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三面切书机 设计

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三面切书机设计,三面切书机,设计

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三面切书机振动分析的阶次跟踪方法文章编号一一一三面切书机振动分析的阶次跟踪方法易立新,王民北京工业大学先进制造技术 实验室,北京摘要旋转机械的固有特性导致其在运行过程中会产生振动,当振动过于强烈时,会导致机器工作异常,甚至产生生产事故。如何有效地控制振动,成为工程技术人员的一个重要研究课题。采用阶次分析方法对三面切书机振动进行测试分析,确定振动产生的原因。为进一步的控制和降低三面切书机的振动提供参考和依据。关键词振动与波三面切书机阶次跟踪 振动测试中圈分类号珊文献标识码一环姓刀召材艺盯盯,而,沈一一一一对于印后加工的装订生产线,当其中的三面切书机的转速达到一定值的时候,其振动急剧增大,导致工作异常,致使整条生产线的生产效率无法提高。为了提高生产线的工作效率,必须分析三面切书机振动异常产生的原因,为降低三面切书机的振动及结构改进提供参考和依据。阶次跟踪方法旋转机械的振动与机械的转速有着密切的关系,如机械转轴的质量不平衡、轴线不对中、齿轮制造精度较低等都会引起机械系统振动。一个单轴或多轴组成的旋转机械,其激励主要是周期性激励,根据傅立叶变换,周期性信号是 由基波信号和一 系列频率为基波整数倍的谐波信号组成。旋转机械的激励信号也是由基波和谐波信号组成。机械系统会对激励产生同频率的响应。当机械系统 的转速改变时,激励的频率和幅值会随着机械转速的改变产生变化,机械系统的响应也会产生相应的变化,当激励频率与机械结构的固有频率接近或相等时,机械系统的振动会急剧增加,导致机械工作异常。阶次分析方法是识别旋转机械振动与旋转速度关系的重要方法之一。当旋转机械升降速 时,激励收稿日期刀一作者简介易立新一,男,湖北人,硕士研究生。力频率以及振动信号的频率随转速改变而变化。在这种情况下,不满足傅立叶变换对信号 的平稳性要求。因此不能用常规的频谱分析法进行分析。为了解决这一问题,在阶次分析中,对振动信号不再是等时间采样,而是采用等角度采样,即转轴每转过一定的角度对振动信号采样一次。采样频率随转速变化而变化,转速越高,采样频率越高,转速越慢,采样频率越低。在角域 内,振动信号变成了平稳信号。在角域内对振动信号进行谱分析得到的谱图称为阶次谱。谱图中横坐标反应旋转机械振动频率与转速的比值,即阶次,纵坐标反应振动信号的幅值。阶次分析的主要方法有阶次谱图、三维谱阵图和阶次谱阵图三种形式。阶次谱图是二维谱图,它显示 的是某一转速下振动幅值随转速阶次的分布。即横坐标是转速的阶次,纵坐标是振动的幅值。三维谱阵图又称瀑布图是旋转机械升、降速时振动信号分析的一种常用方法,以转速、频率和幅值构成三维坐标,三维谱阵图显示了振动信号频谱随转速的变化。由固有频率引起的振动频率不随转速的变化而变化,由转轴旋转产生的振动频率随转速变化而变化,三维谱阵图可识别机械 的固有频率。阶次谱阵图分别是以转速、阶次、阶次幅值谱为坐标,按等速间隔排列的一组阶次谱图。它比三维谱阵图更能精确地识别旋转机械与转速有关的振动特性。年月噪声与振动控制第期实验装置及测点和参考转速的选取实验仪器的选择本次实验采用 的仪器设备是丹麦公司的巧多分析系统软件,配有刃分析软件,阶 次分析软 件,加速度传感 器、红外线测速计。实验目的本次实验的目的是确定三面切书机高速运转时振动异常产生的原因,为降低振动提供参考依据。机不能长时间正常工作。书书书书书书书书助助、尹尹尸户户比比亡图三面切书机机构示意图图三面切书机的传动图测点安 排,如图所示,三 面切书机运动主要由两部 分组成,一是供纸轮将纸传送到切 纸 的位置,当切 纸完成后,供纸轮又将纸送离切纸的位置。二是偏心凸轮驱动刀架上下运动,切刀随刀架上下运动完成切纸 过 程。当供纸导轨振动过大时,导致纸张定位不准,切纸精度降低。刀架质量较大,其重力作用在凸轮上,是导致三面切书机振动最主要的激励源。因此测点选择在供纸导轨和刀架导轨上。由于切书机的机架是箱体结构,并且结构比较大,是整个机器的薄弱环节,在机架上也选择几个测点。参考转速的选择。图是三 面切书机驱动凸轮运动的传动系统,为了测量的方便,选择齿轮的传动轴转速作为参考转速。齿轮与齿轮的转速比。齿轮与凸轮同轴,参考转速与凸轮转速比也是。实验结果及分析三面切书机在空载下加速,一直加速到空载允许的最高转速,即本 小时。当切书机工作速度接近本 小时,振动开始急剧增加。当转速达到本小时,切书机振动变得十分剧烈,切书图三面切书机前阶阶次谱阵云图由于所有测点振动信号的谱图比较类似,选择机架导轨振动信号做分析。图、图分别是三 面切书机机架导轨振动信号的三维谱阵云图、阶次谱阵云图。从图可以看出,在处,当转速超过,三面切书机振动十分强烈。当转速超过,在处,三面切 书机同样振 动十分剧烈。而且振动频率没有随转速增加而增加。因此三面切书机在和附近存在固有频率。从图可以看出,在转速阶处,当参考转速接近,即本每小 时,振 动开始剧烈增加。当转速达到左右时,振动达到最大值。随后,振动随转速增加开始逐渐减小。当转速超过时,在转速阶处振动非常小,但在转速阶次,振动开始加剧,当转速达到时,振动幅值达到最大值。然后振动逐渐减弱。旋转机械升降速的过程 中,当转轴旋转产生的激励力基波及其谐波频率接近或等于机械结构的固有频率时,在基频或谐波频率处激起的振动较剧烈,当激励力基频或谐波频率离固有频率较远时,激起的振动越小。当参考转速达到时,参考转速的阶频率和凸轮转速的第八阶频率与固有频率最接近,在转速 的阶处,三 面切 书机 的振动较大。从图可以看出,三 面切 书机的固有频率是。在阶次处,当转速为时,凸轮轴激 励力 的次谐波频率也 与固有频率接近,振 动也较大。同样的道理,在参考转三面切书机振动分析的阶次跟踪方法速的阶处,当参考转速达到时,凸轮转速的次谐波频率与三 面切书机的固有频率接近。此时三面切书机 固有频率是。同志加湘、二待七一口目,“,二七二翻七瀚 瀚。二目一侧尸一认日以一巾川川呷一图切书机阶次谱图参考转速司回加妇 九二甲“二比白二湘“心,一,二肠肠”么热卜俨八犷牙幼声。,诸、一图切书机阶次谱图参考转速管激励力较大,在参考转速的阶次处和阶次处,振动仍小于时阶次处的振动。从上面的分析可知,导致切书机振动异常最主要的原因是参考转速转轴产生激励力的基次频率及凸轮轴产生激励力的八次谐波频率与三面切书机的固有频率接近或重合。要提高三面切书机的工作转速,一种方法是改进三面切书机的结构,尽可能提高三面切书机的固有频率。三面切书机采用的是偏心凸轮结构驱动刀架上下往复运动。刀架的重量作用在偏心凸轮,刀架越重,激励力越大 同样转速条件下,结构振动 的响应也越大。因此,减轻刀架质量也能够降低三面切书机的振动,提高工作转速。可 以通过采用轻质的铸铝件代替铸铁件做为刀架的材料。结语三面切书机的振动异常主要原因是参考转速转轴产生激励力的基次频率及凸轮轴产生激励力的八次谐波频率与三面切书机的 固有频率重合,导致三面切书机产生剧烈的振动。要提高三 面切书机的工作转速,必须尽可能的提高三面切书机的固有频率,让三面切书机的固有频率避开阶转速的频率。刀架的重 量是 三面切书机最主要的激励力。减小激励力,有助于降低三面切书机的振动,应尽量减轻三面切书机刀架的重量。参考文献, ,几,飞厂一一匕取出转速分别为的阶次图图和的阶次图图,当转速为时,在转速阶处,测点振动速度达到而,当转速为时,转速阶处振动很小,而阶处和阶处振动速度分别为而和。但都比转速为时转速阶处振动小。当转速为时,参考转速轴产生的激励力的基波和凸轮轴产生激励力的八次谐波都与固有频率接近,当转速为犯时,只有凸轮轴产生激励力的谐波频率与固有频率接近,参考转速的基波频率与固有频率相隔较远,尽巧