立式车床主轴系统动态特性分析
时间:2019-07-29 10:19:26 来源:
立式车床主轴体系是机床发生振动的关键部件,剖析主轴的动态特性能够了解机床的抗振能力和变形方式。剖析中将主轴与支撑轴承简化成一个弹性体系,同时将主轴旋转发生的离心力当作结构的预应力,该方法为主轴类零件的动态剖析供给了新的思路。
1、主轴模态剖析
当立式车床主轴滚动时,质心会偏离轴线使轴发生方向周期性改变的惯性力,这一惯性力是激起轴的横向振动的主要原因。当主轴转速接近或通过本身临界转速时,其振动会显得异常激烈。模态剖析能够确定机构的固有频率和振型,从而防止主轴工作时发生过大振动。
2、主轴谐响应剖析
谐响应剖析是研究物体遭到一定频率范围内激振力时发生的变形和应力改变情况,研究对象主轴所遭到的约束条件与模态剖析相同,施加载荷为60N·m的转矩。别离以长轴和短轴前端一点进行位移变形的数据采集,采样距离4Hz,在转矩载荷0Hz~80Hz实验区间均匀得到20个采样点。采样频率处的核算数据连接成如图4、图5所示的曲线,能够剖析主轴在该频率区间受载荷下的变形情况。
3、结论
本文在模态剖析过程中考虑了轴承的支撑刚度,并将主轴旋转发生的离心应力作为预应力,求解得出所设计主轴的低阶固有频率和振型。对比成果显示空心短轴的动力学特性比长轴的更好。本文还对其做了谐响应剖析,成果表明在一定频率改变的正弦力作用下空心短轴结构的受力变形更小,这也与模态剖析的成果相吻合。
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