機(jī)械加工中的振動問題及其控制

黃耀軍

【摘? 要】近幾年來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度越來越快，推動我國成為了制造業(yè)大國，而在制造活動當(dāng)中，離不開各種大型機(jī)械設(shè)備的支持，而這些機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過程當(dāng)中往往會出現(xiàn)振動的問題。振動問題如果不加以解決，不僅會讓施工環(huán)境變得惡劣，影響工作人員的聽力，同時(shí)還會影響到生產(chǎn)的質(zhì)量，影響制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本篇文章圍繞機(jī)械加工當(dāng)中的振動問題展開了論述，首先分析了機(jī)械加工活動當(dāng)中常見的振動類型，以及原因闡述，隨后提出了具體的解決措施。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械加工;振動問題;策略控制

引言

近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)以及現(xiàn)代信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在制造領(lǐng)域當(dāng)中也引進(jìn)了一些新的機(jī)械設(shè)備，引進(jìn)了自動化控制系統(tǒng)，這些雖然提高了產(chǎn)品制造的質(zhì)量和效率，但是仍然存在著振動問題。主要是因?yàn)樵诋a(chǎn)品制造，生產(chǎn)活動當(dāng)中所應(yīng)用到的都是一些大型的機(jī)械設(shè)備，而這些機(jī)械設(shè)備都是輪回周期性工作的，會出現(xiàn)一定的振動。如果不加以解決，會影響產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量，尤其是一些精細(xì)的零件，會導(dǎo)致零件生產(chǎn)和設(shè)計(jì)圖紙不符。制造企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展，就必須要解決機(jī)械加工當(dāng)中的振動問題，了解振動的類型以及原因，并對此采取針對性的解決措施，推進(jìn)該行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.機(jī)械設(shè)備加工活動當(dāng)中常見的振動類型和原因闡述

1.1振動類型

一般而言，機(jī)械設(shè)備在加工活動當(dāng)中所出現(xiàn)的振動形式主要包括三種，分別是自由振動、受迫振動以及自激振動。首先，來看自由振動。自由振動主要是指機(jī)械設(shè)備在進(jìn)入切削環(huán)節(jié)的時(shí)候，由于突然接觸到一個(gè)新物質(zhì)，在接觸面所產(chǎn)生的摩擦力比較大，從而產(chǎn)生振動。而這種振動頻率比較低，持續(xù)的時(shí)間不久，因此不會產(chǎn)生較大的影響。其次，來看受迫振動。受迫振動是指機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過程當(dāng)中會受到來自機(jī)械外部的一種擠壓，從而產(chǎn)生一定頻率的振動，這種振動的影響范圍是比較大的。最后，來看自激振動。這一種振動形式并不是由外部沖擊造成的，而是由機(jī)械設(shè)備內(nèi)部的零件運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的，而這種振動的影響是最大的，嚴(yán)重的振動會影響產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量以及效率。

1.2機(jī)械設(shè)備加工過程當(dāng)中出現(xiàn)振動的原因

機(jī)械設(shè)備在加工活動當(dāng)中之所以會出現(xiàn)振動，主要是因?yàn)槿魏瘟慵募庸ざ际潜容^復(fù)雜的，在加工過程當(dāng)中會受到外力因素的作用，也會受到來自內(nèi)部零件的擠壓。但不論是哪一種形式的振動，都會影響機(jī)械設(shè)備的正常生產(chǎn)，尤其是兩種形式振動的共同作用之下，會導(dǎo)致生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不合格。首先，機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過程當(dāng)中，外界的一些影響因素，例如其他機(jī)械設(shè)備工作時(shí)所產(chǎn)生的振動，尤其是機(jī)床，也會通過一些傳播媒介影響到該設(shè)備。其次，這些大型的機(jī)械設(shè)備內(nèi)部零件是非常復(fù)雜的，設(shè)備在運(yùn)行過程當(dāng)中，這些內(nèi)部零件也會運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其是像齒輪這些零件，在工作當(dāng)中會呈現(xiàn)高速回旋的狀態(tài)，在這種狀態(tài)之下也會產(chǎn)生不同程度的振動。

2.機(jī)械設(shè)備振動對生產(chǎn)活動所產(chǎn)生的影響

機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過程當(dāng)中所產(chǎn)生的振動問題是不容忽視的，必須要采取具體的措施進(jìn)行解決。首先，如果機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過程當(dāng)中長期處于高頻率、長時(shí)間的振動狀態(tài)，那么會導(dǎo)致內(nèi)部零件出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損和位移，尤其是刀具，不僅會影響生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)還會縮短設(shè)備的使用壽命。其次，機(jī)械設(shè)備長時(shí)間的出現(xiàn)振動，還會產(chǎn)生噪音污染，威脅工作人員的人身健康，以及周圍的生態(tài)環(huán)境。另外，也是最重要的一個(gè)影響因素，在振動狀態(tài)之下，所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量較差，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，給企業(yè)帶來一定的負(fù)面影響。

3.針對機(jī)械設(shè)備的振動問題所提出的具體解決措施

3.1從受迫振動的角度進(jìn)行分析

要想解決機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)活動當(dāng)中的正宗問題，必須要了解振動的類型，以及產(chǎn)生振動的原因，堅(jiān)持具體問題具體分析的原則，只有這樣才可以從根本上解決振動問題。針對機(jī)械設(shè)備的受迫振動，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行解決。首先，工作人員必須要對振動的頻率進(jìn)行控制，也就是一步一步的去降低機(jī)械設(shè)備振動的強(qiáng)度，這里可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)動比來達(dá)到這一目的，例如增加一些系統(tǒng)部件、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)等。其次，可以從阻尼的角度出發(fā)，根據(jù)振動的頻率適當(dāng)?shù)脑黾幼枘?，例如滾動軸，或者是將阻尼涂料噴涂到一些常用的運(yùn)動設(shè)備上，以此來保證設(shè)備的穩(wěn)定，達(dá)到減少振動的目的。另外，可以從離心率的角度出發(fā)，很多機(jī)械設(shè)備出受迫振動的原因是因?yàn)闄C(jī)械內(nèi)部的離心率比較高，在機(jī)械設(shè)備工作當(dāng)中，工作人員可以降低一些設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，或者是安裝自動平衡裝置，這些都能降低振動的頻率。

3.2從自激振動的角度進(jìn)行分析

和強(qiáng)迫振動相比，自激振動所產(chǎn)生的影響更大，振動頻率更高，而這種振動所帶來的破壞力度非常的大，不僅會導(dǎo)致生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不合格，同時(shí)還會縮短機(jī)械設(shè)備的使用壽命，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障。因此，工作人員必須引起高度的重視，采取針對性的措施降低或者是解決振動問題。針對這種類型的振動，工作人員可以從以下三個(gè)方面出發(fā)，圍繞刀具幾何參數(shù)、設(shè)備位置、切削用量等領(lǐng)域開展具體的控制工作。首先，從刀具幾何參數(shù)的角度出發(fā)。在所有振動影響因素當(dāng)中，刀具幾何參數(shù)所帶來的振動是最明顯的，要想解決這一問題工作人員可以從刀具的形狀出發(fā)，根據(jù)具體的生產(chǎn)活動選擇合適的刀具，并科學(xué)的調(diào)整刀具的角度，這樣可以減少刀具在運(yùn)行過程當(dāng)中和其他零件設(shè)備的碰撞，以及降低生產(chǎn)過程當(dāng)中的摩擦力，最終達(dá)到減振的目的。其次，從重疊參數(shù)的角度進(jìn)行分析。重疊參數(shù)主要是指工作人員在工作當(dāng)中，要對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程當(dāng)中的切削用量進(jìn)行調(diào)研，根據(jù)這些數(shù)據(jù)對重疊參數(shù)進(jìn)行分析和調(diào)整，以此來控制機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程當(dāng)中的振動頻率。最后，從切削用量的角度出發(fā)。切削用量主要是指工作人員在生產(chǎn)過程當(dāng)中應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，選擇合適的切削深度。

3.3其他物理解決手段

除了以上兩種針對性的解決方案以為，還可以采取一些隔振、阻振或者是吸振的手段，進(jìn)行振動處理。首先，從隔振的角度出發(fā)，這一種方案是指工作人員要將振動頻率比較高的機(jī)械設(shè)備和其他機(jī)械設(shè)備隔離開來，或者是將這些機(jī)械設(shè)備和地面進(jìn)行隔離，當(dāng)沒有了振動傳輸載體之后，就不會對其他機(jī)械設(shè)備以及生產(chǎn)活動產(chǎn)生影響。其次，從阻振的角度出發(fā)，這個(gè)方法主要是指對振動頻率比較高的機(jī)械設(shè)備安裝阻尼器，通過能量相互抵消的原則，達(dá)到減振的目的。另外，從吸振的角度出發(fā)，這一種解決方案主要是指工作人員可以在生產(chǎn)現(xiàn)場安裝隔音墻，防止噪音擴(kuò)散，或者是在機(jī)械設(shè)備上安裝子系統(tǒng)，對振動進(jìn)行吸收。但是這些措施并不能從根本上解決機(jī)械設(shè)備振動的問題，采取這些措施的主要目的是為了改善整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境，降低對其他生產(chǎn)領(lǐng)域的影響。

4.結(jié)束語

綜上所述，機(jī)械設(shè)備在加工過程當(dāng)中振動問題是無法避免的，加工企業(yè)必須予以重視，并采取針對性的措施進(jìn)行解決，以此來保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]柳云昌. 淺談機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的成因及解決措施[J]. 商品與質(zhì)量， 2018， 000（001）：280-281.

[2]黃宇斐. 機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的原因分析及對策[J]. 精品， 2020， 000（009）：P.240-240.

[3]樊強(qiáng)博， 范信江. 試析機(jī)械加工中的振動消除與利用[J]. 裝備維修技術(shù)， 2019， 169（01）：101-103.

[4]劉宇哲. 機(jī)械加工過程中機(jī)械振動的成因及解決措施[J]. 輕松學(xué)電腦， 2019， 000（015）：P.1-1.