鋼珠式減振器在銑床模型機(jī)上的減振實(shí)驗(yàn)研究

1、2006屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒 論1.1 機(jī)床振動(dòng)問題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 目前還僅限于普通機(jī)床研究、對高速或超高速機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性的研究還罕見報(bào)道。超高速機(jī)床具有高剛度、高抗振性，比傳動(dòng)機(jī)床動(dòng)態(tài)性能高510倍，剛度高50%左右，通常不小于100n/0.001mm的數(shù)量級(jí)，所以有必要研究超高速機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性。確定機(jī)床結(jié)構(gòu)的振動(dòng)對加工精度的影響。找出機(jī)床的薄弱環(huán)節(jié)，并從機(jī)床結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性方面，提出一些抑制及改造措施。在超高速機(jī)床上進(jìn)行不同工況條件下的動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)，切削條件下的實(shí)驗(yàn)與上面的工藝實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，主軸轉(zhuǎn)速為1700轉(zhuǎn)/分、9000轉(zhuǎn)/分。實(shí)驗(yàn)證明機(jī)床的動(dòng)態(tài)性

2、能和各項(xiàng)振動(dòng)指標(biāo)為各階固有頻率，各階振型和阻尼，動(dòng)剛度及幅頻、相頻特性。目前，對機(jī)床動(dòng)態(tài)的研究主要有試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析法和有限元法。首先分析各個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)（如床身、立柱、床頭和工作臺(tái)）在三維軟件pro/e中建立cad模型，分別導(dǎo)入ansys分析軟件中，作模態(tài)分析測出固有頻率和振型。結(jié)合實(shí)際結(jié)果，找出薄弱零部件，并提出優(yōu)化方案。 僅分析個(gè)別零部件，無法全面反映機(jī)床整機(jī)的性能，因?yàn)楦髁慵g結(jié)合部對整機(jī)的動(dòng)態(tài)性能影響很大，所以有必要做包括結(jié)合部在內(nèi)的整機(jī)動(dòng)力學(xué)分析。近幾年已有北京理工大學(xué)、東南大學(xué)、上海交通大學(xué)等少數(shù)研究機(jī)構(gòu)用有限元法分析整機(jī)動(dòng)態(tài)性能，他們采用的研究方法各不相同，特別體現(xiàn)在結(jié)合部的處理

3、上，精度有高有低，難度有易有難。我們嘗試了一種新的方法，在pro/e中裝配各種零部件的cad模型，作為導(dǎo)入專門的前后處理軟件hypermesh中劃分網(wǎng)格，再導(dǎo)入ansys中分析，該方法全部在商品化軟件平臺(tái)上進(jìn)行。它的優(yōu)點(diǎn)：1、cad模型從pro/e導(dǎo)入hypermesh時(shí)，可以保證模型完全準(zhǔn)確地導(dǎo)入，不需做任何修改。2、結(jié)合部直接采用軟件中現(xiàn)有單元，可以方便地調(diào)整參數(shù)。 國外，機(jī)床結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)修改和動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面的研究發(fā)展很快，普通采用有限元法對機(jī)床部件及整體進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析，并已用于高速機(jī)床的開發(fā)和研究中。 西班牙的m、zatarain用有限元法對立柱移動(dòng)式銑床進(jìn)行模態(tài)分析，采用nast

4、rain和t-deas兩種商用軟件，建立包括床身、立柱、頭架及它們之間的滾動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)合部在內(nèi)的整機(jī)模型，并進(jìn)行了模態(tài)分析，可以通過幾種方案的比較，選擇其中較合理的結(jié)構(gòu)。 韓國科學(xué)技術(shù)高級(jí)學(xué)院jung dangsuth和dai hiulee用有限元法分析高速機(jī)床的主軸外殼的阻尼特性，并用有限元法對高速銑床的滑塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得到一種新型的復(fù)合結(jié)構(gòu)，不僅減輕質(zhì)量，還提高了它的阻尼系數(shù)。 1.2振動(dòng)的危害及其產(chǎn)生的原因機(jī)床振動(dòng)是不希望產(chǎn)生的。這是由于振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲可能刺激操作工人，引起疲倦，使其工作效率下降；并且它又可能使機(jī)床零件過早出現(xiàn)疲勞破壞，從而使零件的安全程度、可靠性和強(qiáng)度下降；機(jī)床的振動(dòng)還

5、會(huì)導(dǎo)致被加工工件的表面粗糙度和精度降低，刀具壽命和生產(chǎn)率下降。因此，必須了解機(jī)床振動(dòng)的規(guī)律，并盡可能加以限制。機(jī)床工作時(shí)發(fā)生的振動(dòng)基本上分為三大類：一是自由振動(dòng)，二是受迫振動(dòng)，三是自激振動(dòng)。1.自由振動(dòng)，是在系統(tǒng)本身所固有的內(nèi)力作用下發(fā)生的， 而不受外力的作用。在自由振動(dòng)的狀態(tài)下，系統(tǒng)以它的一個(gè)或幾個(gè)固有頻率振動(dòng)著，這些固有頻率是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)所具有的特征。自由振動(dòng)通常是通過地基傳來的沖擊引起的，有時(shí)也是由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的部件快速反向所引起的。一般來講，多自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)是包含幾個(gè)頻率分量的周期振動(dòng)。2.受迫振動(dòng)，即指在外激振力擾動(dòng)下激發(fā)的振動(dòng)。例如在車床，銑床和磨床上，常見到迴轉(zhuǎn)主軸系統(tǒng)的受迫振動(dòng)

6、，其頻率取決于迴轉(zhuǎn)主軸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速。主要振源有以下這些：（1）地基引起的機(jī)床振動(dòng)。（2）高速迴轉(zhuǎn)的機(jī)床不平衡部件和工件引起的振動(dòng)。（3）機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺陷所引起的振動(dòng)。（4）切削過程的間歇特性搜引起的振動(dòng)。（5）往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床部件的慣性力所引起的振動(dòng)。3.自激振動(dòng)，或稱顫振，是刀具和工件之間自發(fā)產(chǎn)生的振蕩，可以根據(jù)其振幅突然增長的特點(diǎn)來加以識(shí)別。自激振動(dòng)是由機(jī)床本身所產(chǎn)生的。通常是由于切削過程的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定或在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定（爬行）或液壓伺服機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定等原因造成的。發(fā)生自激振動(dòng)的原因，主要由以下這些（1）切削過程中，由于存在欠阻尼特性而引起初生顫振。（2）前一次在工件表面產(chǎn)生的振

7、紋，將使第二次走刀的切削深度發(fā)生周期性的變化，從而產(chǎn)生交力而加強(qiáng)顫振。（3）由于機(jī)床結(jié)構(gòu)本身特性所引起的機(jī)床顫振。機(jī)床的加工質(zhì)量主要是由靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)特性決定，在機(jī)床設(shè)計(jì)中往往已經(jīng)確定其工作范圍，在機(jī)床的使用中若在這個(gè)工作范圍內(nèi)達(dá)不到所需要的加工精度，往往都是由振動(dòng)引起的，而靜態(tài)精度則是可以通過調(diào)整機(jī)床達(dá)到的，動(dòng)態(tài)性能在傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)計(jì)方法中很難實(shí)現(xiàn)，而在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中，即虛擬樣機(jī)技術(shù)則可以通過物理仿真提前對機(jī)床性能進(jìn)行了解。振動(dòng)對加工的影響主要有：1、工件加工質(zhì)量下降。2、產(chǎn)生大量噪音。3、加工效率下降。4、振動(dòng)引起工藝系統(tǒng)承受動(dòng)態(tài)交變載荷，對機(jī)床薄弱環(huán)節(jié)易產(chǎn)生破壞。 1.3預(yù)防機(jī)床振動(dòng)的對策

8、隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，對零部件加工質(zhì)量要求的日益提高，防止和消除機(jī)床的振動(dòng)已成為迫切需要解決的問題。當(dāng)開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)，由于機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部分彼此發(fā)生一定規(guī)律的相對運(yùn)動(dòng)，因而其摩擦表面上必然有摩擦作用著，機(jī)床回轉(zhuǎn)部分不平衡等因素必將使回轉(zhuǎn)系統(tǒng)受到離心力的作用，切削過程中刀具切入工件的金屬層，將會(huì)使整個(gè)機(jī)床系統(tǒng)受到切削力作用，這些作用力并非保持常值，有的是周期性變化的；有的可能同系統(tǒng)某些元件的剛度軸線有一定的方位關(guān)系等，這些力在某些條件下會(huì)起一定的激振作用，從而使整個(gè)機(jī)床系統(tǒng)或其零部件發(fā)生各種類型的振動(dòng)。一般說來，許多彈性振動(dòng)部件系統(tǒng)都可背簡化成單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，其振幅的一般表示為： （11）式

9、中a表示振幅,p是激振力，k是系統(tǒng)剛度，是 固有頻率，是激振頻率，是阻尼。由此可見，為減少機(jī)床振動(dòng)的振幅，必須做到：（1） 減少激振力p（2） 增大系統(tǒng)中的剛度k（3） 增大系統(tǒng)的阻尼（4） 提高系統(tǒng)的固有頻率或改變激振頻率，以使兩者遠(yuǎn)離。 為了減小振動(dòng)帶來的種種危害，減小甚至消除振動(dòng)是很有必要的。主要方法有：1、減少外界振動(dòng)干擾。2、隔離振源。3、提高機(jī)床加工系統(tǒng)的抗振性、增大系統(tǒng)阻尼。4、使用減振器。5、調(diào)整振源頻率，避免產(chǎn)生共振。一般說來，增強(qiáng)“機(jī)床刀具工件”工藝彈性系統(tǒng)的剛度，是提高工藝系統(tǒng)抗振性從而防止振動(dòng)的最普遍方法，它在任何情況下可用來防止受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)，并能消除破壞工作過程

10、平穩(wěn)進(jìn)行的個(gè)別沖擊因素的影響。因此，為了提高整個(gè)工藝系統(tǒng)的剛度，增強(qiáng)工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，特別是切削力傳遞路線上最薄弱環(huán)節(jié)的剛度，顯然是很重要的。當(dāng)減輕零件的重量既不會(huì)降低系統(tǒng)的剛度，也不會(huì)使系統(tǒng)特性發(fā)生其他不利的變化時(shí)，減輕主振系統(tǒng)的質(zhì)量同提高系統(tǒng)剛度的作用一樣，都能提高系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率，從而減小了振動(dòng)的振幅，即起了提高系統(tǒng)抗振性的作用。必須指出，增加振動(dòng)系統(tǒng)的阻尼，例如適當(dāng)調(diào)節(jié)零件某些配合處的間隙，以及采用阻尼消振裝置等，將增強(qiáng)系統(tǒng)對激振能量的耗散作用，從而就能防止和消除振動(dòng)，保證系統(tǒng)平穩(wěn)的工作。當(dāng)振動(dòng)發(fā)生以后，減小激發(fā)振動(dòng)的激振力，即減小受迫振動(dòng)時(shí)的外激振力，或自激振動(dòng)時(shí)的內(nèi)激振力，往往是必

11、須采取的消振措施。對于前者例如可減少回轉(zhuǎn)零件的不平衡度；對于后者則借助于改變切削條件等方法。第2章 銑床模型機(jī)的設(shè)計(jì)2.1 x62w的結(jié)構(gòu)分析x62w型萬能臥式銑床是目前結(jié)構(gòu)比較緊湊，用途比較廣泛的一種銑床。其主要特點(diǎn)是：轉(zhuǎn)速高（最高可達(dá)1500轉(zhuǎn)/分）、功率大（主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw），剛性好，操作比較方便。工作臺(tái)裝有絲杠間隙消除機(jī)構(gòu)，可以進(jìn)行順銑、逆銑以及高速銑削。并且工作臺(tái)可以進(jìn)行橫向、縱向、升降三個(gè)方向移動(dòng)，縱向行程可以 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)和半自動(dòng)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。圖（21）x62w銑床x62w銑床可以用圓柱、圓片、角度、成形、端面及棒形等銑刀進(jìn)平面、斜面、溝槽、角度、成形面及切斷等加工。使用分度

12、頭，可用來進(jìn)行花鍵軸、離合器、齒輪及螺旋線等銑削，同時(shí)還可用來進(jìn)行鏜孔。由于這種銑床的縱向工作臺(tái)能正反扳專450 ，可以銑削帶螺旋線的工件，如鉆頭、鉸刀、斜齒輪等，也可以給各種刀具開齒，用途比普通銑床廣泛得多。x62w萬能升降臺(tái)銑床的主要組成部分及用途如下： (1)床身是機(jī)床的主體，用來安裝和連接機(jī)床的其它部件。床身一般是用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵鑄造成箱形，主軸變速箱即在床身內(nèi)。床身的前壁有供升降臺(tái)上下移動(dòng)的垂直導(dǎo)軌。床身上面有水平導(dǎo)軌，橫梁即在此導(dǎo)軌面上移動(dòng)。機(jī)床的主電機(jī)裝在床身的后面。(2)橫梁位于床身的上部。利用導(dǎo)軌可以調(diào)整橫梁的伸出長度，并可用床身側(cè)面的螺母將其固定。橫梁的前端裝有掛架，銑刀刀桿的

13、一端與主軸孔相連，另一端則裝在掛架上的孔中。在加工大型工件時(shí)，可加裝特種支架支持橫梁，以增加其剛性，減少切削時(shí)的振動(dòng)。(3)支承架支承架懸掛在橫梁上，用來支承刀軸，以免在銑削時(shí)刀軸發(fā)生振動(dòng)和彎曲。有進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，進(jìn)給變速箱和進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等一套完整的進(jìn)給系統(tǒng)。進(jìn)給變速箱：進(jìn)給變速箱主要用來改變工作臺(tái)和升降的進(jìn)給速度。(4)刀軸刀軸也稱為刀桿。用刀軸來安裝銑刀，它的一端為錐柄，緊固在主軸錐孔中，另一端由橫梁上懸掛的支承架支承。(5)主軸主軸用來安裝、緊固銑刀軸并帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)，它與主軸變速機(jī)構(gòu)、主電機(jī)一起組成銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)。(6)底座底座用來盛冷卻潤滑液，支承床身并承受機(jī)床全部重量。2.2 模型機(jī)設(shè)

14、計(jì)說明本實(shí)驗(yàn)主要是進(jìn)行減振研究，為了簡便起見，用模型機(jī)代替x62w銑床進(jìn)行。在體現(xiàn)出實(shí)際臥式銑床主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)后，大部分的機(jī)構(gòu)被忽略，且模型機(jī)的設(shè)計(jì)不是本論文的重點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)說明簡單介紹。模型機(jī)外觀如圖（22）所示：圖（22）模型機(jī)的外觀模型機(jī)的外部結(jié)構(gòu)主要由減振槽、立柱、底座、掛架幾部分組成。減振槽是模型機(jī)中重要的部分，與立柱、掛架連接，是由鋼板焊接成的三個(gè)開口槽，在減振實(shí)驗(yàn)中用于放置可以增加阻尼的鋼球。減振槽的懸臂端是模型機(jī)柔性最大的地方，用以安裝激振器和加速度傳感器。其重要設(shè)計(jì)的說明如下：1.模型機(jī)的整機(jī)尺寸，高450mm，長750mm，寬250mm。2.模型機(jī)床身的制造材料及方法，從成本

15、方面考慮，模型機(jī)的床身全部使用a3鋼焊接而成，這種方法一般不會(huì)對試驗(yàn)產(chǎn)生原則性的影響。 3.模型機(jī)床身中，立柱，橫梁，底座，為三個(gè)零件。其結(jié)構(gòu)尺寸分別見零件圖。 4.偏心輪的設(shè)計(jì)，為了體現(xiàn)出臥式銑床銑刀回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的激振力，這種激振力會(huì)帶來較大的振動(dòng)，設(shè)計(jì)了偏心輪。偏心輪在空運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中起偏心力作用，導(dǎo)致振動(dòng)，使用材料：高速鋼。 5.同軸度的要求，為了使軸的安裝順利進(jìn)行，同時(shí)也是為了能防止軸回轉(zhuǎn)時(shí)不平衡力的產(chǎn)生，兩掛架應(yīng)滿足同軸度0.5的要求。 6.軸用擋圈的使用，在激振試驗(yàn)中，一般產(chǎn)生的軸向力不是很大，在固定軸承和偏心輪時(shí)，采用了軸用擋圈軸。外型尺寸摘自gb/t894.1-1986，材料采用65

16、mn，熱處理硬度為4754. 7.槽格的大小，長140mm，寬135mm。 8.電機(jī)的選用，y系列三相異步電動(dòng)機(jī)一般為全封閉自扇冷式籠形三相異步電動(dòng)機(jī)。具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn)。因模型機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)為空運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，故采用小功率電動(dòng)機(jī)。據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊jb3074-82摘錄，選擇y801-4型電動(dòng)機(jī),額定功率0.55kw，滿載轉(zhuǎn)速1390，同步轉(zhuǎn)速1500，質(zhì)量17kg，選擇機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣型電動(dòng)機(jī)。 9. 聯(lián)軸器采用套筒聯(lián)軸器，材料為45鋼，采用66的普通平鍵與軸連接。 10.軸承的選用，軸承采用深溝球軸承，由于模型機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的力是不大的，所以一端用軸用彈性擋圈固定

17、，另一端只由軸用彈性擋圈固定，采用這種一端固定方式，當(dāng)軸受熱后可以向另一端伸長，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇深溝球軸承代號(hào)6404，外形尺寸摘自gb/t276-1994。軸用及孔用彈性擋圈外型尺寸分別摘自gb/t894.1-1986，gb/t893.1-1986，材料采用65mn，熱處理硬度為4754.附圖：一張a0裝配圖，一張a0零件圖（包括四張a2零件圖）。第3章 測試尋找模型機(jī)的固有頻率3.1 實(shí)驗(yàn)儀器的介紹 如圖（31）所示信號(hào)的傳輸過程：從hp3562a動(dòng)態(tài)分析儀發(fā)出的正弦波信號(hào)經(jīng)過功率放大器后輸入激振器，接著通過力傳感器在銑床模型機(jī)橫梁的施力點(diǎn)上加上一個(gè)正弦波形的交變力。交

18、變力的頻率是可調(diào)的。同時(shí)，從力傳感器傳出的信號(hào)經(jīng)過電荷放大器后輸入hp3562a。此外，加速度傳感器把采集來的模型機(jī)的加速度振幅信號(hào)經(jīng)過另一個(gè)電荷放大器送入hp3562a。圖（31）實(shí)驗(yàn)儀器3.1.1 測量儀器測量儀器包括以下幾種：（1）壓電式力傳感器：壓電式力傳感器具有頻率范圍寬，體積小和動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，在頻響函數(shù)測量中被廣泛應(yīng)用。（2）加速度傳感器：在進(jìn)行模態(tài)分析試驗(yàn)的響應(yīng)測量時(shí)，目前用的最多的還是壓電加速度計(jì)。它具有重量輕，體積小，頻響寬，靈敏度高的特點(diǎn)。（3）電荷放大器：與壓電式傳感器最典型的配置線路是電荷放大器的輸入與傳感器的輸出相連。電荷放大器基本上是一個(gè)具有反饋電容cf的高增益

19、運(yùn)算放大器。（4）阻抗傳感器：為測量原點(diǎn)導(dǎo)納，目前常采用壓電晶體機(jī)械阻抗傳感器，或稱阻抗頭，它把力傳感器和加速度傳感器做成一體，可測出同一點(diǎn)的激振力和響應(yīng)。這種結(jié)構(gòu)應(yīng)確保上端的加速度計(jì)有盡可能高的基座剛度及力端壓電元件下面的質(zhì)量應(yīng)盡量小。3.1.2 hp3562動(dòng)態(tài)分析儀簡介hp3562a動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀適用于電子、機(jī)械系統(tǒng)和機(jī)電控制系的分析和設(shè)計(jì)檢測，具有雙輸入通道，dc-to-100khz的頻率范圍，150分貝的測量范圍和80分貝的動(dòng)態(tài)范圍，并且這個(gè)基于fft的分析儀提供多功能性和必要的操作。甚至在時(shí)域或頻域內(nèi)制作最困難的網(wǎng)絡(luò)、頻譜和波形的測量。兩個(gè)高性能的操作輸入通道和內(nèi)置信號(hào)源（噪音和正

20、弦信號(hào)）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析需要在實(shí)驗(yàn)室或檢測系統(tǒng)中。具有頻率分辨率達(dá)到25.6hz的強(qiáng)大am,fm和pm檢波功能的縮放分析使hp3562a成為通用的信號(hào)分析儀。為波形或變換分析，信號(hào)被采樣，數(shù)字化然后放在內(nèi)存中，或由hp-ib發(fā)射到外部磁盤驅(qū)動(dòng)，這樣存儲(chǔ)的波形能在時(shí)域，頻域和振幅域被讀出和分析。其他優(yōu)點(diǎn)如矢量平均，數(shù)學(xué)波形，40-極點(diǎn)/40-零點(diǎn)曲線修正和頻率響應(yīng)合成滿足了全范圍分析和設(shè)計(jì)性能。通過內(nèi)置的自動(dòng)編程性能或在總線上的計(jì)算機(jī)，完全能實(shí)現(xiàn)hp3562a的可編程化。如果硬拷貝結(jié)果或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)被要求，hp3562a直接經(jīng)hp-ib控制數(shù)字繪圖儀和外部磁盤驅(qū)動(dòng)。圖（32）hp3562a動(dòng)態(tài)分析儀1.

21、 通用操作 測量區(qū)（measurement）這一組按鍵通常用于選擇測量模式和所要執(zhí)行的測量，比如頻率響應(yīng)或是能量譜。所有的測量參數(shù)包括頻率范圍和電源都在這個(gè)組里進(jìn)行選擇。括弧組中的按鍵常被用于設(shè)置輸入通道：ac或dc耦合、信號(hào)結(jié)束或者微分操作和觸發(fā)參數(shù)。輸入范圍可以被人工或自動(dòng)設(shè)定。 顯示區(qū) 測量顯示區(qū)（display）顯示格式的寬范圍選擇提高了測量分析。數(shù)量級(jí)可被dbv、dbm、伏特或用戶自定義的工程單位表示?？梢员缓掌潱╤z）、對數(shù)赫茲（log hertz）、每分鐘的轉(zhuǎn)速（rpm）以及諧波來顯示頻率。依靠選定的測量，很多功能，比如頻率響應(yīng)量級(jí)、相位、一致性、能量譜、柱狀圖和自相關(guān)性都可以被

22、顯示。默認(rèn)、自動(dòng)和用戶定義的顯示模式保證了數(shù)據(jù)在屏幕上的顯示。 輸入?yún)^(qū)（entry）離散的頻率和級(jí)別可以使用數(shù)字鍵盤輸入。假如x軸標(biāo)記被激活，那么按下marker value鍵將顯示標(biāo)記頻率對應(yīng)的激活參數(shù)。up/down箭頭按鍵和輸入旋鈕使得它可以簡單的通過旋轉(zhuǎn)確定頻率范圍快速設(shè)置放大測量，手動(dòng)選擇輸入范圍可以簡單的通過箭頭按鍵來實(shí)現(xiàn)。 輸入?yún)^(qū) 控制區(qū)控制區(qū)（control）當(dāng)分析儀在一個(gè)已知條件下設(shè)置一個(gè)測驗(yàn)時(shí)，save/recall和preset鍵可以幫助節(jié)省時(shí)間。五個(gè)用戶定義的狀態(tài)可以被在本地保存；一個(gè)特殊的重置菜單可以通過綠色的preset鍵得到。在四種測量（線性分辨率、對數(shù)分辨率、正

23、弦掃描和時(shí)間捕獲）的任意一種模式下按下preset鍵將會(huì)使分析儀回到對這個(gè)模式的重置。一旦一個(gè)測量被建立，兩個(gè)黃色的按鍵通常會(huì)開始、暫停和繼續(xù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。假如一個(gè)平均測量被暫停，那么均值將會(huì)在它暫停的地方重新開始。hp3562a的自動(dòng)內(nèi)置能力，自動(dòng)順序編程是通過auto seq鍵得到的。最多可有五個(gè)獨(dú)立的程序被一次存入分析儀。一個(gè)程序才可以在用戶選定時(shí)間自動(dòng)開始（內(nèi)置時(shí)鐘）或自動(dòng)的開始，而這個(gè)內(nèi)置時(shí)鐘是通過特殊功能鍵（spcl fctn）得到的。狀態(tài)區(qū)（status）分析儀的操作狀態(tài)是被在狀態(tài)組的leds燈顯示的。人工觸發(fā)測量用arm鍵初始化。標(biāo)記區(qū)（markers）獨(dú)立的x軸和y軸標(biāo)記可以簡化

24、顯示數(shù)據(jù)的分析，標(biāo)記功能包括單個(gè)指定和多個(gè)光標(biāo)操作。特殊的標(biāo)記功能（搜索峰值，諧波和邊頻帶的標(biāo)記）和斜度讀出器是幫助網(wǎng)絡(luò)和頻譜節(jié)省時(shí)間。 狀態(tài)區(qū) 標(biāo)記區(qū)操作區(qū)（operators）沒有向一個(gè)外部的計(jì)算機(jī)傳送數(shù)據(jù)塊，先進(jìn)的測量分析有可以對數(shù)學(xué)波形提供了一套完整操作，包括代數(shù)運(yùn)算功能（+、-、），積分、微分、前向或反向傅立葉變換傳送或者更多，而且當(dāng)它使用了auto math鍵功能時(shí)，更多輸?shù)臄?shù)據(jù)可以被處理和顯示。拉普拉斯變換分析可能有曲線匹配和頻率響應(yīng)合成的功能，用先進(jìn)hp3562a曲線描繪可以從一個(gè)被測的頻率響應(yīng)中準(zhǔn)確定位極點(diǎn)和零點(diǎn)。幫助區(qū)（help）幫助鍵在hp3562a的顯示器上向用戶提供了

25、立即的幫助。當(dāng)對任何一個(gè)鍵或軟鍵使用了一個(gè)前綴，幫助鍵將會(huì)對所選的鍵或軟鍵顯示一個(gè)詳細(xì)的描述。惠普總線區(qū)（hp-ib）對于測量或分析結(jié)果的文件，hp3562a提供了外部的hp-ib標(biāo)繪器和磁盤驅(qū)動(dòng)器。對分析儀來說，hp-ib的地址是使用hp-ib功能手冊來設(shè)定的。 操作區(qū)和幫助區(qū) 惠普總線區(qū)2.線性分析頻率響應(yīng)測量基于信號(hào)分析儀的所有傅里葉傳輸（fft），線性分析測量是通用的。直到一個(gè)固定的時(shí)間樣本填滿一個(gè)數(shù)字緩沖區(qū)（時(shí)間記錄），數(shù)據(jù)將被采樣。一旦時(shí)間記錄被填滿，記錄的快速傅立葉傳輸將被計(jì)并且頻譜被顯示。對這些不熟悉的fft操作。hp應(yīng)用手冊243頁有一個(gè)很好的解釋（動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀原理）。雙通

26、道的fft分析儀（hp3562a）的普通應(yīng)用包括電子網(wǎng)絡(luò)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)測量。測量速度、分析以及建立在高檔動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的多功能性有助于兩個(gè)應(yīng)用的實(shí)施。hp3562ade 的線性分析：在單通道或雙通道操作的每個(gè)通道中，hp3562a的線性分析模提供了線性分析801線。在基本波段模式（0-start）能獲得的分析范圍，從125hz(100hz段)到12.8hz(10.24mhz段)?？s放模式下，在hp3562a的測量范圍（dc-100khz）的任何位置，波段能窄到25.6hz(20.48mhz段)也能獲得分析。因?yàn)橛袃蓚€(gè)高等級(jí)實(shí)施輸入通道和一個(gè)內(nèi)置信號(hào)源，hp3562a的頻率響應(yīng)側(cè)量很容易實(shí)

27、現(xiàn)。其余章節(jié)是對hp3562a線性分析模式下頻率響應(yīng)測量的介紹。低頻電子晶共振器進(jìn)行的基波段和縮放段測量將被展示論證：（1）一般的測量段在第一章結(jié)尾。（2）縮放測量的快速配置用x坐標(biāo)標(biāo)記和mark valie鍵（3）信息化顯示配置的多樣性。h3562a的對數(shù)分析模式每十個(gè)80點(diǎn)的分辨率，而且十到五十整數(shù)倍?？捎玫拈_始和停止頻率與其中的組合是被展示在表3-1。用穩(wěn)定的激勵(lì)（如隨機(jī)噪音或經(jīng)內(nèi)置信號(hào)源修正的正弦信號(hào)）來測量頻率響應(yīng)大小和波段，輸入或輸出的能量頻譜也能被檢測和觀察。為完成結(jié)果分析用內(nèi)置的數(shù)學(xué)波形和形成曲線性能操作測量。3.正弦掃描頻率響應(yīng)測量熟知的產(chǎn)品如頻率響應(yīng)分析儀，傳統(tǒng)上已經(jīng)能夠進(jìn)

28、行低頻網(wǎng)絡(luò)分析。當(dāng)這些產(chǎn)品實(shí)施同樣的測量（如協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)分析），其中內(nèi)部的操作是十分不同的。寧愿用昂貴的低頻(1hz)追蹤濾波器，而不用頻率響應(yīng)分析儀，在非常低的頻率下對精確的輸入過濾信號(hào)進(jìn)行時(shí)域積分。通常用點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)值表示測量結(jié)果，或用x-y坐標(biāo)的繪圖儀來顯示。在許多應(yīng)用中，封閉的循環(huán)特別地控制系統(tǒng)，詳細(xì)的或最初系統(tǒng)的賦值是用頻率響應(yīng)分析儀執(zhí)行的。在這些開發(fā)期間，當(dāng)時(shí)間是一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)的初始化通常fft分析儀執(zhí)行。分析性能能開發(fā)許多fft分析儀，而且在頻率響應(yīng)分析儀中未建立的代表性的性能。hp3562a正弦掃描模式：當(dāng)在正弦掃描測量模式下時(shí)，hp3562a作為全功能dc-to100khz

29、頻率響應(yīng)分析儀是被重新設(shè)定。關(guān)鍵的性能提高包內(nèi)置高分辨率的矢量顯示，以及在外部磁盤上測量和存儲(chǔ)結(jié)果期間去執(zhí)行繪圖操作的性能。 發(fā)出信號(hào)性能包括增加或減少線性、對數(shù)正弦掃描，像掃描的手工控制一樣。開始或中止頻率像掃描率一樣也是可選的。輸入通道性能包括用可選擇的平均化和時(shí)間積分；自動(dòng)積分和上下自動(dòng)劃分輸入范圍有效時(shí)，有助于提高高性能系統(tǒng)檢測。3.1.3 電動(dòng)式激振器的簡介激振器是對試件施加某種預(yù)定要求的激振力，激起試件振動(dòng)的裝置。一般激振器應(yīng)當(dāng)能夠在要求的頻率范圍內(nèi)提供波形良好、幅值足夠和穩(wěn)定的交變力，某些情況下還需施加穩(wěn)定力。穩(wěn)定力能使結(jié)構(gòu)受到一定的預(yù)加載荷，以便消除間隙或模擬某種穩(wěn)定力（如切削

30、力的不變成分）。為了減小激振器質(zhì)量對被測系統(tǒng)的影響。應(yīng)盡量使激振器體積小、重量輕。常用的激振器有電動(dòng)式、電磁式和電液式三種。本實(shí)驗(yàn)用的是電動(dòng)式激振器，按其磁場的形成方法有永磁式和勵(lì)磁式之分。前者多用于小型激振器，后者多用于較大型的激振器、即振動(dòng)臺(tái)。電動(dòng)式激振器的結(jié)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)線圈固裝在頂桿上，并由支承彈簧支承在殼體中，線圈正好位于磁極與鐵心的氣隙中。線圈通入經(jīng)功率放大后的交變電流時(shí)，根據(jù)磁場中載流體受力的原理，線圈將受到與電流成正比的電動(dòng)力的作用，此力通過頂桿傳到試件上便是所需的激振器。應(yīng)該注意，由頂桿施加到試件上的激振力不等于線圈受到的電動(dòng)力。激振力和激振器運(yùn)動(dòng)部件的彈性力、阻尼力及慣性力的矢量

31、和才等于電動(dòng)力。傳力比（電動(dòng)力與激振力之比）與激振器運(yùn)動(dòng)部分和試件本身的質(zhì)量、剛度、阻尼等有關(guān)，并是頻率的函數(shù)。只有當(dāng)激振器運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量與試件相比可略去不計(jì)、且激振器與試件連接剛度好、頂桿系統(tǒng)剛性也很好的情況下，才可認(rèn)為電動(dòng)力等于激振力。一般最好使頂桿通過一只力傳感器去激勵(lì)試件，以便精確測出激振力的大小和相位。電動(dòng)激振器主要用來對試件作絕對激振，因而在激振時(shí)最好讓激振器殼體在空間中基本保持靜止，使激振器的能量盡量用于對試件的激勵(lì)上。在進(jìn)行較高頻率的激振時(shí)，激振器都用軟彈簧（如橡皮繩）懸掛起來，并可加上必要的配重，以盡量降低懸掛系統(tǒng)的固有頻率，至少使它低至激振頻率的1/3以下。作水平絕對激振時(shí)，

32、為降低懸掛系統(tǒng)的固有頻率，應(yīng)有足夠的懸掛長度和配重。為了產(chǎn)生一定的預(yù)加載荷，需要斜掛角。低頻激振時(shí)要維持上述條件的懸掛式辦不到的，因而都將激振器剛性地安裝在地面或剛性很好的架子上，讓安裝的固有頻率比激振頻率高3倍以上。激振器和試件間往往用一根在激振力方向剛度很大而橫向剛度很小的柔性桿連接，它既保證激振力的傳遞又大大減小對試件回轉(zhuǎn)的3.2 模型機(jī)動(dòng)態(tài)特性的分析及其固有頻率的測試3.2.1 模型機(jī)動(dòng)態(tài)特性分析單自由度振動(dòng)系統(tǒng)只有一個(gè)固有頻率和振型，而整臺(tái)模型機(jī)（如主軸、床身、立柱等）是連續(xù)體，都是多自由度（理論上說是無窮多自由度，也就有無窮多階模態(tài)。）系統(tǒng)，質(zhì)量和彈性都是連續(xù)分布的。構(gòu)件的動(dòng)態(tài)特性

33、如各階固有頻率、振性，受迫振動(dòng)的響應(yīng)（位移、速度或加速度）等目前已可用有限元法進(jìn)行計(jì)算。模型機(jī)的動(dòng)態(tài)特性，由于接觸面的性能（剛度和阻尼）尚無可靠的依據(jù)，目前還只能用試驗(yàn)的辦法求得。試驗(yàn)時(shí)，在機(jī)床上加一個(gè)激振力，測量其響應(yīng)（位移、速度或加速度）。激振力可以是按正弦變化的，也可以是一個(gè)脈沖（錘擊）或隨機(jī)波。這三種激振方法分別稱為正弦激振、脈沖激振和隨機(jī)激振。事實(shí)上，機(jī)床的工作轉(zhuǎn)速最高為1800轉(zhuǎn)/分，依據(jù)f =n/60，其固有頻率為30hz，所以機(jī)床工作時(shí)發(fā)生的共振頻率一般在幾十赫茲左右。由于機(jī)床上激振力的頻率一般都不太高，因而只有最低幾階模態(tài)的固有頻率才有可能與激振頻率重合或接近。為高階模態(tài)的固

34、有頻率已遠(yuǎn)高于可能出現(xiàn)的激振力的頻率，一般不可能發(fā)生共振，對于加工質(zhì)量的影響是不大的。所以只需研究最低幾階模態(tài)。有限單元法(finite element method, fem)：屬于力學(xué)分析中的數(shù)值法，起源于航空工程中的矩陣分析，它是把一個(gè)連續(xù)的介質(zhì)(或構(gòu)件)看成是由有限數(shù)目的單元組成的集合體，在各單元內(nèi)假定具有一定的理想化的位移和應(yīng)力分布模式，各單元間通過節(jié)點(diǎn)相連接，并藉以實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的傳遞，各單元之間的交接面要求位移協(xié)調(diào)，通過力的平衡條件，建立一套線性方程組，求解這些方程組，便可得到各單元和結(jié)點(diǎn)的位移、應(yīng)力。簡言之，就是化整為零分析，積零為整研究。3.2.2 采用連續(xù)正弦激勵(lì)信號(hào)測試模型機(jī)的

35、固有頻率1.試驗(yàn)框圖及試驗(yàn)方法 試驗(yàn)框圖： 激振器（型號(hào)：bk4809） 功率放大器（型號(hào)：bk2706） 電荷放大器（型號(hào)：3112a）銑床模型機(jī)加速度傳感器（型號(hào)：bk4343）電荷放大器（型號(hào)：bk2626）力傳感器（型號(hào)：bk8201）hp35623a動(dòng)態(tài)分析儀 圖（33）正弦激勵(lì)試驗(yàn)過程框圖試驗(yàn)方法，使用電動(dòng)式激振器對模型機(jī)進(jìn)行激振，壓電式力傳感器及加速度傳感器測量激振處的直接動(dòng)柔度。2.試驗(yàn)條件模型機(jī)橫梁上的槽格沒有放置鋼珠，即沒有附加減振器裝置。模型機(jī)不工作。激振位置如圖（34）所示： 圖（34） 激振位置和槽的位置3.試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)：本試驗(yàn)總共進(jìn)行了八次試驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下

36、表：表（31）模型機(jī)的前四階固有頻率和振幅 數(shù)據(jù)試驗(yàn)號(hào)一階二階三階四階頻率（hz）振幅(mv)頻率（hz）振幅(mv)頻率（hz）振幅(mv)頻率（hz）振幅(mv)12.9999.5613.9370.2579.620.62146.220.6823.98154.313.9369.8778.6124.23145.222.3632.99260.213.9371.2679.6121.14143.321.3242.99286.713.9370.6178.6120.77146.720.3252.99149.813.9371.8178.6122.35146.320.2162.99165.813.9372.

37、5179.6123.68145.018.3672.9996.0413.9371.3278.6122.58145.518.2583.99142.313.9368.2479.6120.27144.320.155號(hào)試驗(yàn)的垂直響應(yīng)頻率圖見附圖一，同時(shí)也做了水平測振，其響應(yīng)頻率圖見附圖二（此圖僅做為參考）。試驗(yàn)分析： 本次試驗(yàn)結(jié)果表明一階固有頻率為2.99hz，3.98hz和3.99hz是整機(jī)搖晃時(shí)振動(dòng)的頻率，故頻率較高、振幅較大。二階固有頻率為13.93hz，振幅在71.81mv左右。三階固有頻率為78.61hz左右，振幅為22.58mv左右。四階固有頻率為145.2hz左右，振幅為20.68mv左右

38、。由于重復(fù)性不是很好，導(dǎo)致結(jié)果有些誤差。3.2.3 采用脈沖激勵(lì)信號(hào)測試模型機(jī)的動(dòng)態(tài)特性1.試驗(yàn)框圖及試驗(yàn)方法 試驗(yàn)框圖如下：電荷放大器（型號(hào)：3112a）頂端裝有力傳感器（型號(hào)：bk8201） 銑床模型機(jī)加速度傳感器（型號(hào)：bk4343）電荷放大器（型號(hào)：bk2626）hp35623a動(dòng)態(tài)分析儀 敲擊 圖（35）脈沖錘敲擊試驗(yàn)過程框圖試驗(yàn)方法，使用脈沖錘敲擊模型機(jī)進(jìn)行激振，壓電式力傳感器及加速度傳感器測量激振處的直接動(dòng)柔度。2.試驗(yàn)條件模型機(jī)橫梁上的槽格沒有放置鋼珠，即沒有附加減振器裝置。模型機(jī)不工作。激振位置見圖（34）。3.試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形見附圖三。試驗(yàn)分析：本次試驗(yàn)的難度比

39、較大，我們在試驗(yàn)室做了很多次，有時(shí)很難敲出比較好的共振頻率。如上圖所示，用脈沖錘敲擊獲得的模型機(jī)固有頻率和用正弦激勵(lì)信號(hào)測試的固有頻率相接近，其結(jié)果還是比較成功的。 3.2.4 結(jié)果分析 用正弦波激勵(lì)信號(hào)對模型機(jī)進(jìn)行激振每次所測得的固有頻率都很接近，尤其是二階彎曲振動(dòng)的頻率幾乎是沒有變化的，基本上說明了其二階固有頻率為13.93hz。用脈沖錘敲擊的實(shí)驗(yàn)，由于不穩(wěn)定因素比較多，所獲得的數(shù)據(jù)和正弦激勵(lì)相比而言，有點(diǎn)誤差，測試難度也較大。第4章 模型機(jī)的減振實(shí)驗(yàn)研究4.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)概述正交設(shè)計(jì)（orthogoual design）簡稱正交設(shè)計(jì)（orthogoual）,它是利用規(guī)格化的正交表（or

40、thogoual table），科學(xué)的安排與分析多因素試驗(yàn)的方法，使目前最常用的方法之一。 1.正交表的介紹，正交表是利用“均衡搭配”與“整齊可比”這兩條基本原理，從大量的全面實(shí)驗(yàn)方案中，為挑選出少量具有代表性的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，所制成的排列整齊的規(guī)格化表格。 正交表基本上可分為兩種形式，同水品正交表和混合水平正交表。同水平正交系個(gè)因素的水平數(shù)相等的表格，當(dāng)人們認(rèn)為個(gè)因素對結(jié)果的影響程度大致相同時(shí)，往往選用同水平正交表。混合水平正交表，是指諸因素的水平數(shù)不完全相等的正交表。當(dāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，如感到某些因素更重要而希望對其仔細(xì)考察時(shí)，就可將其取多一些水平，這樣既突出了重點(diǎn)，又照顧了一般。正交試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：1.能

41、在所有試驗(yàn)方案中均勻地挑選出代表性強(qiáng)的少數(shù)試驗(yàn)方案。 2.通過對這些少數(shù)試驗(yàn)方案的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以推出比較優(yōu)秀的方案，且所得較優(yōu)方案往往不包含在這些少數(shù)試驗(yàn)方案中。 3.對試驗(yàn)結(jié)果作進(jìn)一步分析，可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果之外的更多信息。例如，各試驗(yàn)因素對試驗(yàn)結(jié)果影響的重要程度，各因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響等。4.2 鋼珠減振原理 鋼珠減振原理：應(yīng)該屬于動(dòng)態(tài)振動(dòng)吸振的方式，該方式的工作原理是：以一個(gè)電子或機(jī)械的諧振系統(tǒng)附加在振動(dòng)結(jié)構(gòu)上去抵消原振動(dòng)，從而達(dá)到減振的目的。鋼珠是附加的系統(tǒng)，振源的振動(dòng)通過機(jī)床與鋼珠的接觸傳遞給鋼珠，引起鋼珠振動(dòng)，吸收了振源振動(dòng)的能量，從而達(dá)到減少振源振幅的目的。 根據(jù)這一理

42、論可以知道為了增大減振效果應(yīng)該增大附加系統(tǒng)阻尼，并且使附加系統(tǒng)在機(jī)床工作頻率內(nèi)不發(fā)生共振。即使附加系統(tǒng)共振頻率遠(yuǎn)離機(jī)床共振頻率，具體在鋼珠上就應(yīng)該使每一個(gè)鋼珠的共振頻率都不一樣，并且兩兩之間的共振頻率相隔越大越好，為此，可以使鋼珠的直徑范圍達(dá)一些，種類多一些。材料上，可以選擇密度大一些的材料，并且可以不采用一種而是采用多種材料混用的方式來提高減振效果。4.3 鋼珠式減振實(shí)驗(yàn)本課題的目的是應(yīng)用鋼珠式減振器最終提高模型機(jī)的動(dòng)態(tài)特性。為此，我們把懸梁作為試驗(yàn)平臺(tái)，以抑制模型機(jī)懸梁垂直方向上的二階彎曲振動(dòng)作為減振目標(biāo)，直接在模型機(jī)上進(jìn)行各種試驗(yàn)。采用的激振方式為穩(wěn)態(tài)正弦激振。同時(shí)為了減少試驗(yàn)的次數(shù)，應(yīng)

43、用了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法做出實(shí)驗(yàn)方案。為了評(píng)價(jià)鋼珠式減振器對改善模型機(jī)動(dòng)態(tài)性能的作用，揭示鋼珠式減振器的工作機(jī)理，以及其結(jié)構(gòu)參數(shù)與動(dòng)態(tài)特性的關(guān)系，了解和掌握鋼珠式減振器的在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的作用特性，進(jìn)行了五種試驗(yàn)方案。本章的減振試驗(yàn)中，激振位置及槽號(hào)都相同，見圖（34）。不同的只是減振器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如槽放與不放鋼珠，選用鋼珠的直徑，是否為單一型鋼珠等。4.3.1試驗(yàn)方案一:1.試驗(yàn)框圖及試驗(yàn)方法試驗(yàn)框圖見圖（33）。試驗(yàn)方法，使用電動(dòng)式激振器對模型機(jī)進(jìn)行激振，壓電式力傳感器及加速度傳感器測量激振處的直接動(dòng)柔度。2.試驗(yàn)條件模型機(jī)不工作。激振位置及槽號(hào)見圖（34）。使用的鋼珠規(guī)格有三種：8、10、12

44、。該方案中，鋼珠可那能鋪滿槽格，也可能沒有。 本試驗(yàn)的目的是說明，鋼珠的排滿與沒排滿是否影響減振效果。試驗(yàn)的安排（使用了正交試驗(yàn)方法）：（1） 因素與水平表：表（41）第一組正交試驗(yàn)方案 因素水平鋼珠重量a選用鋼珠規(guī)格b(放鋼珠槽號(hào))c一水平0.5kg81號(hào)槽二水平0.75kg102號(hào)槽三水平1kg123號(hào)槽（2）正交表的選用及設(shè)計(jì)安排選用l9正交表。試驗(yàn)安排：表（42）l9正交表 列號(hào)試驗(yàn)號(hào)abc41111121222313334212352231623127313283213933 2 13.試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析試驗(yàn)數(shù)據(jù):表（43）第一組試驗(yàn)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)試驗(yàn)號(hào)一階二階三階四階頻率（hz）振幅(mv

45、)頻率（hz）振幅(mv)頻率（hz）振幅(mv)頻率（hz）振幅(mv)12.99258.312.9453.4577.6121.09144.221.45 22.99151.012.9457.1077.6120.74144.220.82 32.99102.313.9368.9277.6121.08145.219.33 43.98126.013.9363.3877.6111.41144.220.01 52.99334.713.9364.8378.6121.22145.218.97 62.99220.313.9369.1378.6122.14144.221.05 73.98117.313.9361

46、.0879.3621.57144.218.72 82.99173.712.9463.9479.622.77145.221.47 92.99179.713.9367.1978.6122.66145.219.80試驗(yàn)分析： 本次減振試驗(yàn)還是比較成功的，最容易影響機(jī)床工作的是二階固有頻率，在此試驗(yàn)中二階振幅下降了，最低一次減到53.45mv。其余各階振幅沒有下降。4.3.2試驗(yàn)方案二設(shè)計(jì)此試驗(yàn)方案的目的有多種，主要是為了與第三章的穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)測試模型機(jī)的試驗(yàn)進(jìn)行對比，以確定鋼珠式減振器對提高模型機(jī)的動(dòng)態(tài)特性是否有效。同時(shí)，也有考察鋼珠放置的槽號(hào)不同對減振效果的影響。本試驗(yàn)采用全面試驗(yàn)的方法。1.試驗(yàn)

47、框圖及試驗(yàn)方法見方案一2.試驗(yàn)條件 模型機(jī)不工作。激振位置及槽號(hào)見圖（34）。使用的鋼珠規(guī)格有五種：6、8、10、12、20，試驗(yàn)時(shí)鋼珠鋪滿槽格一層。 試驗(yàn)方案安排見表（44）表（44）第二組全面試驗(yàn)方案試驗(yàn)號(hào)選用鋼珠的直徑放置鋼珠的槽號(hào)161號(hào)槽262號(hào)槽363號(hào)槽481號(hào)槽582號(hào)槽683號(hào)槽7101號(hào)槽8102號(hào)槽9103號(hào)槽10121號(hào)槽11122號(hào)槽12123號(hào)槽13201號(hào)槽14202號(hào)槽15203號(hào)槽3.試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)：表（45）第二組試驗(yàn)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)試驗(yàn)號(hào)一階二階三階四階頻率（hz）振幅(mv)頻率（hz）振幅(mv)頻率（hz）振幅(mv)頻率（hz）振幅(mv)12.

48、99160.713.9361.6379.6222.07145.211.2522.99240.413.9363.5779.6221.98145.210.7332.99230.813.9362.7379.6221.51145.211.0442.99191.213.9355.7779.6222.17144.211.4253.98111.713.9362.3979.6222.52145.210.7662.99206.813.9370.8078.6121.71146.210.9872.99202.813.9363.3279.6222.47144.211.4982.99157.913.9365.4678.

49、6122.50144.210.6692.99172.513.9370.7078.6121.57143.210.971013.98121.313.9361.4678.6122.95144.212.01112.99226.013.9362.6278.6123.47144.210.49122.99300.013.9365.8278.6121.53145.510.88132.99914.413.9360.7278.6121.69145.211.07143.98133.413.9367.7279.6221.11144.210.72151.99199.213.9356.9177.6121.19144.210.82試驗(yàn)分析：分析表明，減振器使模型機(jī)懸梁的二階彎曲振動(dòng)的峰值減少。這說明鋼珠式減振器起到了較大阻尼作用，使懸梁二階彎曲振動(dòng)有新的抑制，改善了模型機(jī)的動(dòng)態(tài)性能。由此可見，以抑制懸梁垂直方向的二階彎曲振動(dòng)作為減振目標(biāo)而合理地采用鋼珠式減振器是成動(dòng)的。4.3.3試驗(yàn)方案三1.試驗(yàn)框圖及試驗(yàn)方法見方案一 2.試驗(yàn)條件模型機(jī)不工作。激振位置及槽號(hào)見圖（34）。使用的鋼珠規(guī)格有三種：8、10、12，使用鋼珠的多少以重量為條件，可能排不滿槽格，也可能有好幾層。 試驗(yàn)的安排（使用了正交試驗(yàn)方法）：本次試驗(yàn)的目的主要是為了說明混合