本文關(guān)鍵詞：高速卷繞頭卡盤軸的動(dòng)態(tài)特性研究

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【摘要】：針對(duì)國產(chǎn)高速卷繞頭卡盤軸系統(tǒng)的振動(dòng)問題，通過模態(tài)分析方法獲取系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，優(yōu)化卡盤軸結(jié)構(gòu)參數(shù)達(dá)到減小振動(dòng)的目的。因?yàn)楦咚倬砝@頭的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)為12000r/min，工作的頻率范圍很寬，容易產(chǎn)生共振。首先在理論上利用數(shù)學(xué)建模，，把結(jié)構(gòu)上分布的質(zhì)量、剛度和阻尼分別用矩陣的形式表示，再根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何形狀、邊界條件和材料特性，解析振動(dòng)系統(tǒng)的微分方程，得到該方程特征值，便可得到卡盤軸的固有頻率，每個(gè)特征值對(duì)應(yīng)一組特征向量，便是高速卷繞頭結(jié)構(gòu)的振型；利用pro/e三維軟件結(jié)合有限元分析軟件的方法，對(duì)高速卷繞頭的卡盤軸結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行了理論模態(tài)分析，在自由狀態(tài)和機(jī)架的約束狀態(tài)下得到卡盤軸系統(tǒng)的固有頻率和各階固有頻率對(duì)應(yīng)的振型、變形的位移值，將自由狀態(tài)下的固有頻率和約束狀態(tài)下的進(jìn)行對(duì)比，得出理論模態(tài)分析下該系統(tǒng)的固有頻率。并對(duì)卡盤軸滿卷情況下進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到卡盤軸在滿載荷時(shí)的受力變形云圖，確定高速卷繞頭卡盤軸結(jié)構(gòu)彈性變形最大位置。 采用力錘敲擊的脈沖信號(hào)和加速度傳感器拾取響應(yīng)信號(hào)的多輸入單輸出實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法，通過DH5920動(dòng)態(tài)測(cè)試儀采集這些信號(hào)，得到工作現(xiàn)場(chǎng)卡盤軸在自由狀態(tài)下和約束狀態(tài)下的前四階模態(tài)頻率。自由狀態(tài)是將卡盤軸放在塑料泡沫上，使其具有盡可能多的自由度，可以比較容易地使用力錘激出卡盤軸所有的模態(tài)，采集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻響函數(shù)估計(jì)從而進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別，得到該高速卷繞頭卡盤軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，得到更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)頻率；機(jī)架約束條件下，使用同樣的模態(tài)試驗(yàn)方法，得出實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)頻率，將兩種狀態(tài)下的模態(tài)頻率進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)振動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)頻率；利用該動(dòng)態(tài)測(cè)試儀對(duì)槽輥不同的工作轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)引起機(jī)架的加速度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)頻譜分析，得到槽輥的共振轉(zhuǎn)速和不同倍頻下振動(dòng)幅值，幅值最大的倍頻所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速是影響卡盤軸的旋轉(zhuǎn)精度和卷繞質(zhì)量的關(guān)鍵。 本課題的研究可以確定卡盤軸的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)影響繞絲質(zhì)量的各個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，通過對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)修改，為優(yōu)化其動(dòng)力學(xué)性能提供了合理化參考。利用實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果驗(yàn)證理論模態(tài)分析，為卡盤軸的結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供可靠的依據(jù)，也開拓了此方法在其他行業(yè)的應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TQ340.5;TH113.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1247241