大型龙门铣床关键件的动态测试与分析

发布时间：2017-03-22 07:03

  本文关键词：大型龙门铣床关键件的动态测试与分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着精密机床向高速度,高精度,高柔度方向的迅速发展,除了要求机床重量轻,成本低,使用方便和具有良好的工艺性外,还着重要求机床具有愈来愈高的加工性能。机床的加工性能包括其加工质量和切削效率两个重要的方面,通常用被加工零件能达到的最高精度和表面光洁度来评定机床的加工质量,用金属切除率或切削用量的最大极限值来评定机床的切削效率。而机床的加工性能又与其动态性能紧密相关,事实证明,随着机床加工性能的不断提高,对机床动态性能的要求也愈来愈高。 本文以某机床集团自主研发与设计的大型龙门铣床为研究对象,对铣床较高转速下出现的振动异常现象及影响铣床动态性能的关键部件(摆角铣头与滑枕)进行了探究。 铣床在转速较高的条件工作时,其关键件摆角铣头出现明显的振动异常现象,就此对摆角铣头传动系统进行了阶次分析,发现引起振动异常的原因是传动系统中通过齿轮轴连接的两齿轮发生调至现象所引起的强迫振动,连接轴存在严重的不平衡。并且提出与关键件第一阶固有频率重合的强迫固有振动所对应的工作转速,工作时应尽量避免在此转速下工作。 利用锤击实验分析的方法对关键件摆角铣头壳体与摆角铣头部件进行了实验模态分析,获取摆角铣头壳体与部件的前几阶固有频率与模态振型,并得出结构设计上存在的不足与缺陷。采用ODS(Operating Deflection Shapes)与锤击两种测试方法对摆角铣头与滑枕进行了对比实验分析,并且对不同转速下的ODS实验结果进行了对比,一方面得到了摆角铣头与滑枕的薄弱环节,一方面通过不同测试方法的对比分析,得到了各种测试方法的优缺点与适用场合,并且提高了整个实验模态分析的准确度。 采用PRO/E三维制图软件对摆角铣头壳体,摆角铣头部件及滑枕建模,利用ANSYS模态分析分别对其进行了理论模态分析,获取其固有频率与模态振型,理论与实验的固有频率误差率均在15%以内,各阶模态振型基本一致,提出了关键件的薄弱环节,并且总结了ANSYS模态分析与实验模态分析的优缺点。
【关键词】：振动测试 ODS测试方法 阶次分析 模态分析
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG51
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 机床动态研究概况8-12
• 1.1.1 机床动态特性研究的内容8-9
• 1.1.2 机床动态特性研究的方法9-12
• 1.1.3 机床动态特性的实验研究12
• 1.2 动态测试技术的发展现状12-13
• 1.3 课题来源及研究内容13-16
• 1.3.1 课题来源13
• 1.3.2 本课题的研究内容13-16
• 第2章 铣床关键件的实验模态分析16-38
• 2.1 模态分析的基本理论16
• 2.2 实验模态分析16-17
• 2.3 模态分析的测试技术17
• 2.4 试验结构的支撑方式17-19
• 2.5 摆角铣头壳体的实验模态分析19-29
• 2.5.1 支撑方式20-21
• 2.5.2 激励方式及测点的选择21-22
• 2.5.3 测试结果与分析22-27
• 2.5.4 摆角铣头壳体实验与有限元分析对比27-29
• 2.6 摆角铣头部件的试验模态分析29-37
• 2.6.1 支撑方式29-30
• 2.6.2 激励方式及测点的选择30-31
• 2.6.3 测试结果与分析31-36
• 2.6.4 摆角铣头壳体实验与有限元分析对比36-37
• 2.7 本章小结37-38
• 第3章 基于ODS测试方法的铣床关键件的模态分析38-50
• 3.1 ODS分析的相关理论38-39
• 3.2 实验模态分析与ODS分析的比较39-40
• 3.3 摆角铣头与滑枕的ODS测试与分析40-48
• 3.3.1 测试系统及测点的选择40
• 3.3.2 铣刀以1600RPM空转测试结果与分析40-43
• 3.3.3 不同转速下铣头整机与滑枕ODS对比分析43-46
• 3.3.4 摆角铣头与滑枕实验与有限元分析对比46-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第4章 摆角铣头的阶次分析50-65
• 4.1 阶次跟踪分析50-57
• 4.1.1 阶次跟踪分析原理50-52
• 4.1.2 阶次分析的实现方法52-54
• 4.1.3 阶次分析的内容54-56
• 4.1.4 主要分析手段56-57
• 4.2 摆角铣头的阶次分析57-64
• 4.2.1 测量仪器的选择57-58
• 4.2.2 测点的选择58-59
• 4.2.3 参考转速的选择59
• 4.2.4 实验结果与分析59-64
• 4.3 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文69-70
• 致谢70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李峰;徐长航;刘初升;李洪涛;;基于振动测试的海洋平台损伤识别试验研究[J];煤炭技术;2011年08期

2 陈兵;张雷;尹忠俊;;基于虚拟样机技术的大型煤粉筛运动学特性研究[J];矿山机械;2011年09期

3 王庆云;王辉林;;加工中心旋转机械振动测试与故障分析[J];机械研究与应用;2011年03期

4 廖平;邓方平;;高速数控车床切削的动态特性测试与分析[J];郑州大学学报(工学版);2011年03期

5 胡传双;文伟;周海滨;云虹;;基于局部单元模态柔度差值的木质梁模拟缺陷检测[J];北京林业大学学报;2011年05期

6 蔡恒;万年红;陈红琳;;横切机组带钢振动纹产生机理及其预防[J];宝钢技术;2011年04期

7 张保中;;振动筛引起的楼板振动测试和数据分析[J];科技传播;2011年13期

8 陈忠辉;张文金;;粗轧机电机冷却风机的故障诊断与分析[J];中国设备工程;2011年09期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 白国良;李红星;陈爱国;朱佳宁;;某工业厂房动力特性测试[A];振动利用技术的若干研究与进展——第二届全国“振动利用工程”学术会议论文集[C];2003年

2 王柏生;;基于振动测试的大跨桥梁损伤检测[A];振动工程学报（工程应用专辑）[C];2001年

3 方铭;罗银淼;;城市人行天桥振动测试研究[A];华东五省振动工程学会第五届学术交流会论文集[C];2001年

4 王晓;曹云;陈亮;杜涵文;殷立新;;SSRF中BPM支撑的机械稳定性分析(英文)[A];第三届全国粒子加速器技术学术交流会论文集[C];2007年

5 应怀樵;张彬;赵增欣;;振动测试仪器相位差精度的比较研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

6 高玉龙;郭文武;高杨;;郑州黄河桥连接减振分析及实验[A];第七届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ卷）[C];1998年

7 卓红艳;;光纤传感器在平台振动测试中的应用研究[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年

8 黄惠仪;詹胜;刘守圭;刘耀鹏;陈树辉;;蓑衣滩水电站房振动模态测试与分析[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年

9 王金刚;董正身;赵永立;邓建交;;便携式车辆振动测试分析系统的应用研究[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

10 李斯海;王昆明;罗崇篪;卓效明;;仙岳山隧道施工爆破振动测试及理论分析[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 叶桂华邋通讯员 刘月青 李洁 实习生 高文霞;东华：令国内外振动测试领域耳目一新[N];泰州日报;2007年

2 ;硬件背后的故事[N];电脑报;2004年

3 本报记者 赵三明;模拟测试技术可大幅降低制造商开发成本[N];中国工业报;2009年

4 文兆新;北工大建成特色科研梯队[N];光明日报;2005年

5 田日飞;桥梁结构附加荷载动态测试项目通过鉴定[N];中国交通报;2006年

6 ;硬件背后的故事[N];电脑报;2004年

7 郭娜;介绍GSM／GPRS移动终端射频性能和环境适应性测试[N];人民邮电;2005年

8 刘洋;俄海军舰艇上种蔬菜[N];中国国防报;2006年

9 本报记者 代希泽;GPS主流液晶屏知识[N];当代汽车报;2008年

10 陈湘京;市场混战 笔记本电脑……期待品质回归[N];中国电脑教育报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 孙砚飞;基于光纤光栅传感的桥梁损伤识别与评估系统研究[D];武汉理工大学;2008年

2 唐斌;基于精确动态刚度矩阵法的内燃机轴系扭转、纵向及弯曲三维耦合振动研究[D];大连理工大学;2006年

3 邹万杰;基于振动测试的杆系钢结构损伤识别研究[D];武汉理工大学;2009年

4 袁颖;桥梁结构损伤识别方法的相关问题研究[D];大连理工大学;2006年

5 黄玉波;MEMS力学特性测试及可靠性分析中若干关键问题的研究[D];天津大学;2008年

6 刘卫丰;地铁列车运行引起的隧道及自由场动力响应数值预测模型研究[D];北京交通大学;2009年

7 孙晓静;地铁列车振动对环境影响的预测研究及减振措施分析[D];北京交通大学;2008年

8 靳建明;土密实度瞬态振动测试的分析方法研究[D];浙江大学;2004年

9 张辉东;水电站厂房结构的非线性和耦联振动分析与模态参数识别[D];天津大学;2007年

10 门秀花;温变环境下测试信号传输的稳定性分析[D];南京航空航天大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张飞;大型龙门铣床关键件的动态测试与分析[D];北京工业大学;2009年

2 戴德山;摩托车降振试验研究[D];重庆大学;2004年

3 黄文;数字图像处理技术在梁索结构振动测试中的应用研究[D];广州大学;2011年

4 刘玉秋;虚拟振动测试分析系统的设计[D];华北电力大学（河北）;2004年

5 梁劲松;振动信号处理的小波方法[D];武汉理工大学;2003年

6 李泉材;基于DSP和嵌入式技术的设备巡检系统关键技术研究[D];郑州大学;2004年

7 刘保国;复杂隔振系统振动传递特性及实验研究[D];山东大学;2007年

8 于红;离心泵滚动轴承故障诊断方法研究及应用[D];中国石油大学;2008年

9 董绍江;摩托车振动检测及其诊断[D];重庆理工大学;2009年

10 朱文英;FFT+FT频谱校正精度分析及其在动力总成振动测试中的应用[D];华南理工大学;2010年

  本文关键词：大型龙门铣床关键件的动态测试与分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：261061