砂轮振动的分析和防治防治砂轮分析砂轮振动分析振动分析

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1、砂轮振动的分析和防治1）磨削加工零件时，砂轮工作表面上的每颗磨粒和当一把貝有负前角的微型刀刃，但rti于每颗磨粒的形状不规则，导致磨削力的变化；2）砂轮的偏心、不平衡、高速旋转和系统的弹性变形引起砂轮和加工系统的振动；3）磨削加工系统内部振动（如动力部分的振动、传动部分的振动、支承部分的振动）和外部振动（外部振动源传给磨削加工系统引起的振动）;4）被磨削件的振动。1振动分析砂轮的不平衡是引起强迫振动的主要原因，也是比较容易检测的，故下面主要分析砂轮的不平衡引起强迫振动。如图1,设被加工件（零件）刚度非常大，显然砂轮在被磨削表面法

2、向（x轴向）上的振动对工件的精度和表面质量影响最大，故主要研究X轴向的振动。图1磨削振动模型图2砂轮的不平衡如图2,砂轮由于不对称而产生不平衡，设不平衡部分集中于一点，其质量为in,m的旋转半径为r，则产生离心力为F0=mr2=mr(2n/60)2(1)式屮：为砂轮的角速度（rad/s）;n为砂轮的转速（r/min）o心力F在x轴上的投影为Fx=sin（t+）,为初相位角。设系统静刚度为K,振动系统的运动方程为•••W■（?）mx+ex+kx=产if.ent+B）方程解得XSe~at(仆曲#+凹上％in如)f//sn(wt0)-

3、//广"[血(卄/bos叫"皿卜化“十“旳-"打叫/Wd/Lwd式中：wn为系统固有频率,wn=(K/m)?,a=C/(2m),C为阻尼系数;wd=(w2-a2)?；阻尼比z=a/wn；频率比l=w/wn；q=arctan2x1/(172)；vO为质点m初速度;xO为质点m初始位置在X轴上的投影。静变形d二F0二F0kmw2(4)稳态振动响应H二d[(1-12)2+(2x1)21?(5)稳态振动响应H表明了磨削系统固有的振动特性，降低稳态振动响应，是减轻振动的I•分有效措施。2振动的防治措施1)提高磨削系统的动态特性a.提高磨

4、削系统的刚度由式(4)、式(5)可知，捉高磨削系统的刚度K,可显著降低稳态振动响应H。由于受空间位置和儿何尺寸的限制，内圆磨床接杆一般是细而长(如图3),降低了接杆的刚度，是引起振动的主要原因。在M2110A内圆磨床上磨削一零件内孔,零件是淬火钢，孔径是50.40mm,选用内外径分别是6mm、30mm陶瓷结合剂平行砂轮，砂轮转速14,400r/min,工件转速200r/min,图4表明了内

5、员

6、磨床接杆悬仲长度L与砂轮稳态振动响应H之间的关系，显然，L愈大，磨削系统的刚度K愈小，砂轮稳态振动响应H愈大。接杆图3内圆磨削接杆图图4

7、接杆悬伸心度L与砂轮稳态振动响应H之间的关系b.增加磨削系统的阻尼和避开共振区由式⑸口J知，提高磨削系统的阻尼，可显著降低稳态振动响应H。磨床上人部分阻尼产生于导轨面和连接面，在其导轨面上建立油膜，主轴采用滑动轴承支乐,可显著捉高磨削系统的阻尼。当振动频率接近系统固有频率0吋，心1,系统发生共振，砂轮振幅剧增，应尽量避免。2）釆用减振装置在M1040无心磨床上磨削直径为20mm圆柱滚子零件吋，其表面产生棱形波纹，经测试发现当振动频率为160〜180Hz吋，磨头振幅最人，发生共振现象。对磨头进行激振试验时发现，系统固有频率为171

8、Hz,为降低系统固有频率，在无心磨床砂轮主轴外端安装阻尼减振器（如图5），减振器的外壳与砂轮主轴刚性连接，附加质量滑套在减振器的轴上，外壳与附加质量之间充满具有一定阻尼的液压油。装上减振器后，经测试，发现系统固有频率降为105Hz,系统稳定性显著改善，零件质量也大为改善（如图6）。图5砂轮上装减振器抿幅A（100170倾初也）木装减锄安装碱器图6装减振器前后的幅频特性曲线3）及时清理砂轮磨削表面某厂在磨削一台阶长轴时，开始时磨削效果较好，一段时间后产生较强振动现彖,经仔细检查，发现砂轮表面阻塞，用金刚笔修整后，振动明显减轻（如图

9、7）。廉AMA（）4030X砂轮花砌农木阳心血川乔幘说匍时间AminiID，图7对砂轮进行修整前后的振幅总之，振动是磨削加工屮常见现象，也是一个复杂的物理过程，它严重影响了零件质量。特别是随着技术的发展，磨削加工朝高速高质量方向发展，磨削加工中防振更显重要。（end）