
在机械加工中,介质的振动也不可忽视。
当机械设备与介质接触时,会产生介质振动。
为了减小介质振动的影响,可以采取一些方法,如增加结构的隔振措施,使用减振材料等。
自激振动也是机械振动的一个重要原因。
机械设备减轻共振的方法
机械设备减轻共振的方法
嘿,大家知道吗,机械设备在运行的时候常常会出现共振现象,这可真让人头疼啊!那到底怎么减轻共振呢?
首先啊,要减轻共振可以从这几个方面入手。
一是改变机械设备的固有频率,这就好比给它来了个大变身,让它和容易引起共振的频率离得远远的。
具体做法呢,可以通过调整设备的结构、增加或减少部件的质量等方式来实现。
在这个过程中,可一定要小心谨慎,仔细计算和测试,不然弄错了可就麻烦啦!二是安装隔振装置,就像是给设备穿上了一层保护衣,把振动隔离起来。
选择合适的隔振材料和安装方式至关重要呀,这可不是随随便便就能搞定的事情呢!
然后说说安全性和稳定性。
在减轻共振的过程中,必须要确保设备的安全性和稳定性呀。
如果不注意,万一出了什么问题,那可不得了!就像走钢丝一样,稍有不慎就会掉下去。
所以一定要严格按照要求来操作,不能有丝毫马虎。
那减轻共振有哪些应用场景和优势呢?哎呀,这可多了去啦!在工业生产中,能让设备运行得更平稳,减少故障发生的概率,提高生产效率,这不是很棒吗?在交通运输领域,能让车辆行驶更平稳舒适,乘客的体验感也会大大提升呀。
这不就像是给生活加了点甜嘛!
来看看实际案例吧。
就说某个工厂的大型机械设备,以前共振问题严重,经常出现故障,影响生产。
后来采用了合适的方法减轻共振,哇塞,设备运行得稳稳当当,生产效率大幅提高,工人们都乐开了花呢!这效果,简直太明显啦!
所以呀,机械设备减轻共振真的太重要啦!只要我们用心去做,就一定能让设备乖乖听话,为我们更好地服务!。
不平衡、不对中机械振动故障症状特征分析与解决处理方法(图文并茂详解)
不平衡、不对中机械振动故障症状特征分析与解决处理方法(图文并茂详解)一、不平衡症状特征:(一)、不平衡故障症状特征:1、振动主频率等于转子转速。
2、径向振动占优势。
3、振动相位稳定。
4、振动随转速平方变化。
5、振动相位偏移方向与测量方向成正比。
(二)、力偶不平衡症状特征:1、同一轴上相位差180°。
2、存在1X转速频率而且占优势。
3、振动幅值随提高的转速的平方变化。
4、可能引起很大的轴向及径向振动幅值。
5、动平衡需要在两个修正面内修正。
(三)、悬臂转子不平衡症状特征:1、径向和轴向方向存在1X转速频率。
2、轴向方向读数同相位,但是径向方向读数可能不稳定。
3、悬臂转子经常存在力不平衡和力偶不平衡两者,所以都需要修正。
二、不对中症状特征:(一)、角向不对中症状特征:1、特征是轴向振动大;2、联轴器两侧振动相位差180°;3、典型地为1X和2X转速大的轴向振动;4、通常不是1X,2X或3X转速频率占优势;5、症状可指示联轴器故障。
(二)、平行不对中症状特征:1、大的径向方向相位差180°的振动严重不对中时,产生高次谐波频率。
2、2X转速幅值往往大于1X转速幅值,类似于角向不对中的症状。
3、联轴器的设计可能影响振动频谱形状和幅值。
(三)、装斜的滚动轴承症状特征:1、振动症状类似于角向不对中。
2、试图重新对中联轴器或动平衡转子不能解决问题。
3、产生相位偏移约180°的侧面。
4、对侧面或顶部对底部的扭动运动。
机械共振时的9大特征及其解决措施
机械共振特征
1. 对动平衡的努力没有效果
一般,对于处于或接近共振的机器,想平衡好是很难的;如果机器处于共振区域,那么即使很小的转速,也会导致相位发生剧烈的变化,变化幅度有可能接近180°;因此需要把动平衡的转子从机器上拆下来,在固定的动平衡机上进行动平衡。
2. 高度定向振动
5. 共振尖峰特征形状
通常,共振尖峰在其基础处有较宽的裙围,而非共振的尖峰的裙围更窄。即,共振尖峰的基础通常比非共振尖峰的基础宽。
6. 出现共振时的频率
共振不仅发生在1X转速频率。它可以是对与自振频率一致的任何强迫振动频率的响应。这些情况下,比较这个方向这个频率的振动幅值和其他两个正交方向的相同频率的振动幅值很有用。如果共振,这个频率应该比这三个方向之一的振动频率更高。这个频率可能是4X,5X,或6X转速频率处的尖峰(或者甚至更高频率),这些频率相应于叶片通过频率(BPF),轴承故障频率,齿轮啮合频率(GMF),或者甚至机器松动状态的振动频率。如果导致强迫振动频率本身振动幅值的降低的这个激振频率源起作用,它也可能把这个自振频率的响应降低到迫振动频率。请记住,共振频率幅值=静振幅×放大因子Q。
3. 共振测量方向的相位特征
共振频率将表明,在机器共振方向,相位随转速变化很大,因为在自振频率处相位将变化90度,完全通过共振时相位几乎变化180度,其与存在的阻尼值有关。另一方面,同时,非共振测量方向相位的变化可能很小,因为它们未经受自振频率共振。
4. 与共振测量方向垂直的测量方向大致的相位差
如果一个径向方向共振,振动传感器转过90度测量其他方向的振动时,相位差将接近或0度或180度,与设置振动传感器的侧面有关(不是像在不平衡占优势的情况中那样相位差约90度)。即,如果水平方向共振,则水平方向相位与垂直方向相位或是相等或是相差约180度。这是由于在自振频率处运转时引入另外附加的90度相位变化之故。在任何一种情况下,水平与垂直方向相位差0度或180度代表共振高度定向的振动特性(或者偏心)。
机械工程中的振动问题与解决方案
机械工程中的振动问题与解决方案振动是机械工程中一个常见而又复杂的问题。
在机械设备的运行过程中,振动不仅会对设备本身造成损害,还会对周围环境产生噪音和震动,甚至可能引发安全事故。
因此,解决振动问题成为了机械工程师们的重要任务之一。
首先,我们来了解一下振动的来源。
振动可以分为自由振动和强迫振动两种类型。
自由振动是指机械设备在没有外界干扰的情况下,由于内部力的作用而产生的振动。
而强迫振动则是指机械设备受到外界力的作用而产生的振动。
无论是自由振动还是强迫振动,都会对机械设备的正常运行造成影响。
接下来,我们来探讨一下振动问题的解决方案。
在机械工程中,有多种方法可以解决振动问题。
其中一种常见的方法是通过设计合理的结构来减小振动。
比如,在机械设备的设计过程中,可以采用对称结构来减小振动的幅度。
此外,合理选择材料也是解决振动问题的关键。
选用高强度、低密度的材料可以有效减小机械设备的振动。
除了结构设计和材料选择,还可以通过添加振动吸收材料来解决振动问题。
振动吸收材料可以吸收机械设备产生的振动能量,从而减小振动的幅度。
常见的振动吸收材料包括橡胶、泡沫塑料等。
这些材料具有较好的弹性和吸震性能,可以有效减小振动对机械设备的影响。
此外,还可以通过调整机械设备的工作参数来解决振动问题。
比如,调整机械设备的转速、负载等参数,可以减小振动的幅度。
此外,合理安装机械设备也是解决振动问题的关键。
在安装机械设备时,需要保证设备与地面之间的接触牢固,避免因接触不良而引发振动。
最后,定期维护和检修机械设备也是解决振动问题的重要手段。
机械设备在长时间运行后,往往会出现磨损、松动等问题,从而引发振动。
因此,定期进行设备的维护和检修,及时发现并解决问题,可以有效减小振动的幅度。
总之,振动问题在机械工程中是一个不可忽视的重要问题。
通过合理的结构设计、材料选择、振动吸收材料的应用、调整工作参数、合理安装和定期维护等手段,可以有效解决振动问题,保证机械设备的正常运行。
机械加工中机械振动的原因解析与应对
机械加工中机械振动的原因解析与应对
机械加工中的机械振动是指在机械加工过程中产生的机械系统的非均匀运动现象。
机械振动的产生原因很多,主要包括以下几个方面:
1.切削力引起的振动:切削力在机床和工件之间传递,当切削力不平衡时,就会引起机床和工件的振动。
2.零件不平衡引起的振动:在机械加工过程中,如果工件本身不平衡,或者夹具装夹不平衡,都会导致机床的振动。
3.切削过程中的共振现象:机械系统有自然振动频率,当切削过程中的振动频率与机械系统的自然频率相近时,就会发生共振现象,从而引起振动。
4.机床刚度不足引起的振动:机床的刚度直接影响着机床的稳定性和阻尼效果,如果机床刚度不足,就会导致振动加剧。
为了应对机械振动,可以采取以下几种措施:
1.提高机械系统的刚度:通过加强机床的结构设计和制造工艺,增加机床的刚度,从而减少机械振动的发生。
2.使用平衡装置:对工件和夹具进行平衡处理,减小零件的不平衡量,从而减少振动。
3.优化切削参数:合理选择切削速度、进给速度和切削深度等切削参数,避免过大或过小的切削力。
4.选用合适的切削工具:选择合适的切削工具,如刀具的刚度、刀具的几何形状等,从而减小切削力和振动。
5.加强润滑和冷却:合理使用润滑剂和冷却剂,保持切削过程中工件和切削工具的表面温度,减少摩擦和热变形,从而减小振动。
机械振动在机械加工中是一个普遍存在的问题,但通过合理的措施可以减少和控制振动,提高机械加工的质量和效率。
机械振动系统中的共振现象分析与控制
机械振动系统中的共振现象分析与控制机械振动系统中的共振现象分析与控制摘要:共振现象是机械振动系统中常见的现象,它对于系统的稳定性和性能有着重要的影响。
本文首先介绍了机械振动系统的基本概念和共振现象的特点,然后详细分析了导致共振现象的原因以及共振频率的计算方法。
接着,本文探讨了共振现象的危害和对系统的影响,并提出了一些常用的共振控制方法。
最后,通过实例分析和仿真模拟,验证了这些控制方法的有效性。
关键词:机械振动系统,共振现象,共振频率,共振控制一、引言机械振动系统在工程中广泛应用,如汽车、飞机、桥梁、建筑物等结构都存在振动问题。
振动的出现会对系统的稳定性产生负面影响,甚至会引发系统破坏。
共振现象是振动系统中常见的现象,它对系统的工作性能和寿命有着重要的影响。
因此,研究共振现象的分析与控制方法对于设计和优化机械振动系统至关重要。
二、机械振动系统的基本概念机械振动系统是指由多个相互作用的部件组成的系统,它们通过弹性元件和质量元件相连。
通常,机械振动系统可以用弹簧、阻尼器、质量块等元件模拟。
在机械振动系统中,振动可以分为自由振动和强迫振动两种形式。
自由振动是指系统在没有外界激励下的振动,系统在自由振动时会出现共振现象。
强迫振动是指系统受到外界激励力作用下的振动,它可以通过激励频率的控制来避免共振发生。
三、共振现象的特点共振现象的主要特点是振幅增大,能量传递效率变高,系统极易受到破坏。
共振现象的发生是由于系统的固有特性与外界激励频率相匹配,导致振动能量的积累和放大。
共振频率是指引起共振现象的激励频率,它与系统的固有频率相等或相近。
当共振频率发生在系统的重要工作频率附近时,会对系统的性能和稳定性产生严重影响。
四、共振频率的计算方法共振频率的计算方法主要包括解析法和数值模拟法。
解析法适用于简单的机械振动系统,通过求解系统的固有频率和特征方程得到共振频率。
数值模拟法使用有限元分析等方法,通过建立系统的数学模型进行计算。
机械振动的原因及其防止措施
机械振动的原因及其防止措施邓显欣 09机电二班【摘要】:机械在其加工产品过程中会产生振动,恶化加工表面质量,损坏切削刀具,降低生产率。
本文围绕振动的类型、产生的原因进行了详细地阐述,并提出了消减强迫振动和自激振动的措施,对于保证加工工件的质量要求,提高生产率,创造良好工作环境具有重要的现实意义。
振动是在机械加工过程中,因机床工件或刀具发生周期性的跳动。
它会使工件已加工表面上出现条痕或布纹状痕迹,使表面光洁度显著下降,还会使机床、夹具中的连接零件松动,缩短机床使用寿命,影响工件在夹具中的正确定位。
一、机械加工振动的特征振动分强迫振动和自激振动两种类型。
具体特征如下。
(一)强迫振动强迫振动是物体受到一个周期变化的外力作用而产生的振动。
如在磨削过程中,由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带轮等不平衡,三角皮带的厚薄或长短不一致,油泵工作不平稳等,都会引起机床的强迫振动,它将激起机床各部件之间的相对振动幅值,影响机床加工工件的精度,如粗糙度和圆度。
对于刀具或做回转运动的机床,振动还会影响回转精度。
强迫振动的特点是:1.强迫振动本身不能改变干扰力,干扰力一般与切削过程无关(除由切削过程本身所引起的强迫振动外)。
干扰力消除,振动停止。
如外界振源产生的干扰力,只要振源消除,导致振动的干扰力自然就不存在了。
2.强迫振动的振幅与干扰力,系统的刚度及阻尼大小有关。
干扰力越大、刚度及阻尼越小,则振幅越大,对机床的加工过程影响也就越大。
(二)自激振动(颤振)由振动系统本身在振动过程中激发产生的交变力所引起的不衰减的振动,就是自激振动。
即使不受到任何外界周期性干扰力的作用,振动也会发生。
如在磨削过程中砂轮对工件产生的摩擦会引起自激振动。
工件、机床系统刚性差,或砂轮特性选择不当,都会使摩擦力加大,从而使自激振动加剧。
或由于刀具刚性差、刀具几何角度不正确引起的振动,都属于自激振动。
自激振动的特点是:1.自激振动的频率等于或接近系统的固有频率。
变频调速电动机发作机械共振要素和处理办法
变频调速电动机发作机械共振要素和处
理办法
有时,变频调速电动机在某一频率段作业时,呈现噪声大或振荡大的景象。
这是因为电动机及其联接的负载、设备基架等构成的机械体系(以电动机为主)的固有振荡频率刚好与此时作业所构成的振荡频率持平或很挨近,由此发作了“机械的谐振”,或许称为“共振”的效果。
呈现这种倒运景象时,能够运用改动设备支持设备或电动机机械部件的构造等办法,来改动其固有振荡频率的办法,搬运或消除“机械的谐振”点。
但实习证实,此办法不易结束,也较难铲除上述坏处。
比照实习的办法是选用“打不起,躲得起”的“出逃”战术。
即运用在变频器内所设置的“频率跳变”功用,按实习运用时丈量到的“共振频率”,设置“躲避频率”或“跳动频率”点,在作业调度频率的进程中,主动“越过”共振频率点(实习上是一个较小的频率计划,通常在2Hz以内)。
“频率跳变”功用是经过设备“频率跳变”选件来结束的。
在悉数频率作业计划内,通常可设置3个频率跳变点。
通常电动机运用变频器供电时的作业噪声和振荡会比运用网络电源时增大的数值与所用变频器的功用以及与电动机互般配套的联络、作业时的状况等很多要素有关。
但噪声值通常要大2dB以上,振荡不会跨过一个层次(用振荡速度有用值来标明时,常用的层次为1. 8mm/s、2.8mm/s、3.5mm/s和4. 5mm/s)。
运用IGBT(绝缘栅型双极晶体管)和IPM(功率集成模块)的变频器,噪声添加的数值相对较少,通常在2dB以内。
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机械共振时的9大特征及其解决措施
机械共振特征
1. 对动平衡的努力没有效果
一般,对于处于或接近共振的机器,想平衡好是很难的;如果机器处于共振区域,那么即使很小的转速,也会导致相位发生剧烈的变化,变化幅度有可能接近180°;因此需要把动平衡的转子从机器上拆下来,在固定的动平衡机上进行动平衡。
2. 高度定向振动
在正交的三个方向上有一个方向与其他两个方向相比较共振振动在这个方向引起更大的振动(例如,水平方向振动可能比垂直方向或轴向方向振动大10倍)。
如果发生共振,通常共振方向的振动比其它正交的两个方向的振动大5到15倍。
现在许多专家诊断软件系统利用这一事实查找可能的共振。
这也就是为什么在定期的预测维修巡检中要在每个轴承的所有三个方向测量振动的重要性。
3. 共振测量方向的相位特征
共振频率将表明,在机器共振方向,相位随转速变化很大,因为在自振频率处相位将变化90度,完全通过共振时相位几乎变化180度,其与存在的阻尼值有关。
另一方面,同时,非共振测量方向相位的变化可能很小,因为它们未经受自振频率共振。
4. 与共振测量方向垂直的测量方向大致的相位差
如果一个径向方向共振,振动传感器转过90度测量其他方向的振动时,相位差将接近或0度或180度,与设置振动传感器的侧面有关(不是像在不平衡占优势的情况中那样相位差约90度)。
即,如果水平方向共振,则水平方向相位与垂直方向相位或是相等或是相差约180度。
这是由于在自振频率处运转时引入另外附加的90度相位变化之故。
在任何一种情况下,水平与垂直方向相位差0度或180度代表共振高度定向的振动特性(或者偏心)。
5. 共振尖峰特征形状
通常,共振尖峰在其基础处有较宽的裙围,而非共振的尖峰的裙围更窄。
即,共振尖峰的基础通常比非共振尖峰的基础宽。
6. 出现共振时的频率
共振不仅发生在1X转速频率。
它可以是对与自振频率一致的任何强迫振动频率的响应。
这些情况下,比较这个方向这个频率的振动幅值和其他两个正交方向的相同频率的振动幅值很有用。
如果共振,这个频率应该比这三个方向之一的振动频率更高。
这个频率可能是4X,5X,或6X转速频率处的尖峰(或者甚至更高频率),这些频率相应于叶片通过频率(BPF),轴承故障频率,齿轮啮合频率(GMF),或者甚至机器松动状态的振动频率。
如果导致强迫振动频率本身振动幅值的降低的这个激振频率源起作用,它也可能把这个自振频率的响应降低到迫振动频率。
请记住,共振频率幅值=静振幅×放大因子Q。
7. 任何共振体的过大的振动和动应力
不仅必须研究机器转子(旋转件)的共振,还应研究激起支承框架,基础甚至连接管道的自振频率。
疲劳故障经常发生在连接框架或管道上,这是因为它们对来自机器的强迫振动频率发生共振。
解决问题要求或是降低机器中强迫振动频率源,把共振框架体与机器隔离,改变转子转速或者改变框架体本身的自振频率。
8. 以前从未发生共振的机器长期运行中突然发生共振
多年没有共振故障的机器没有什么警告或先兆突然发生共振。
例如,轴承磨损可能降低轴和轴承系统的刚性,降低自振频率,使之与强迫振动频率一致而发生共振。
还有,简单地更换滑动轴承可以引起自振频率的变化,如果树轴承不恰当地制造和刮削以与轴很好地连续地接触,使转子发生共振。
这种情况下,您适当地安装轴承,检查要求的间隙指标和适当地对中
轴承就能解决问题。
这些影响共振的每一个项目的原因就是他们对刚性有直接影响。
9. 联轴器变化可能引起的影响
联轴器变化有时可导致不同的扭转自振频率,尤其是如果采用不同直径的联轴器,或者采用不同类型的联轴器或不同结构的联轴器,这可能在联轴器任意侧轴承处产生明显振动。
机械共振解决措施
1. 改变刚性
增强轴承座或框架的刚性,夹紧底脚,消除加垫引起的变形或采用减小间隙的轴承有时可解决共振问题(这些措施将通过影响刚性,从而影响自振频率)。
2. 增加或减掉重量(质量)
虽然改变刚性通常比较简单和便宜,但是增加或减掉重量似乎可以改变自振频率。
然而,指示这种效果只是局部共振时才出现,这是很重要的。
3. 增加隔振的机理
在由于外部设备的振动激起机器的一个自振频率强迫该机器共振时,隔振可能很有效。
例如,恰当设计的1780转/分转速下运转的泵,有一个750转/分的自振频率,如果附近有一台以750转/分转速运转的大风机不平衡,则该泵可能出现共振问题。
这种情况下,必须或是把泵与风机隔离,动平衡风机,或者把泵本身与地板隔离。
4. 加阻尼材料
增加共振部分的阻尼可以减小共振振幅的放大(然而,如果放置阻尼材料的那部分不发生共振,则阻尼本身没什么帮助,指出这一点是很重要的)。
阻尼是防止发生局部共振时灾害性破坏的唯一控制参数。
5. 安装调谐阻尼器(振动减振器)
在其他技术措施无法实施或者不能有效把振动降到可接受的水平时,有时可以安装调谐阻尼器。
然而,这种调谐阻尼器只有在只有一个占优势的频率引起过大的振动,并且这个频率就是安装调谐阻尼器的部件的自振频率的情况下才有效。
这种情况下,调谐阻尼器可以设计成其自振频率等于故障频率,并且与共振的振动响应相位差180度,它将有效地“抵消掉”有故障的自振频率。
6. 精确的动平衡
因为共振振动等于强迫振动频率振动X放大因子,如果不能有效地把自振频率移出共振或者降低放大(通过加阻尼材料的办法),利用减小强迫振动频率源(例如,不平衡)还是可以减小共振振动。
这种情况下,如果通过若干次动平衡,可以明显减小动平衡振动幅值,即使处于共振时,结果还是可以接受的振动。
然而,应该指出,因为前面所述共振时惊人的相位变化之故,可能需要卸下转子,以便动平衡它。