一種交變扭矩激發(fā)橫扭耦合共振振動(dòng)時(shí)效方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種交變扭矩激發(fā)橫扭耦合共振振動(dòng)時(shí)效方法，扭振電機(jī)輸出的交變扭矩作為外部激勵(lì)力矩帶動(dòng)高剛度轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，交變扭矩將激發(fā)同頻率的橫向振動(dòng)，同時(shí)激起數(shù)值為電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率與交變扭矩頻率之和或差的另一方向橫向振動(dòng)，當(dāng)交變扭矩頻率等于高剛度轉(zhuǎn)軸某階扭轉(zhuǎn)固有頻率時(shí)將激發(fā)扭轉(zhuǎn)共振，此時(shí)橫向振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，高剛度轉(zhuǎn)軸發(fā)生橫扭耦合共振，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力消除高剛度轉(zhuǎn)軸的殘余應(yīng)力。本發(fā)明解決了橫扭耦合共振振動(dòng)時(shí)效受制于電機(jī)轉(zhuǎn)速的問(wèn)題，通過(guò)交變扭矩來(lái)激發(fā)橫扭耦合共振來(lái)消除高剛度轉(zhuǎn)軸的殘余應(yīng)力，提高了效率，提高了生產(chǎn)的安全性和可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種交變扭矩激發(fā)橫扭耦合共振振動(dòng)時(shí)效方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域中的振動(dòng)時(shí)效裝置及其方法，特別是一種交變扭矩激發(fā)橫扭耦合共振振動(dòng)時(shí)效方法。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)軸在機(jī)械加工的整個(gè)過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力的存在會(huì)降低轉(zhuǎn)軸的尺寸穩(wěn)定性，使轉(zhuǎn)軸在工作過(guò)程中產(chǎn)生疲勞破壞，高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)軸故障將產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度對(duì)應(yīng)的頻率等于橫向振動(dòng)某階固有頻率和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)某階固有頻率時(shí)，轉(zhuǎn)軸發(fā)生橫扭耦合共振，但是這種方法有些不足之處:一是不容易配置轉(zhuǎn)軸及偏心圓盤(pán)而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率正好等于橫向振動(dòng)某階固有頻率和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)某階固有頻率；二是即便配置了轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，當(dāng)帶動(dòng)形狀為粗短的高剛度轉(zhuǎn)軸，橫向振動(dòng)固有頻率和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)固有頻率比較高，需要很高的轉(zhuǎn)速才能產(chǎn)生橫扭耦合共振，對(duì)電機(jī)、軸承、聯(lián)軸器等零部件的要求高，安全性和穩(wěn)定性低，實(shí)施困難。使用扭振電機(jī)產(chǎn)生交變扭矩來(lái)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，交變扭矩作為外部激勵(lì)力矩作用于高剛度轉(zhuǎn)軸，交變扭矩將激發(fā)同頻率的橫向振動(dòng)，同時(shí)激起數(shù)值為電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率與交變扭矩頻率之和或差的另一方向橫向振動(dòng)，當(dāng)交變扭矩頻率等于高剛度轉(zhuǎn)軸某階扭轉(zhuǎn)固有頻率時(shí)將激發(fā)扭轉(zhuǎn)共振，此時(shí)橫向振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，高剛度轉(zhuǎn)軸發(fā)生橫扭耦合共振，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力消除高剛度轉(zhuǎn)軸的殘余應(yīng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種交變扭矩激發(fā)橫扭稱(chēng)合共振振動(dòng)時(shí)效方法，解決了產(chǎn)生橫扭I禹合共振振動(dòng)時(shí)效受制于電機(jī)轉(zhuǎn)速的問(wèn)題，通過(guò)扭振電機(jī)產(chǎn)生的交變扭矩來(lái)激發(fā)橫扭耦合共振來(lái)消除殘余應(yīng)力，提高了生產(chǎn)的安全性和可靠性。本發(fā)明解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0004]1.一種交變扭矩激發(fā)橫扭耦合共振振動(dòng)時(shí)效方法方法，具體步驟為:
[0005](I)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得到高剛度轉(zhuǎn)軸的橫向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的各階固有頻率，
[0006](2)通過(guò)計(jì)算，確定質(zhì)量塊的偏心矩和質(zhì)量，
[0007](3)通過(guò)計(jì)算，確定內(nèi)置圓盤(pán)和懸臂圓盤(pán)的數(shù)量、幾何參數(shù)及位置，
[0008](4)通過(guò)計(jì)算，確定扭振電機(jī)輸出交變扭矩的大小及頻率，
[0009](5)啟動(dòng)扭振電機(jī)，設(shè)定旋轉(zhuǎn)頻率為高剛度轉(zhuǎn)軸某階扭轉(zhuǎn)固有頻率，交變扭矩將激發(fā)同頻率的橫向振動(dòng)，同時(shí)激發(fā)數(shù)值為電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率與交變扭矩頻率之和或差的另一方向橫向振動(dòng)，同時(shí)激發(fā)扭轉(zhuǎn)共振，高剛度轉(zhuǎn)軸發(fā)生橫扭耦合共振，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力消除高剛度轉(zhuǎn)軸的殘余應(yīng)力。
[0010]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011]本發(fā)明解決了橫扭耦合共振振動(dòng)時(shí)效不容易配置轉(zhuǎn)軸及偏心圓盤(pán)來(lái)產(chǎn)生橫扭耦合共振、高剛度轉(zhuǎn)軸需要很高的轉(zhuǎn)速才能產(chǎn)生橫扭耦合共振的問(wèn)題，提高了對(duì)高剛度轉(zhuǎn)軸進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效的安全性和穩(wěn)定性，實(shí)施簡(jiǎn)單，效率高，該方法達(dá)到的振動(dòng)時(shí)效效果更好?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明所述由交變扭矩激發(fā)橫扭耦合共振振動(dòng)時(shí)效實(shí)現(xiàn)方法示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明所述高剛度轉(zhuǎn)軸與內(nèi)置圓盤(pán)、懸臂圓盤(pán)結(jié)合體。
[0014]圖3是本發(fā)明所述由交變扭矩激發(fā)的橫向振動(dòng)時(shí)域、頻譜圖。
[0015]圖4是本發(fā)明所述由交變扭矩激發(fā)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)域、頻譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以2個(gè)內(nèi)置圓盤(pán)、I個(gè)懸臂圓盤(pán)與高剛度轉(zhuǎn)軸結(jié)合為例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]對(duì)照?qǐng)D1，本發(fā)明的由交變扭矩激發(fā)橫扭耦合共振振動(dòng)時(shí)效實(shí)現(xiàn)方法包括扭振電機(jī)1、彈性聯(lián)軸器2、前置完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承3、高剛度轉(zhuǎn)軸4、內(nèi)置圓盤(pán)5、質(zhì)量塊6、后置完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承7、懸臂圓盤(pán)8、電機(jī)支座9、底板10、前置軸承支撐11、后置軸承支撐12。扭振電機(jī)I與電機(jī)支座9由螺栓連接，前置完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承3與前置軸承支撐11由螺栓連接，后置完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承7與后置軸承支撐12有螺栓連接，電機(jī)支座9、前置軸承支撐11與后置軸承支撐12均由螺栓固定在底板10上。啟動(dòng)扭振電機(jī)I產(chǎn)生交變扭矩，由彈性聯(lián)軸器2將交變扭矩施加在高剛度轉(zhuǎn)軸4的一端，設(shè)定扭振電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)頻率為高剛度轉(zhuǎn)軸4某階扭轉(zhuǎn)固有頻率，交變扭矩將激發(fā)同頻率的橫向振動(dòng)，同時(shí)激發(fā)數(shù)值為扭轉(zhuǎn)電機(jī)I旋轉(zhuǎn)頻率與交變扭矩頻率之和或差的另一方向橫向振動(dòng)，同時(shí)激發(fā)扭轉(zhuǎn)共振，高剛度轉(zhuǎn)軸4發(fā)生橫 扭耦合共振，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力消除高剛度轉(zhuǎn)軸4的殘余應(yīng)力。
【權(quán)利要求】
1.一種交變扭矩激發(fā)橫扭耦合共振振動(dòng)時(shí)效方法方法，具體步驟為: (1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得到高剛度轉(zhuǎn)軸的橫向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的各階固有頻率， (2)通過(guò)計(jì)算，確定質(zhì)量塊的偏心矩和質(zhì)量， (3)通過(guò)計(jì)算，確定內(nèi)置圓盤(pán)和懸臂圓盤(pán)的數(shù)量、幾何參數(shù)及位置， (4)通過(guò)計(jì)算,確定扭振電機(jī)輸出交變扭矩的大小及頻率， (5)啟動(dòng)扭振電機(jī)，設(shè)定旋轉(zhuǎn)頻率為高剛度轉(zhuǎn)軸某階扭轉(zhuǎn)固有頻率，交變扭矩將激發(fā)同頻率的橫向振動(dòng)，同時(shí)激發(fā)數(shù)值為電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率與交變扭矩頻率之和或差的另一方向橫向振動(dòng)，同時(shí)激發(fā)扭轉(zhuǎn)共振，高剛度轉(zhuǎn)軸發(fā)生橫扭耦合共振，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力消除高剛度轉(zhuǎn)軸的 殘余應(yīng)力。
【文檔編號(hào)】C21D10/00GK104032125SQ201310692831
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】蔡敢為, 黃院星, 張 林, 丁侃, 于騰, 高德中, 石慧, 關(guān)卓懷, 王少龍, 李巖舟 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)