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青島愛博瑞·軋輥磨床彈性隔振系統
軋輥磨床彈性隔振系統
      軋輥磨床為金屬切削機床,由床身、頭架、尾架、托架、縱橫拖板、磨頭、測量架及電氣數控系統組成,分為承載系統驅動系統、磨削系統、測量系統和控制系統五個子系統。工件由頭架、尾架和托架支撐,并由頭架驅動旋轉。數控系統根據軋輥表面母線的數學模型,控制機床做多軸復合運動,在運動過程中實現砂輪對輥面金屬的磨削。在線測量系統實時地將測量數據反饋給磨床系統,并由控制系統對機床出閉環控制,從而完成對工件的精密加工。
      磨床是鋼材板材軋制生產線的重要配套設備,其磨削精度和磨削效率直接影響鋼板的軋制質量與生產效率。軋輥在鋼板軋制過程中因高溫氧化和機械磨損等原因會導致輥面幾何精度損壞,需要周期性的對輥面進行磨削修復。而為了滿足對板形控制的工藝要求,軋輥輥面母線需按照不同的工藝要求,加工成所需的各種特殊高次方曲線,同時工作輥與支承輥的輥面母線相互還要按一定的要求實現耦合匹配,因此加工的難度較高。
      軋輥磨床主要裝備在鋼廠、鋁廠與造紙廠中,用來磨制軋鋼、軋鋁與軋紙用的軋輥。軋輥磨床加工精度要求很高(見表一),軋輥的表面不允許存在任何震顫紋路,其要求的振動控制值非常苛刻。但在軋鋼廠、鋁廠與造紙廠中機器很多,它們會干擾軋輥磨床的正常工作,甚至天車的行走、附近道路經過的重型卡車都會引起軋輥磨床砂輪的震顫,造成軋輥不能達到加工精度要求。
       雖然在實際工作當中軋輥磨床距動力設備通常會有一定距離,但振動在土壤中的衰減比人們想象的要小的多,在常見的40~100m的距離內,衰減理論上只有2~10倍,因此在大部分的情況下,軋輥磨床工作場地的振動仍然會超標,這時最有效的辦法就是采取隔振措施。
軋輥磨床彈性隔振
 一、振動隔離的基本原理
       為了便于理解振動隔離的基本原理,我們以回轉機械為例來加以介紹。設備采用彈性基礎,隔振系統簡化為單自由度系統,由質量m,阻尼c和彈簧k組成,設備回轉部分mr,偏心距為e,轉動角速度為w0,由于偏心引起的垂直激振力F為一正弦函數:
       通過推導,可以得出單質量—單自由度振動系統的穩態的振動傳遞函數表達式如下:
      由圖可見,當調諧比(激振頻率與系統固有頻率之比)大于√2時,傳遞率小于1,這時隨著激振頻率的增加傳遞率減小,當調諧比小于√2時,傳遞比總是大于1,因此調諧比大于√2時為隔振區 ,調諧比小于  √2時,為放大區。由于機器激振頻率不可改變,要實現振動隔離,只有改變系統的固有頻率,使其滿足調諧比大于√2,這樣才能達到減小傳遞率的目的。工程實踐中一般把調諧比取在2.5~5范圍內。
       單純從隔振觀點來說,阻尼的增加會降低隔振效果,但是在機器的實際工作過程中,外界的激勵,除簡諧型外還可能包含一些不規則的沖擊,由于沖擊會引起設備較大振幅的自由振動,增加阻尼的目的就是能使自由振動很快消失,尤其是當隔振對象在啟動及停車而經過共振區時,阻尼就顯得更加重要。
二、隔振方式及材料對比
1、隔振方式對比
(1)傳統隔振方式:砂墊層 、挖防振溝、調高墊鐵、橡膠墊板、墊枕木等,這些都不能從根本上解決振動源的傳播和危害。振動依然通過設備基礎-地基-土壤向周圍傳播,影響周圍的人員和設備的工作,同時還會引發建筑樓板及墻壁振動,發出結構噪聲,即二次噪聲(見圖二)。
(2)愛博瑞公司軋輥磨床隔振系統:軋輥磨床隔振系統由軋輥磨床、水泥塊、彈簧隔振器、下支撐面等結構組成。由于軋輥磨床的工件部分和砂輪部分各自獨立,需要在下面設置水泥臺座將各部分連成整體,同時也增加了系統的剛度。在水泥基礎的下面安裝彈簧阻尼隔振器,軋輥磨床隔振體系受到地面的振動激振后,傳到磨床臺座結構的振動會得到有效的衰減。
2、隔振材料對比
      軋輥磨床所采用的隔振材料有空氣彈簧隔振器、橡膠隔振器、彈簧阻尼隔振器三大類:空氣彈簧隔振器雖然減振效果好,但它使用壽命短(1-5年)、故障率高、承載力小、造價高;橡膠隔振器只在高頻范圍內起作用、隔振效率差(隔振效率只有30%-50%)、壽命短(2-3年),而且存在設備靜態及動態的相關參數無法準確計算的缺點。

      軋輥磨床所采用的阻尼材料有摩擦阻尼、微隙阻尼、粘滯阻尼三大類:摩擦阻尼參數不穩定、變形曲線為非線性、小振幅不起作用;微隙阻尼易磨損、壽命短、需要經常維護;粘滯阻尼性能穩定、耐老化、線性好、計算準確、阻尼系數大、結構緊湊。
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