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機(jī)械振動范文第1篇

【關(guān)鍵詞】機(jī)械加工；振動成因；有效措施；維護(hù)措施

1前言

隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)中的應(yīng)用愈加廣泛。機(jī)械生產(chǎn)能夠一改傳統(tǒng)生產(chǎn)的弊端，不僅能過提高生產(chǎn)效率，同時也能夠提高生產(chǎn)精度，保障產(chǎn)品質(zhì)量，是企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。但由于我國企業(yè)自動化生產(chǎn)模式、技術(shù)還不夠完善，機(jī)械加工過程中很容易出現(xiàn)振動問題。機(jī)械振動問題不僅會影響生產(chǎn)環(huán)境，同時也會影響生產(chǎn)精度，產(chǎn)品質(zhì)量無法獲得保障。因此，企業(yè)必須要重視機(jī)械振動問題，搞好機(jī)械運(yùn)作質(zhì)量。

2機(jī)械加工過程中振動產(chǎn)生的原因

2．1自然振動

由于機(jī)械的構(gòu)造非常復(fù)雜，在通電之后，機(jī)械會受到電力驅(qū)使進(jìn)行運(yùn)作。由于機(jī)械內(nèi)部的機(jī)械零部件非常多，在使用過程中機(jī)械零件急速運(yùn)轉(zhuǎn)，不同零件受空氣阻力，進(jìn)而產(chǎn)生振動?？梢哉f，自然振動是機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中不可避免的振動問題，也是最常見、原理最為簡單的振動類型。同時，自然振動還包括外部因素影響，生產(chǎn)地不平、風(fēng)力因素等影響。通常情況下，機(jī)械各個運(yùn)作零件都有一個磨合期，在剛剛接通電流時會產(chǎn)生明顯振動，隨著不同零件正常運(yùn)轉(zhuǎn)，起振動力機(jī)會逐漸削弱?？傊?，自然振動是受技術(shù)、環(huán)境的影響，是不可避免的振動問題，對機(jī)械整體運(yùn)作不會產(chǎn)生明顯影響。

2．2自激振動

有關(guān)調(diào)查研究顯示，自然振動雖然是一種不可控問題，但如果不加以限制即會產(chǎn)生自激振動。自激振動相比自然振動來說，就會對機(jī)械主體產(chǎn)生一定的傷害，輕則運(yùn)作零部件松動、重則造成機(jī)械短路燒毀電線以及零件破損。自激振動即是機(jī)械主體顫振，機(jī)械在正常加工中出現(xiàn)高頻率振動，嚴(yán)重影響工業(yè)生產(chǎn)。機(jī)械加工產(chǎn)生顫動的原因主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):(1)機(jī)械在加工過程中，由于加工主體硬度突然變化，刀具運(yùn)作頻率突然改變，進(jìn)而發(fā)生刀崩問題后，即會因為內(nèi)部零件運(yùn)作不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生自激振動。(2)機(jī)械中的各個零部件在生產(chǎn)中，由于刀具與零件之間契合度不足或生產(chǎn)規(guī)格不規(guī)范，而產(chǎn)生運(yùn)作沖突，進(jìn)而產(chǎn)生自激振動。(3)機(jī)械刀具質(zhì)量不過關(guān)，剛性較差，在生產(chǎn)過程中刀桿振動，進(jìn)而帶動機(jī)械整體振動。(4)在機(jī)械生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)刀具與產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)格相沖突，導(dǎo)致切削量無法滿足標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而出現(xiàn)自激振動。總體來說自激振動主要是由機(jī)械內(nèi)部因素所引起的問題，主要是機(jī)械刀具或零部件之間的問題而產(chǎn)生的自激振動。但是在自激振動中，振動周期會出現(xiàn)一定變化。

2．3強(qiáng)迫振動

強(qiáng)迫振動與自激振動不同，強(qiáng)迫振動通常受外界因素與內(nèi)部因素所產(chǎn)生的振動問題。其內(nèi)部因素主要是指:機(jī)械加工生產(chǎn)中，會由于機(jī)械各個部門零件所產(chǎn)生的離心振動，繼而導(dǎo)致機(jī)械整體振動。在加工中由于機(jī)械內(nèi)的砂輪、皮帶輪、齒輪、電機(jī)轉(zhuǎn)子在快速運(yùn)作中會產(chǎn)生一定的能量偏移(見圖1)，即機(jī)械運(yùn)作中不平衡現(xiàn)象，進(jìn)而造成運(yùn)作慣性，迫使機(jī)械產(chǎn)生振動。再者，導(dǎo)致強(qiáng)迫振動的原因可能由于機(jī)械質(zhì)量不過關(guān)或機(jī)械故障引起，例如軸承軌道規(guī)格不過關(guān)或損壞等問題。外部因素主要是由于人為因素影響，在實際操作中，由于工作人員常關(guān)常開，由于機(jī)械在啟動中需要一定的適應(yīng)期，讓各個零件相磨合，進(jìn)而出現(xiàn)振動問題。

3機(jī)械加工過程中振動問題解決措施

3．1自然振動解決措施

自然振動是機(jī)械運(yùn)作中不可避免的振動現(xiàn)象，因此，為了減少噪音影響，避免產(chǎn)生自激振動，要避免機(jī)械直接接觸剛性物質(zhì)，如鋼鐵工具等，同時，也可以在機(jī)械支撐點(diǎn)安放“腳墊”，避免機(jī)械金屬直接接觸地面，減少機(jī)械與地面之間的互剛性。

3．2自激振動解決措施

產(chǎn)生自激振動的主要原因是由于機(jī)械內(nèi)部問題，因此，必須要從機(jī)械自身作出發(fā)點(diǎn)。對于大型生產(chǎn)企業(yè)來說，在生產(chǎn)機(jī)械過程中，可以將振動源進(jìn)行分離，或者在機(jī)械內(nèi)部添加一些軟性墊板，形成振動緩沖，減少振動頻率，進(jìn)而減低機(jī)械整體振動頻率。想要緩解自激振動，可以從以下幾點(diǎn)出發(fā):(1)機(jī)械零部件參數(shù)對機(jī)械自激振動有著較大影響。因此，可以針對自激振動原理或者生產(chǎn)主體參與，合理選擇機(jī)械零部件，通常情況下，由于刀具參數(shù)都是固定的，其具有一定的運(yùn)作范圍，通常在生產(chǎn)中，想要減低刀具在生產(chǎn)中的自激振動，必須要保障生產(chǎn)參與刀具參數(shù)在0．7mm之內(nèi)，進(jìn)而滿足刀具標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)范圍中。同時，工作人員可以對刀具偏角進(jìn)行調(diào)整，擴(kuò)大刀具主偏角或前角。刀具的后角角度盡量控制在一定角度內(nèi)，盡量保障后角角度較小，提高切割面深度，減低生產(chǎn)中的摩擦，進(jìn)而減少自激振動的發(fā)生幾率(見圖2)。(2)降低重疊系數(shù)能夠減少機(jī)械振動頻率。通常情況下，重疊系數(shù)主要是以“μ”來表示，通過加工形式、刀具紋理、加工工具紋理、運(yùn)作用量來表示。經(jīng)實踐表明，通過增加刀具、交工工具紋理能夠有效降低自激振動率。在進(jìn)行螺紋零部件加工生產(chǎn)中，μ值通常為0，這時機(jī)械整體不會發(fā)生自激振動。刀具在切斷零部件時，其μ值會達(dá)到1，機(jī)械再生效果非常明顯，因此，可以通過改變交工工具、刀具的紋理來降低μ值，進(jìn)而減少機(jī)械自激振動概率。

3．3強(qiáng)迫振動的解決方法

機(jī)械受內(nèi)部、外部因素影響，在正常運(yùn)作中會產(chǎn)生強(qiáng)迫振動，其主要因素是由于周期性外部因素所導(dǎo)致，因此，需要以周期外部因素為著手點(diǎn):(1)隔離外來振動:在生產(chǎn)加工時，需要盡量保障內(nèi)部生產(chǎn)與外界相隔離，即阻隔外部振動干擾因素。同時，也可以在機(jī)械表面添加一塊軟件墊板，進(jìn)而降低外部振動因素對機(jī)械影響。(2)降低激振力:激振力主要是由于機(jī)械內(nèi)部零件運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均而產(chǎn)生的振動，通過降低機(jī)械運(yùn)作中的離心力與沖擊力即可降低強(qiáng)迫振動。首先針對砂輪、電機(jī)轉(zhuǎn)子、高速運(yùn)轉(zhuǎn)元件等進(jìn)行平衡調(diào)試，并安裝平衡裝置。再者，就是提高機(jī)械內(nèi)傳動裝置的穩(wěn)定性，減少傳動中的振動力，將傳動皮帶規(guī)格設(shè)置成長短一致，盡量減少皮帶接頭，并用斜齒輪來替代直齒輪，減少運(yùn)作中的內(nèi)部振動，進(jìn)而減少強(qiáng)迫振動率。

4結(jié)語

機(jī)械振動產(chǎn)生原因有很多種，大體上可分為外部因素與內(nèi)部因素;可控因素與不可控因素。但主要原因是機(jī)械主體因素，是由于科學(xué)技術(shù)并未達(dá)到一定高度。因此，機(jī)械振動問題通常只能緩解、改善，無法從根本上解決。

參考文獻(xiàn):

［1］秦海亮．機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的成因及解決措施探討［J］．現(xiàn)代職業(yè)教育，2016(17):30～31．

［2］吳舒．機(jī)械加工過程中機(jī)械振動成因及改善措施研究［J］．橡塑技術(shù)與裝備，2015(24):81～82．

機(jī)械振動范文第2篇

【關(guān)鍵詞】機(jī)械加工；振動；原因；控制方法

1 機(jī)械加工過程中的振動分類

1.1 自由振動

當(dāng)振動系統(tǒng)受到初始干擾力（又稱激振力）的作用而破壞了平衡狀態(tài)后，去掉激振力或約束后所發(fā)生的振動，稱為自由振動。由于系統(tǒng)總是存在阻尼，故自由振動總是衰減的，因此，一般來說，自由振動對加工過程的影響不大。自由振動的特性取決于系統(tǒng)本身，即其固有頻率，振型取決于振動系統(tǒng)的質(zhì)量和剛度。

1.2 強(qiáng)迫振動

在外界周期性干擾力的作用下，系統(tǒng)受迫產(chǎn)生的振動稱為強(qiáng)迫振動。由于有外界周期性干擾力作能量補(bǔ)充，所以振動能夠持續(xù)進(jìn)行。只要外界周期性干擾力存在，振動就不會因阻尼而停止。強(qiáng)迫振動的頻率等于外界周期性干擾力的頻率或者是它的整數(shù)倍。

1.3 自激振動

由振動系統(tǒng)自身產(chǎn)生的交變力激發(fā)和維持的一種周期性振動稱為自激振動。切削過程中產(chǎn)生的自激振動也稱為顫振。

2 機(jī)械加工過程中振動產(chǎn)生的原因分析

2.1 自由振動產(chǎn)生的原因

在機(jī)械加工中，自由振動是最簡單的振動，所占振動比率僅5%左右，引起自由振動的主要原因有：（1）在機(jī)械設(shè)備加工過程中，切削力突然發(fā)生變化引起自由振動。（2）機(jī)械加工設(shè)備在加工時，外界力對其產(chǎn)生沖擊而引起自由振動。機(jī)械加工過程產(chǎn)生的自由振動過程沒有外來能量的補(bǔ)充，其振動一般會因阻尼的作用而迅速衰減，可見，自由振動對機(jī)械加工過程影響較小，但是自由振動在一定條件下誘發(fā)產(chǎn)生自激振動。

2.2 強(qiáng)迫振動產(chǎn)生的原因

機(jī)械加工過程中強(qiáng)迫振動產(chǎn)生的主要原因有工藝系統(tǒng)內(nèi)部和外部兩方面因素。

工藝系統(tǒng)內(nèi)部因素造成強(qiáng)迫振動的原因：一是離心慣性力引起的振動。在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸節(jié)、皮帶輪、砂輪以及被加工的高速回轉(zhuǎn)工件會發(fā)生不平衡現(xiàn)象，這種不平衡會產(chǎn)生離心慣性力，從而引發(fā)強(qiáng)迫振動，所引發(fā)振動頻率與這些元件每秒鐘的相應(yīng)轉(zhuǎn)數(shù)大致相等。二是機(jī)械加工系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)存在缺陷。有些傳動中的旋轉(zhuǎn)零件存在制造誤差或者裝配誤差，這些誤差會引發(fā)周期性的干擾力，導(dǎo)致強(qiáng)迫振動的產(chǎn)生。三是機(jī)械加工時存在的間歇特性。當(dāng)加工件的加工部位與間斷部分具有一定的節(jié)奏交替時，很容易產(chǎn)生周期性的激振力，從而引發(fā)強(qiáng)迫振動。

工藝系統(tǒng)外部因素造成強(qiáng)迫振動的原因：一是地基振動因素，典型的有機(jī)械加工現(xiàn)場周圍存在引起地基強(qiáng)烈振動，如，空氣壓縮機(jī)、大型沖床、大型鍛錘等設(shè)備等。二是具有往復(fù)運(yùn)動部件的機(jī)械加工設(shè)備在加工過程中，液壓系統(tǒng)中液壓件的沖擊現(xiàn)象，運(yùn)動部件進(jìn)行換向時產(chǎn)生的慣性力均會引起強(qiáng)迫振動。

2.3 自激振動產(chǎn)生的原因

自激振動產(chǎn)生的原因主要有以下方面：一是在機(jī)械加工的切削過程中，切屑與刀具、刀具與工件之間的摩擦力發(fā)生了變化引起自激振動。二是由于機(jī)械加工工件內(nèi)部硬度不均勻造成刀具崩刀后與加工設(shè)備發(fā)生自激振蕩。三是機(jī)械加工裝備中的刀具安裝剛性差，導(dǎo)致刀桿顫動而引發(fā)自激振蕩。四是機(jī)械加工設(shè)備加工細(xì)長軸等工件時，由于其剛性相對較差，加工工件的表面不可避免地產(chǎn)生現(xiàn)波紋或者錐度，導(dǎo)致自激振蕩的發(fā)生。

3 降低機(jī)械振動的措施

據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，在機(jī)械加工產(chǎn)生的振動比率中，強(qiáng)迫振動約占30%，自激振動約占65%，而自由振動只占5%左右，并且其振動通常情況下迅速衰減，對機(jī)械加工過程的影響極小。而其他類型的振動不能自然衰減，危害很大。因此，降低機(jī)械振動的關(guān)鍵在于降低強(qiáng)迫振動和自激振動。

3.1 減少強(qiáng)迫振動的措施

機(jī)械加工中產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動是由周期性激振力引起，強(qiáng)迫振動的頻率總是與干擾力的頻率相等或是其倍數(shù)，因此消除或者減少這種振動的首要問題是找出振動源。

3.1.1 減小激振力

激振力是由機(jī)械加工過程中回轉(zhuǎn)的不平衡質(zhì)量引起的，減小激振力就是減小因回轉(zhuǎn)元件的不平衡所引起的離心慣性力及沖擊力，一是對砂輪、電動機(jī)轉(zhuǎn)子及刀盤等600rad/min以上的高速回轉(zhuǎn)元件進(jìn)行靜平衡與動平衡，或者設(shè)置自動平衡裝置。二是提高傳動裝置的穩(wěn)定性，如，機(jī)械加工設(shè)備所用的傳動皮帶長短一致、無接頭或者少接頭、盡量用斜齒輪代替直齒輪、在主軸上安裝飛輪、高精度與小功率加工設(shè)備使動力源與機(jī)床脫離等措施。三是提高傳動的穩(wěn)定性，改善以聯(lián)軸器相聯(lián)的各軸軸心線間的同軸度，從高速軸或主軸上除去帶動油泵的凸輪，同時提高制造精度和裝配質(zhì)量。

3.1.2 隔離外來振動的影響

將機(jī)械加工系統(tǒng)的電動機(jī)、油泵等某些動力源與機(jī)床分開，或用隔振材料將機(jī)械加工設(shè)備與地面隔開，如，將具有彈性的木板或者硬膠皮墊在磨床砂輪電動機(jī)底座與墊板之間，在機(jī)械加工設(shè)備機(jī)床周圍挖防振溝，等等。

3.1.3 增加系統(tǒng)阻尼

增大阻尼是提高動剛度和振動穩(wěn)定性的有效措施，主要方法是在機(jī)床主軸上加裝電流變液阻尼器、對滾動軸承適當(dāng)預(yù)緊、將型砂或混凝土等阻尼材料填充在支承件的零部件臂中，在機(jī)械加工系統(tǒng)中的承受彎曲振動的支承件的表面噴涂一層有高內(nèi)阻和較高彈性模量的黏性材料等。提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動剛度的主要方法是提高加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)件剛度。

3.2 減少自激振動的措施

自激振動主要影響因素來源于受切削過程中的工藝系統(tǒng)內(nèi)部，因此對自激振動控制應(yīng)該從機(jī)械加工中的切削用量、刀具幾何參數(shù)以及切削過程中的阻尼進(jìn)行控制，減小或消除自激振動。

3.2.1 合理選擇切削用量

切削用量是指切削速度、進(jìn)給量和切削深度三者的總稱。切削速度對刀具壽命有非常大的影響.提高切削速度時，切削溫度就上升，而使刀具壽命大大縮短.加工不同種類、硬度的工件，切削速度會有相應(yīng)的變化。

3.2.2 合理選擇刀具幾何角度

基本角度分別是在正交平面內(nèi)的前角、后角；在切削平面內(nèi)的刃傾角；在基面內(nèi)的主偏角、副偏角。派生角度是刀尖角、楔角。因為前角、后角和楔角之和等于90°。在不同的測量面內(nèi)，都可以定義前角或后角。例如：在正交平面、法平面、切深平面、進(jìn)給平面內(nèi)都有其對應(yīng)的前角和后角。

（1）阻尼器的應(yīng)用。阻尼器是利用固體或液體的阻尼來消耗振動的能量，實現(xiàn)減振。阻尼器的減振效果與其運(yùn)動速度的快慢、行程的大小有關(guān)。運(yùn)動越快、行程越長，則減振效果越好。故阻尼器應(yīng)裝在振動體相對運(yùn)動最大的地方。

（2）吸振器的應(yīng)用。吸振器又分為動力式吸振器和沖擊式吸振器兩種：①動力式吸振器它是利用彈性元件把一個附加質(zhì)量塊連接到系統(tǒng)上，利用附加質(zhì)量的動力作用，以此來減弱振動；

②沖擊式吸振器它是由一個在殼體內(nèi)自由沖擊的質(zhì)量塊和一個與振動系統(tǒng)剛性連接的殼體組成的。每當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)發(fā)生振動時，由物體往復(fù)運(yùn)動沖擊殼體消耗了振動的能量，所以可減小振動。

3.2.3 合理調(diào)整振型的剛度比，提高加工系統(tǒng)動態(tài)特性

（1）提高加工系統(tǒng)的剛度

提高加工系統(tǒng)的剛度，特別是薄弱環(huán)節(jié)的剛度，便可有效提高機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對滾動軸承施加預(yù)載荷、提高各零件結(jié)合面間的接觸剛度、鏜孔時鏜桿加上鏜套、加工細(xì)長軸時采用中心架或跟刀架等等措施都可提高加工系統(tǒng)剛度。

（2）增加加工系統(tǒng)的阻尼

阻尼比用于表達(dá)結(jié)構(gòu)阻尼的大小，是結(jié)構(gòu)的動力特性之一，是描述結(jié)構(gòu)在振動過程中某種能量耗散的術(shù)語，引起結(jié)構(gòu)能量耗散的因素（或稱之為影響結(jié)構(gòu)阻尼比的因素）很多，加工系統(tǒng)的阻尼來源于結(jié)合面上的摩擦阻尼、工件材料的內(nèi)阻尼（材料內(nèi)摩擦產(chǎn)生的阻尼稱內(nèi)阻尼）及其它附加阻尼。不同材料的內(nèi)阻尼不同，機(jī)床床身、立柱等大型支承件一般用鑄鐵制造，因為鑄鐵的內(nèi)阻尼比鋼大，如何增加加工系統(tǒng)的阻尼這方面需要我們進(jìn)行認(rèn)真的研究。

參考文獻(xiàn)：

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[2]，張炳生，衛(wèi)美紅.機(jī)床的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2012（4）.

機(jī)械振動范文第3篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械振動；等軸晶；形成機(jī)理

1 機(jī)械振動對凝固組織的影響

金屬凝固過程中形成的柱狀晶和等軸晶是兩種典型的凝固組織。柱狀晶往往惡化材料的力學(xué)性能與工藝性能，而等軸晶由于其晶界面積大，晶粒之間的位向不同，缺陷分布比較分散，因此有利于材料綜合性能的優(yōu)化。

獲得均勻分布的細(xì)小等軸晶，對金屬的凝固成形過程進(jìn)行控制，增加凝固過程中的形核率，抑制晶粒生長是獲得細(xì)小等軸晶的重要途徑。孕育處理、加入第三元素、加快鑄件冷卻速度等是傳統(tǒng)的做法，普遍存在工藝復(fù)雜、成本較高、偏析、雜質(zhì)污染與材料純度降低等不足，在金屬凝固過程中施加機(jī)械振動既可以達(dá)到細(xì)化晶粒，又避免上述不足，是當(dāng)代較為普遍的手段之一。

早在1868年，切爾諾夫就在鋼錠凝固過程中施加簡單的機(jī)械振動從而獲得細(xì)化晶粒以來，振動在金屬凝固中等軸晶生成研究工作引起了廣泛的注意，涉及各種金屬及其合金組織。振動對凝固組織的影響目前比較公認(rèn)的主要有：加快鑄件內(nèi)部晶粒重新排列，促進(jìn)順序凝固和細(xì)化晶粒等。

2 頻率與振幅對等軸晶生成影響

機(jī)械振動對金屬凝固過程中的主要作用是機(jī)械力，機(jī)械振動是一種簡諧波，由簡諧振動總能量公式E=KA2/2所示，機(jī)械振動的作用力與振幅正相關(guān)，與頻率無關(guān)，增加振幅能夠增加作用于枝晶上的作用力，增加頻率只是增加了作用次數(shù)。

眾多的試驗也證實振幅的作用效果優(yōu)于頻率，并且不同金屬最優(yōu)頻率和最佳振幅以及兩者組合也不同。

文獻(xiàn)[1]通過水模擬試驗發(fā)現(xiàn)，振動的幅幅度越大，晶粒發(fā)生脫落和游離的范圍越大，導(dǎo)致的晶粒游離也越劇烈，游離晶的數(shù)量也越多。在降低平均晶粒面積和提高等軸晶率兩方面增大振幅都優(yōu)于頻率的增大[2]，而且最佳振動的時刻為凝固的初期[3]。

3 形成機(jī)理

等軸晶是金屬凝固中所期望的組織結(jié)構(gòu)，在液態(tài)金屬凝固初期，由于鑄型的吸熱產(chǎn)生過冷，促使大量晶核在型壁生成，若凝固條件沒有發(fā)生改變，穩(wěn)定的凝固殼便會過早生成，這樣晶粒游離就很難進(jìn)行，導(dǎo)致柱狀晶大量形成。所以，必須在穩(wěn)定凝固殼生成前，對液態(tài)金屬施加機(jī)械振動等干擾措施，迫使液體產(chǎn)生自然對流或強(qiáng)迫對流，迫使晶核向心部游離，最終發(fā)展成等軸晶。由此可見，迫使液體對流、晶粒游離和抑制穩(wěn)定凝固殼的過早生成是獲得等軸晶的重要條件。

關(guān)于等軸晶形成機(jī)理，最早是由W C Wingand等以成分過冷理論為基礎(chǔ)，提出的過冷區(qū)內(nèi)非自發(fā)形核的理論，以后，隨著研究和應(yīng)用的不斷深入，形成了眾多等軸晶形成機(jī)理理論，歸納起來有成分過冷學(xué)說、型壁脫落與游離學(xué)說、枝晶熔斷學(xué)說以及結(jié)晶雨學(xué)說等。

內(nèi)部等軸晶區(qū)的形成，目前比較一致的認(rèn)識是，內(nèi)部等軸晶區(qū)的形成途徑很可能是多種的，在某種條件下，可能是這種機(jī)理起主導(dǎo)作用，在另一種條件下，可能是另一種機(jī)理起主導(dǎo)作用，或者是幾種機(jī)理的共同作用。

4 機(jī)械振動條件下金屬凝固的方式和特點(diǎn)

4.1 機(jī)械振動條件下金屬凝固的方式

振動導(dǎo)致金屬凝固方式發(fā)生改變，由原來的逐層凝固變?yōu)楹隣钅蘙4]，從而避免了凝固殼的形成，增加了等軸晶區(qū)的范圍。

4.2 機(jī)械振動條件下金屬凝固特點(diǎn)

4.2.1 機(jī)械振動有利于枝晶熔斷，使柱狀晶失去先決生長條件。

1）振動能夠引起局部的溫度起伏，有利于枝晶的熔斷。

2）振動使金屬液的各部分之間產(chǎn)生粘性剪切，使枝晶被剪切破碎，并隨振動在金屬液內(nèi)浮游。

3）振動促進(jìn)了凝固初期晶核在凝固器壁上的游離，避免了穩(wěn)定凝固殼在型壁處生成。

4.2.2 振動能夠均勻金屬液溫度場，利于大批晶核同時析出。

1）振動使金屬凝固過程中對流加劇，使液相與固相發(fā)生相對運(yùn)動，促進(jìn)了液固界面處枝晶或折斷或脫離基體游離于金屬液中，成為細(xì)小等軸晶的晶核來源。

2）振動引起對流加劇提高了金屬液導(dǎo)熱能力，提高了冷速，使析出的晶粒來不及長大，促使晶雨的生成。

4.2.3 振動在液相中產(chǎn)生的空化作用使晶粒細(xì)化。

振動產(chǎn)生的空化作用，可在液相中形成孔隙，當(dāng)這些孔隙崩潰時，致使液體流動的動量很大，從而產(chǎn)生很高的壓力，使金屬熔點(diǎn)溫度增加，從而提高了凝固過冷度，造成形核率的提高，使晶粒達(dá)到細(xì)化。

參考文獻(xiàn)：

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機(jī)械振動范文第4篇

【關(guān)鍵詞】機(jī)械加工；機(jī)械振動；成因；解決措施

在機(jī)械加工的過程中，機(jī)械振動的現(xiàn)象是十分普遍的，造成機(jī)械振動的原因也是多方面的。在機(jī)械加工的過程中，機(jī)械振動帶來的危害和影響是比較大的，不僅能夠影響機(jī)械加工的效率和速度，還會影響機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量，最終造成生產(chǎn)停滯。機(jī)械振動下生產(chǎn)出來的零部件屬于殘次品，不符合機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量，這就會造成巨大的生產(chǎn)浪費(fèi)。因此，應(yīng)該根據(jù)機(jī)械加工的類型及屬性，全面分析機(jī)械振動的現(xiàn)象和類型，并分析機(jī)械振動的成因，采取科學(xué)合理的措施來規(guī)避和消除機(jī)械振動，提升機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

一、機(jī)械加工中機(jī)械振動的種類

在機(jī)械加工中，對零部件的切割與生產(chǎn)需要機(jī)械不同部位同時發(fā)生作用，同時還需要機(jī)械不同零部件都處于優(yōu)良的狀態(tài)之下。只有這樣才能確保機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量，才能提升機(jī)械加工的準(zhǔn)確度和精確度。在機(jī)械加工中，對于零部件產(chǎn)生作用的機(jī)理，除了機(jī)械系統(tǒng)的自身的運(yùn)轉(zhuǎn)外，最關(guān)鍵的最直接的是機(jī)械刀片與零部件之間的相互作用。當(dāng)加工機(jī)械處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，對于零部件的作用主要是通過機(jī)械刀具的切割刨除等作用。在切割的過程中，自然會使得刀片與零部件產(chǎn)生最直接的接觸，這是一種周期性的運(yùn)動，一旦產(chǎn)生振動，就容易使得零件加工表面出現(xiàn)振紋。在實踐中，為了規(guī)避和減少振動帶來的不利影響，人們往往注重加強(qiáng)機(jī)械的保養(yǎng)，甚至定期停止生產(chǎn)加工。可見，在機(jī)械加工中，機(jī)械振動的危害是巨大的。

在機(jī)械加工的過程中，人們往往按照機(jī)械振動的形成原因，將其歸納為以下三種振動類型，由于機(jī)械系統(tǒng)發(fā)生故障或者刀具不穩(wěn)等機(jī)械故障等原因形成的自由振動，這類型振動的危害較小，隨著機(jī)械加工的深入開展，這類型的振動容易消減。受迫振動則是在機(jī)械加工的過程中，受各種內(nèi)外力的影響，使得機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)了受迫振動，這類型的振動危害較大，不存在消減。還有一類型機(jī)械振動是自激振動。

二、機(jī)械加工中兩種機(jī)械振動的成因及控制措施

在機(jī)械加工的過程中，為了有效地提升機(jī)械加工的質(zhì)量，必須科學(xué)全面地分析機(jī)械振動的成因及分類，并采取科學(xué)有效的措施。

1、受迫振動的成因及解決措施

在機(jī)械振動中，受迫振動的情況屢屢出現(xiàn)，受迫振動所產(chǎn)生的危害也是巨大的，而且這類型的機(jī)械振動難以消除，可能會隨著機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)而持續(xù)下去。在機(jī)械加工中，造成受迫振動的成因主要包括兩個方面：一方面是因為機(jī)械設(shè)備的系統(tǒng)內(nèi)部元件在發(fā)生作用的過程中，自身設(shè)備產(chǎn)生的振動。一方面則是因為機(jī)械設(shè)備外部周期交變的激振力（即振源）作用下引起的振動，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，需要多個零件來參與工作，共同運(yùn)轉(zhuǎn)才能生產(chǎn)出來。但在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，不同部位的零部件很有可能會發(fā)生一些失位、失衡的情況，比如高速旋轉(zhuǎn)的渦輪，一旦發(fā)生不平衡，其向外傳播的不平衡力是巨大的，其受迫振動的幅度也是相當(dāng)大的。同時，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，由于現(xiàn)代化科技的發(fā)生，使得機(jī)械設(shè)備的作業(yè)往往由電腦操作。人工在運(yùn)用電腦操作時，因為人工失誤同樣會造成巨大的受迫振動，當(dāng)然還包括皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)等方面的原因等。

在機(jī)械加工過程中，受迫振動的危害是巨大的，為了減少和消除機(jī)械振動帶來的生產(chǎn)效率低下及生產(chǎn)質(zhì)量低下等危害，應(yīng)該采用有效的控制措施，及時減小和消除受迫振動。首先，及時檢修機(jī)械設(shè)備，確保機(jī)械設(shè)備中的各個元部件都處于優(yōu)良的工作狀態(tài)中，同時還應(yīng)該有效地確保機(jī)械設(shè)備的平衡，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的檢查，及時清除機(jī)械設(shè)備中的灰塵、雜質(zhì)等。其次，還應(yīng)該有效地保障機(jī)械設(shè)備軸承的平衡性和精準(zhǔn)度，特別是在機(jī)械設(shè)備的流水線的作業(yè)過程中，軸承的偏動及失衡性都會影響機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速率和運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量，鑒于此，在機(jī)械設(shè)備的采購及日常的審查環(huán)節(jié)中，應(yīng)該有確保機(jī)械設(shè)備中核心因素軸承的精確性。最后，為有效的減少電機(jī)自身的振動性，還應(yīng)該采取一定的隔離措施，使得電機(jī)與床身相互隔離，互不影響。

2、自激振動的成因及解決措施

在機(jī)械加工的過程中，自激振動的危害同樣是巨大的，自激振動是指在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動，這種振動周期性的作用，使得這種振動發(fā)生在系統(tǒng)內(nèi)部。在機(jī)械設(shè)備的加工過程中，自激振動的危害是巨大的。這類型的機(jī)械振動是一種只增不減的振動，一旦機(jī)械加工的過程中出現(xiàn)自激振動，那么這類型的振動將會無法消除，始終停留在系統(tǒng)的內(nèi)部。自激振動的能量是不斷累加的，雖然機(jī)械加工過程中的自激振動的能量可能會因為系統(tǒng)內(nèi)部消除的能量互相抵消，甚至還有可能系統(tǒng)內(nèi)部消除的能量大于產(chǎn)生的新能量，但機(jī)械加工中的自激振動總的方向是累加的。在當(dāng)前階段，自激振動的成因仍是比較復(fù)雜的，解決自激振動的措施總是不斷在實踐和摸索。但總體而言，以下解決方案總體上可以有效地減少自激振動的危害。首先，應(yīng)該合理的控制切削用量，切削用量是指切削速度、進(jìn)給量和切削深度三者的總稱。在機(jī)械設(shè)備的加工過程中，切削用量如果過大，很容易使得機(jī)械設(shè)備處于超負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，這就為振動的產(chǎn)生埋下了伏筆。鑒于此，在機(jī)械加工中，應(yīng)該合理處理好切削用量，并控制一定的切削速度。其次，有效地提升機(jī)械設(shè)備加工的精確度，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)，特別是軸承的精確性分析。最后，在機(jī)械設(shè)備的加工過程中，還應(yīng)該采取一定的隔振保護(hù)措施。

總結(jié)

在機(jī)械設(shè)備的加工過程中，機(jī)械振動的危害是巨大的，機(jī)械振動不僅容易影響機(jī)械加工的精確度，影響加工質(zhì)量，同時還容易影響機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率。因此，在機(jī)械設(shè)備的加工過程中，應(yīng)該采取科學(xué)有效地措施，根據(jù)機(jī)械振動的種類及成因，采取有效的針對性的規(guī)避措施，以提升機(jī)械設(shè)備加工的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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機(jī)械振動范文第5篇

[關(guān)鍵詞]起重機(jī)械 振動檢測 故障診斷 技術(shù)

中圖分類號：U653.921 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）48-0396-01

起重機(jī)械檢測時，應(yīng)根據(jù)振動理論，結(jié)合與起重機(jī)械異常相關(guān)的振動物理量，如烈度頻率等參數(shù)進(jìn)行綜合判定。但實際檢測時，一般采用人體感官作初步判斷，必要時才采用如振動加速度一個或幾個參數(shù)對振動和沖擊有無異常進(jìn)行復(fù)核。顯然此種簡單的評定方法無法全面反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。故振動和疲勞而使設(shè)備在使用壽命期內(nèi)發(fā)生意外嚴(yán)重事故，致使操作人員的人身安全和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到不同程度的損傷，因此對其展開研究就有十分積極的意義。

一、起重機(jī)振動測試技術(shù)的相關(guān)論述

振動測試技術(shù)是通過對正在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的振動現(xiàn)象進(jìn)行測試，或用人為的激振試驗法測量設(shè)備對標(biāo)準(zhǔn)激勵振動信號的傳遞特性來分析系統(tǒng)設(shè)備的特征參數(shù)以判斷設(shè)備的故障存在與否。發(fā)展至今，振動測試技術(shù)已在上述行業(yè)的應(yīng)用中形成了一套完整的測試原理及方法、特征信號的處理與提取、故障診斷和狀態(tài)識別的體系，由于起重機(jī)械內(nèi)在結(jié)構(gòu)和外部工況都更加復(fù)雜，在起重機(jī)械由于風(fēng)載和外部激勵導(dǎo)致的金屬結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的服役安全評估與評價方面，國內(nèi)外相關(guān)的研究還不太多。

1、機(jī)械設(shè)備和結(jié)構(gòu)工作時的振動測試

這種測量可利用振動信號對設(shè)備和結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測評估和故障診斷，王靈敏利用大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動監(jiān)測做的振動故障特征綜合分析，建立了相關(guān)的非線性動力學(xué)模型，并提出了振動故障機(jī)理與系統(tǒng)參數(shù)之間的相關(guān)規(guī)律。

2、系統(tǒng)特征參數(shù)的測試

包括系統(tǒng)的頻響函數(shù)、脈沖響應(yīng)函數(shù)、模態(tài)參數(shù)和物理參數(shù)等。這類測試往往要對設(shè)備或結(jié)構(gòu)施加某種激勵或利用環(huán)境自然激勵，使其產(chǎn)生振動，然后測量其振動，此類測振的目的是研究設(shè)備或結(jié)構(gòu)的力學(xué)動態(tài)特性。劉柏清等把港口門座起重機(jī)作為研究對象，以額定載荷作為測試激勵源，通過對轉(zhuǎn)臺平面進(jìn)行振動測試，實測轉(zhuǎn)臺平面的頻率響應(yīng)函數(shù)來確定系統(tǒng)的動態(tài)特性，得出轉(zhuǎn)臺平面振動模態(tài)參數(shù)。

3、信號的獲取與傳感技術(shù)、信號的處理與特征值的提取

可靠的信號獲取與先進(jìn)的傳感技術(shù)是故障診斷的前提，從測試信號中提取所需要的信號特征值，是發(fā)現(xiàn)故障征兆的必要條件。2009 年，美國三院院士、西北大學(xué)機(jī)械系 ACHENBACH 教授對結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控范疇做了重要論述，將傳感技術(shù)等列為重要研究內(nèi)容； 韓國的 YUN 開展了傳感器布置的研究，取得了顯著的研究成果； 英國謝菲爾大學(xué)、劍橋大學(xué)等長期致力于設(shè)備在線監(jiān)測與損傷識別的研究工作，中國的陳進(jìn)等在信號處理技術(shù)故障診斷專家系統(tǒng)等方面做了大量研究。

二、起重機(jī)械振動測試技術(shù)的應(yīng)用

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)振動測試

對起重機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)來說，振動研究包括測試系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)，如固有頻率的測定、阻尼比 （ 或阻尼系數(shù)） 的測定和振型的測定等。解析分析法與試驗分析法結(jié)合的模態(tài)分析技術(shù)是結(jié)合模態(tài)測試優(yōu)化技術(shù)理論和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測試的經(jīng)驗，預(yù)先建立結(jié)構(gòu)的有限元模型計算出結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)參數(shù)，利用結(jié)構(gòu)有限元模態(tài)參數(shù)對結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗的具體操作進(jìn)行優(yōu)化，以提高模態(tài)試驗測得結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的精度與可靠性，它包括確定結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗的懸掛位置，激勵位置和測量位置等內(nèi)容。在通過試驗分析法，現(xiàn)場實測得到的模態(tài)與解析分析法的模態(tài)進(jìn)行對比，進(jìn)而對結(jié)構(gòu)的損傷狀況進(jìn)行識別，尋找可能存在的故障，這種對比分析也能對檢測的設(shè)備提供更準(zhǔn)確、有效、可靠的振動響應(yīng)結(jié)果與模態(tài)數(shù)據(jù)。

2、起重機(jī)振動故障診斷的探索

層次分析法 （ AHP） 將起重機(jī)械安全性評估分為單構(gòu)件影響因素、單構(gòu)件、子系統(tǒng)、整機(jī)金屬結(jié)構(gòu)和整機(jī)綜合性能 5 個層次。因此，振動故障診斷可從以下兩個方面進(jìn)行突破。1） 實現(xiàn)由單故障研究到群故障研究的突破起重機(jī)主金屬結(jié)構(gòu)或關(guān)鍵零部件的磨損、剝落、裂紋等故障往往同時出現(xiàn)或先后級聯(lián)發(fā)生，其振動信號并非多個單故障征兆信號的簡單疊加，而是表現(xiàn)為故障特征信號的相互耦合，盲目地以單一故障對金屬結(jié)構(gòu)的服役安全做以診斷會造成漏判甚至誤判。在起重機(jī)械安全評估中，單故障診斷目前主要是依靠信號處理的方法，且引發(fā)的振動信號特征與其他干擾成分的頻譜容易區(qū)分，在單故障的損傷模式識別和故障診斷的基礎(chǔ)上，研究群故障耦合特征的一次性分離和診斷方法，逐步實現(xiàn)多故障的損傷模式識別與診斷。2） 實現(xiàn)由零部件故障研究到整機(jī)系統(tǒng)故障研究的突破起重機(jī)械的零部件振動故障診斷主要是針對關(guān)鍵零部件，這種零部件級的振動故障往往只能診斷出誘發(fā)性故障，不能根治整機(jī)系統(tǒng)故障隱患。在面對整機(jī)系統(tǒng)的振動故障時，應(yīng)該從系統(tǒng)的整體性和聯(lián)系性出發(fā)，深入研究系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分的動力特性、相互作用和聯(lián)結(jié)關(guān)系，得出零部件故障的初步結(jié)論，接著探索系統(tǒng)故障的根源，找出原發(fā)性故障的成因。

三、起重機(jī)械振動測試升級路徑

振動技術(shù)其基礎(chǔ)理論研究已經(jīng)相當(dāng)成熟.但在起重機(jī)械行業(yè)內(nèi)重視不足，只有綜合設(shè)計、制造、安裝、檢測等環(huán)節(jié)相關(guān)單位開展系統(tǒng)的基礎(chǔ)性應(yīng)用研究，在取得大量數(shù)據(jù)的前提下，才能找出各種起重機(jī)械空載、額載、起升、下降、運(yùn)行、回轉(zhuǎn)等不同狀態(tài)下的異常特征參數(shù)關(guān)聯(lián)。位移、振動烈度、絕對均值、均方根值、峭度、峭度因子、波形因子、加減速度、噪聲、沖擊、速度有效值、功率譜密度函數(shù)、頻域時域特性等振動參數(shù)，都是所研究對象。

結(jié)語

隨著《特種設(shè)備安全法》的頒布和實行，特種設(shè)備安全監(jiān)督部門對特種設(shè)備的監(jiān)管力度將進(jìn)一步加大。為了實現(xiàn)國產(chǎn)起重機(jī)械整體技術(shù)提升，相關(guān)部門應(yīng)依據(jù)法律法規(guī)支撐，加強(qiáng)行業(yè)引導(dǎo)，提高標(biāo)準(zhǔn)要求，制定出適應(yīng)起重機(jī)械的振動檢測判定依據(jù)和方法。明確了相應(yīng)的判定依據(jù)和方法，才能降低特種設(shè)備檢側(cè)機(jī)構(gòu)執(zhí)行的難度，為社會提供有保障的技術(shù)支撐。

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