圆锯片横向振动控制的研究

发布时间：2017-06-07 23:16

  本文关键词：圆锯片横向振动控制的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：圆锯片是工业生产中一种重要的切削工具,具有性能优越、切削效率高以及操作便捷等优点。在生产过程中减小圆锯片的厚度,可以减小锯路损失,节约材料,降低生产成本,因此圆锯片的薄型化是未来发展趋势。然而圆锯片厚度减小以后,由于其直径较大,横向刚度低,导致圆锯片在切削加工过程中极易引起变形、激发振动,进而引起钢管切削质量变差、圆锯片磨损加剧和圆锯片使用寿命下降等问题。而且随着圆锯片转速的提高,圆锯片振动越大,其稳定性也就越差。因此对圆锯片切削稳定性理论和技术问题的深入研究,提高圆锯片的稳定性,减小其在切削加工过程中的横向振动,不但具有重大理论意义,而且具有重要的工程使用价值。对圆锯片在锯切过程中的受力、圆锯片主要振动形式及圆锯片振动产生的原因进行了分析,同时也对其固有频率和动态特性进行了分析,得到了影响圆锯片固有频率的因素和导致圆锯片动态失稳的原因。对圆锯片常规导向装置系统结构进行了详细介绍,并对其工作原理进行了分析。在常规导向装置系统基础上,设计了一种圆锯片主动控制导向装置,该装置引入位移传感器、控制器以及气动伺服阀等部件。对圆锯片主动控制导向装置的工作原理及其工作过程进行了分析说明。使用FLUENT软件对主动控制导向装置的两种结构进行仿真分析,得到了不同缝隙下气体压力在圆锯片上的分布,并得到在导向装置结构A对圆锯片作用下中心半径0.02m范围内的气穴内压力分布比较均匀,然后在缝隙内逐渐衰减,经分析该结构可采用的缝隙h取值范围为0.03~0.07mm,压缩空气对其的支承刚度为115039(N/mm);导向装置结构B对圆锯片作用下气体压力由导向装置中心向外逐渐衰减,经过分析可采用的缝隙h取值范围为0.03~0.05mm,压缩气体对圆锯片的支承刚度为202251(N/mm);经对比,导向装置结构B能够为圆锯片提供更大的支承刚度,对圆锯片横向振动控制比较有利。在AMESim软件中分别建立圆锯片常规导向装置系统和主动控制导向装置系统的仿真模型,仿真分析圆锯片在受到不同横向力作用时,两种导向装置对圆锯片横向振动的控制效果。经对比仿真分析,得出在主动控制导向装置作用下圆锯片横向振动的振幅明显小于常规导向装置,在发生振动后回复到平衡位置所需的时间也更短。结果表明:圆锯片主动控制导向装置对圆锯片的横向振动控制更加及时有效,显著提高了圆锯片的稳定性。综上所述,本文首先对圆锯片自身振动进行分析,而后在对常规导向装置系统研究的基础上设计了圆锯片主动控制导向装置系统,对设计的圆锯片主动控制导向装置系统进行仿真分析,结果表明:与常规导向装置相比,设计的主动控制导向装置可以更加及时有效地控制圆锯片的横向振动,显著提高圆锯片的稳定性。
【关键词】：圆锯片 横向振动 导向装置 主动控制
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG717
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 课题研究的背景和意义13-14
• 1.2 圆锯片振动控制的研究现状14-20
• 1.3 课题主要研究的内容20-21
• 1.4 本章小结21-23
• 第二章 圆锯片动态特性研究23-33
• 2.1 圆锯片锯切受力分析23-25
• 2.2 圆锯片的振动特性分析25-30
• 2.2.1 圆锯片主要振动形式25-26
• 2.2.2 圆锯片固有频率的分析26-30
• 2.3 圆锯片的动态稳定性30
• 2.4 本章小结30-33
• 第三章 圆锯片导向装置系统的研究33-45
• 3.1 圆锯片常规导向装置系统33-36
• 3.1.1 圆锯片常规导向装置系统结构33-34
• 3.1.2 圆锯片常规导向装置工作原理34-36
• 3.2 圆锯片主动控制导向装置系统36-39
• 3.2.1 圆锯片主动控制导向装置系统结构37
• 3.2.2 圆锯片主动控制导向装置工作原理37-39
• 3.3 圆锯片主动控制导向装置系统部件39-43
• 3.3.1 气动系统的选用39-40
• 3.3.2 圆锯片主动控制导向装置系统部件的选用40-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第四章 圆锯片主动控制导向装置受力分析45-59
• 4.1 主动控制导向装置中气体流态的确定45-47
• 4.2 主动控制导向装置与圆锯片之间的受力47-54
• 4.3 主动控制导向装置中气体对圆锯片的阻尼力54-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 圆锯片的横向振动控制仿真分析59-77
• 5.1 圆锯片导向装置系统AMESim模型的建立和仿真参数设置59-62
• 5.1.1 圆锯片导向装置系统AMESim模型的建立59-61
• 5.1.2 仿真参数设置61-62
• 5.2 圆锯片常规导向装置振动控制的仿真分析62-66
• 5.3 圆锯片主动控制导向装置振动控制仿真分析66-69
• 5.4 两种导向装置对圆锯片横向振动控制的对比分析69-73
• 5.5 主动控制导向装置不同参数对系统的影响73-76
• 5.5.1 气源压力的不同对导向装置的影响73-75
• 5.5.2 施加外力的频率对圆锯片导向装置的影响75-76
• 5.6 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 全文总结77-78
• 6.2 工作展望78-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 攻读硕士期间发表的论文84

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