3利用简谐振动抑制爬行的仿真分析
通过上一章对影响爬行因素的各个单一因素分析后,对爬行改善效果不理想。由于 爬行是一种摩擦自激振动,由此想到可以利用外加力或外加振动源来抵消工作台在出现 爬行时产生的振动[33~45],即外加激振器或者利用其他方法来达到要想的效果。在 ADAMS/View中加入正弦力(相当于加入的简谐振动)或一种振动源的形式来模拟在现 实中机床工作时外加振动的情况,输入不同的外加振动源,分别分析它们对爬行现象的 改善情况。
在图3.1中,设置驱动速度为8mm/s,工作台质量15Kg,静动摩擦系数之差为0.05, 系统的弹簧刚度和阻尼分别为:l〇〇〇N/mm和IN.s/mm。
机床产生了严重的爬行现象,根据图3.2与后面加入正弦力后 仿真图形进行比较,观察对爬行现象的改善情况。
将图3.2与图3.3进行对比,得出在垂直方向上加入正弦力能够改善爬行现象。在图 3.3(a)中加入正弦力sin(15t),相对于图3.2速度波动幅度变大,但在4.8s以后速度趋于稳 定,没有改善爬行;在图3.3(b)中加入正弦力sin(20t)后,与图3.2比较看出,速度幅度变 大,但是速度趋于稳定的时间变短,在3.3s以后速度稳定;从图3.3(c)的图形可以看出, 前期的速度波动控制在了 〇.5s以内,0.5s以后速度趋于平稳,速度稳定在7mm/s与9mm/s 之间,由于加入的是正弦力,所以会出现这种速度稳定在一定范围内的现象;同样的, 对于图3.3(d)来说,前期速度波动幅度比图3.3(c)更小,趋于稳定的时间更短,但是仍然 会出现后期速度稳定后,速度在7mm/s与9mm/s之间徘徊。说明在一定周期内,频率越 大对抑制爬行越有帮助。下面是加速度仿真图:
I
将图3.3(a)与图3.5进行比较,即当输入函数为sin(15t)、2sin(15t)和5sin(15t)时,在 同一频率不同振幅的情况下,分析后可以看出,同一频率下振幅越大,对改善爬行越有 利。在图3.7(a)中,加入函数2sin(40t)时,速度波动幅度在90mm/s以下,波动时间在3s 以内;在图3.7(b)中,加入函数4sin(40t)时,速度波动在Is以内;单纯比较图3.7中的(a) 和(b),说明幅值越大对改善爬行越有帮助,与图3.5验证的结果一样。但是将图3.7(b) 和图3.3(d)比较(即将4sin(40t)和sin(40t)仿真曲线)后却发现,推翻了之前的验证,sin(40t) 的振幅变为4时,并没有比图3.3(d)改善的好。
由此可知:在垂直方向外加正弦力后,在一定周期内,频率越大、振幅越大,对改 善爬行效果越好;而加入的正弦力的频率值取得越小,爬行重复的周期越长;频率取得 越大,爬行重复周期越短。
本文采摘自“振动对数控机床进给系统爬行的影响”,因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示,有需要者可以在网络中查找相关文章!本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考,转载请注明!
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