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旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主動隔振研究
2017-04-18 16:47:55來源： 作者：xdnet
航空航天、船艦、精密儀表等現(xiàn)代高精尖技術(shù)的飛速發(fā)展，對隔振的要求越來越苛刻，促進(jìn)了振動控制技術(shù)的發(fā)展，也使主動隔振技術(shù)成為振動隔離研究的重要方向和發(fā)展趨勢，受到中外學(xué)者的普遍重視。近代，高精度高轉(zhuǎn)速或超高轉(zhuǎn)速數(shù)控機(jī)床等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的廣泛應(yīng)用，使被動隔振無法滿足嚴(yán)格的隔振要求，從客觀上要求分享主動控制的技術(shù)優(yōu)勢，從而可以突破被動隔振技術(shù)的極限，實現(xiàn)機(jī)床等一類旋轉(zhuǎn)機(jī)械本身的高水平的振動控制。另外，近幾年來，由于力學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)以及材料等相關(guān)科學(xué)的進(jìn)步，從外部條件上為實現(xiàn)這一類旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主動控制提供了保證。因此，研究旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主動隔振系統(tǒng)的傳遞特性，用主動控制方法實現(xiàn)這類旋轉(zhuǎn)機(jī)械的高水平的振動隔離，具有十分重要的意義。用功率流方法來研究機(jī)床等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的主動控制問題，在國內(nèi)外的文獻(xiàn)中還比較少見，并且，主動隔振系統(tǒng)的理論和技術(shù)發(fā)展還遠(yuǎn)沒有成熟目前，主動隔振研究主要分為兩方面：振動在主動隔振系統(tǒng)中的傳遞機(jī)理和各種控制策略的研究。鑒于振動主動控制的研究日益受到重視，建立一種綜合考慮被動與主動控制模式兩方面因素的，復(fù)雜隔振系統(tǒng)的一般動力學(xué)模型，是非常有意義的。
機(jī)床等一類旋轉(zhuǎn)機(jī)械的一般隔振系統(tǒng)模型中，隔振器可以是被動隔振器和主動作動器的并聯(lián)或串聯(lián)組合,但是無論何種情況，它們之間都存在比較強的耦合作用。 這里主要研究被動隔振情況下,振動能量的傳遞情況，因此，這里把作動器的控制力定為零，在實際中起作用的只是一般的橡膠隔振器，即系統(tǒng)為純被動隔振系統(tǒng)以前的研究表明，對于中低頻率的情況，大部分的振動能量都是通過隔振器的軸向來傳播的，也就是說，在小于1000 rad/ s 的中低頻率以下,通過隔振器軸向傳輸?shù)交A(chǔ)的功率流占絕對優(yōu)勢的。
由于對機(jī)床等一類旋轉(zhuǎn)機(jī)械來說，轉(zhuǎn)速比較快，轉(zhuǎn)動的質(zhì)量比較大，并且機(jī)械的各個機(jī)構(gòu)的運動同時進(jìn)行，運動比較復(fù)雜機(jī)床的旋轉(zhuǎn)機(jī)械等的高速或超高速運轉(zhuǎn)，可以導(dǎo)致嚴(yán)重的高頻噪聲。 因此，為進(jìn)一步研究能量流的分布規(guī)律，這里考慮機(jī)器的三個方向運動的自由度，分析時，考慮沿Z 軸和Y 軸的振動以及繞X 軸的轉(zhuǎn)動。
雖然主動控制能夠達(dá)到很高的振動控制效果,但是穩(wěn)定性和可靠性與被動控制相比稍遜，并且裝置的實現(xiàn)成本和運行費用較高。因此，在實際中，一般采用主動控制和被動控制相結(jié)合的形式。所以，要想研究主動控制就應(yīng)該首先對被動控制的動力學(xué)行為有一個較為透徹的了解，為進(jìn)一步研究主動隔振系統(tǒng)的功率流傳遞控制作好理論上的準(zhǔn)備。
因此，采用隔振橡膠作為隔振器,對隔離高頻的振動和噪聲具有很不錯的效果，但是對低頻振動的隔離效果不明顯，在中低頻段內(nèi)，垂向的功率流分量對功率流的傳遞起主要作用，可以忽略其它的功率流成分；但是，隨著振動頻率的增加,橫向功率流分量和轉(zhuǎn)動功率流分量的作用逐漸加強，尤其是轉(zhuǎn)動功率流分量，在高頻域內(nèi)成為振動能量傳遞的主要途徑。
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