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        機械加工中的振動問題及其控制

        2020-02-28 04:43:21張學敏
        經(jīng)濟技術協(xié)作信息 2020年11期
        關鍵詞:受迫振動機械加工振動

        ◎張學敏

        機械加工行業(yè)在目前有著廣闊的市場發(fā)展前景,從日常的加工工作流程中來看,如何保障工作的安全性和穩(wěn)定性,是基層員工關心的主要問題。而機械加工環(huán)節(jié)中常見的振動問題,就是目前加工制造企業(yè)在發(fā)展環(huán)節(jié)中,需要解決的根本問題之一。

        一、機械加工中常見振動問題的類型

        基于不同的振動類型有不同的解決方式,因此,機械加工企業(yè)還應當結合以往的工作經(jīng)驗,對常見的振動問題進行合理的分類。

        1.常規(guī)振動情況。

        自由振動是由于切削力突然變化,受到?jīng)_擊而引起的,其平衡狀態(tài)遭到破壞,系統(tǒng)緊靠彈性恢復力來維持。一般來說,自由振動可以迅速衰減,對機械加工的危害較小。同時,這種振動情況具有突發(fā)性,短暫性的特點,屬于機械設備運行過程中,常規(guī)振動的一種情況。

        2.受迫振動。

        受迫振動是由于受到來自于系統(tǒng)內部或外部干擾而產(chǎn)生的,受迫振動會維持一定的振幅和頻率,對加工產(chǎn)生的危害比較大。不僅會影響機械加工質量,而且容易引發(fā)安全風險問題。通常情況下,只要在外界中存在干擾,那么受迫振動的危害就不會衰減。并且,實踐證明,即使干擾力頻率固定,隨著干擾力的幅度值增大,受迫振動的幅度值也會不斷地增大。研究受迫振動的特性,可以知道受迫振動的頻率與干擾力的頻率相比,總是相等或者是它的整倍數(shù)。這是二者之間的關系性,因此,在以后的機械工作中,工作人員就可以依據(jù)這個規(guī)律來尋找控制機械受迫振動的有效方法。

        3.自激振動。

        自激振動是一種不衰減的運動,是在沒有外界干擾的情況下,由系統(tǒng)內部本身激發(fā)反饋所產(chǎn)生的周期性振動。對于加工產(chǎn)生的危害很大,嚴重影響了機械加工的質量及效率。另外,自激振動的頻率與系統(tǒng)的固定規(guī)律相比較,總是相等或者相似。工作人員在進行機械加工時,應當充分意識到,在每個時間段內,獲得和消耗能量的比值是影響自激振動是否產(chǎn)生的關鍵因素。

        二、分析導致機械加工工作出現(xiàn)振動問題的原因

        機械加工企業(yè)需要不斷從出現(xiàn)振動問題的具體情況當中展開分析,找到問題的根源,以便于有效解決問題。

        1.操作行為的因素。

        工作人員自身在開展機械加工工作時,是否按照了企業(yè)規(guī)定的工作流程,有序完成各項任務,以及在工作環(huán)節(jié)中有沒有出現(xiàn)工作馬虎的情況等等,都是影響機械加工工作質量及效率的關鍵因素。同時,機械設備的使用功能在不斷優(yōu)化和升級,相應的設備操作難度也有所提高。在這種情況下,如果員工無法掌握相應的操作技術,就容易在實際運行過程中,由于誤操作而導致設備出現(xiàn)故障的問題,進而出現(xiàn)設備振動的現(xiàn)象。另外,大部分基層工作人員自身缺乏安全意識,沒有意識到規(guī)范自身工作行為的重要性,這些都是引發(fā)機械加工工作出現(xiàn)安全隱患的主要因素。出現(xiàn)這個問題也與企業(yè)沒有定期對人才展開思想教育及專業(yè)能力培訓有關,是制約企業(yè)各項工作可持續(xù)發(fā)展的關鍵,需要企業(yè)引起高度重視。

        2.設備自身的因素。

        有時候,在沒有外部環(huán)境干擾的情況下,機械加工環(huán)節(jié)也會出現(xiàn)設備振動的問題。這就需要企業(yè)從設備質量方面找原因,比如,自激振動的產(chǎn)生就是由系統(tǒng)內部刺激帶來的一種周期性振動。這與設備的安裝方式是否科學合理有關,同時,設備的長時間運作,會導致機身溫度過高,也容易引發(fā)設備的故障問題。另外,在某些情況下,機械加工刀具和工件會產(chǎn)生相對立的情況,會在產(chǎn)品的表面上留下明顯的振紋,這些都是目前需要解決的主要問題。

        三、有效控制振動問題的可行對策

        機械加工中的振動問題對于機械加工的質量和生產(chǎn)效率都有著很大的影響,所以技術人員必須要尋找方法,控制機械振動。

        1.系統(tǒng)調控工作。

        想要解決機械加工中的振動問題,可以使用這幾種方式:第一,把激振力給減小。關于卡盤、電動機轉子、砂輪等達到600r/min 以上轉速的零件,一定得消除或者減小激振力。將齒輪傳動、帶傳動等傳動裝置的穩(wěn)定性,采用完善的帶接頭等方式來進行提高。第二,為增強系統(tǒng)的抗振能力可以通過對工藝系統(tǒng)的阻力和剛度進行提高來實現(xiàn)。第三,為了達到減少振源危害的目的,可以采取隔振措施,就是將振源和需要防振的部件或者機床之間分開,用彈性隔振裝置使得大部分振動被吸收。第四,為避免引起共振問題,可以通過調整振源頻率,使得引起受迫振動的振源頻率和系統(tǒng)固有頻率相互遠離。最后,也是最終的辦法,就是當其他措施對振動起不了什么作用時,這時就只剩下消振減振裝置。它是通過吸收或者消耗振動能量來實現(xiàn)減振的。而且對于提高工藝系統(tǒng)的抗振性也是重要途徑之一,需要企業(yè)加大資金投入,引進相關設備。

        2.設備運維管理技術。

        為了保證機械加工工作的安全與穩(wěn)定,企業(yè)必須要安排管理人員定期對設備進行運行維護檢查工作。在開始使用設備之前,對設備做好試運行操作,檢查各個零部件的連接情況。重點觀察有無零部件松動,或者缺少潤滑油的情況,及時進行相應的處理,避免在機械加工過程中出現(xiàn)振動情況。同時,在設備使用完成后,要安排維修人員及時展開對設備的保養(yǎng)工作,側重于對設備的清灰處理,避免灰塵的大量堆積,而導致設備內部的堵塞情況,進而引發(fā)安全風險問題。另外,在設備的整個運行過程中,應當發(fā)揮信息技術的應用優(yōu)勢。比如,安裝核心控制系統(tǒng),利用信息系統(tǒng)設定機械設備的運行參數(shù),做好對設備運行時長,運行速度,運行溫度等方面的科學管理,最終有效控制機械加工中的振動問題。

        結論:一般情況下,員工的個人工作態(tài)度及工作能力都是影響設備運行狀態(tài)的關鍵因素。同時,設備自身的質量問題也會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。因此,相關機械加工企業(yè)在工作環(huán)節(jié)中,應當明確自身發(fā)展的目標和方向,引進智能化工作設備,從系統(tǒng)調控以及嚴格的設備運維管理兩個方面,有效解決振動問題,消除機械加工環(huán)節(jié)的安全風險,解決新時期企業(yè)的發(fā)展難題。

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