加入模擬振動源分析爬行|加工中心
4利用振動抑制爬行的仿真分析4.1加入模擬振動源分析爬行根據(jù)爬行的ADAMS仿真模型,，在導軌加入模擬振動源[46~52]來模擬在現(xiàn)實中機床在工作時導軌出現(xiàn)振動,?；贏DAMS中的View平臺,，在導軌上添加移動副，加入驅動速度,，調整合適的速度參數(shù),，設置驅動速度仍為8mm/s,工作臺質量15Kg,靜動摩擦系數(shù)之差為0.05,系統(tǒng)的彈簧剛度和阻尼分別為1000N/mm和IN.s/mm,后加入的移動副參數(shù)設置最初值為零，在此參數(shù)下仿真結果圖和圖3.2完全一致,。添加了移動副的ADAMS模型圖如下所示：圖4.1加入振動源的爬行ADAMS仿真模型將圖4.2與圖3.2比較可以看出,，通過在導軌上加入虛擬振動源能夠改善爬行，模型在自身運動出現(xiàn)爬行現(xiàn)象時,，導軌不斷輸入模擬的振動源來抵消模型自身產(chǎn)生的振動,，來減少爬行,。在振幅不變的情況下,，單純分析頻率，在一定周期內,，頻率越大對改善爬行越有幫助,，可以預計到，在不同的周期中不同頻率會對爬行造成不同的影響,。在圖4.2(a)中,，當運動函數(shù)為sin(8t)時，進給系統(tǒng)在4.53s以前出現(xiàn)持續(xù)的速度波動,，4.53s以后速度波動消失,，速度趨于穩(wěn)定，且速度波動最高達到79.61mm/s,，其加速度曲線圖對應圖4.3(a)從圖中可以看出正向加速度和反向加速度******值分別為25135mm/s_2和-9903mm/s_2;圖4.2(b)當運動函數(shù)為sin(15t)時,，進給系統(tǒng)在2.4s以前出現(xiàn)持續(xù)的速度波動，2.4s以后速度趨于穩(wěn)定,，且速度波動最高值為89.63mm/s,對應圖4.3(b)從圖中可以看出正向加速度和反向加速度******值分別為21832mm^2和-14658mm/s'圖4.2(c)當運動函數(shù)為sin(18t)時進給系統(tǒng)在1.83s以前出現(xiàn)持續(xù)的速度波動,，1.83s以后速度趨于平穩(wěn)達到驅動速度，且速度波動出現(xiàn)的最高值為69.52mm/s對應圖4.3(c)從圖中可以看出正向加速度和反向加速度******值分別為19375mm^2和-18450mm^2;圖4.2(d)當運動函數(shù)為sin(24t),，進給系統(tǒng)在0.7s以前出現(xiàn)速度波動,，0.7s以后速度波動消失，達到了預設的驅動速度，且速度波動出現(xiàn)的最高值為38.47mm/s,對應圖4.3(d)從圖中可以看出正向加速度和反向加速度******值分別為18999mm/s_2和-9022mm/s_2,。根據(jù)圖4.2和圖4.3的比較分析后,，將頻率從8到24(總共17個頻率值）依次進行仿真，通過對頻率從8到24的運動分析得到了頻率與爬行持續(xù)時間的關系曲線圖如圖4.4所示,；頻率與速度波動時最高速度的關系曲線圖,，如圖4.5所示；以及頻率與******正向加速度和反向加速度的關系曲線圖,，如圖4.6所示,。從圖4.4中可以看出，隨著頻率的增大,，振動持續(xù)的時間與頻率關系呈現(xiàn)不規(guī)則的變化,，但是總體上看，卻是先減小后增大再減小的波動狀態(tài),，在圖中頻率為9和17對應的振動持續(xù)時間為5s,，說明在整個仿真時間斷內，系統(tǒng)一直處于爬行狀態(tài),，而且從圖4.4也可以看出,，當頻率為12時振動持續(xù)的時間最短；從圖4.5可以看出,，速度波動的最高速度與頻率的關系也是呈現(xiàn)不規(guī)則的變化,，可以看出當頻率為9、15和17時最高速度都達到了90mm/S,并且在整個頻率變化的過程中,，出現(xiàn)了多次不同頻率卻有著相同最高波動速度的情況,，如頻率為13與14及頻率為21與22時的情況，這也說明了,，改變頻率不一定會改變速度波動的最高值,，并且圖4.5顯示，當頻率為12時速度波動的最高值最??；從圖4.6中可以看出：相比較正向******加速度變化，反向******加速度變化相對較穩(wěn)定,，在頻率為11和12時正向******加速度最小,，且頻率為12與頻率為13時及頻率為10與頻率為11的正向******加速度變化率******，當頻率為22時系統(tǒng)反向******加速度最小,，通過圖4.4到圖4.6三幅圖的綜合分析可以看出,，當頻率為12時，不僅進給系統(tǒng)的振動持續(xù)時間最短,，而且速度波動的最高值也是最小的,，由此可知在所選的17組頻率中，當頻率為12時，振動對爬行現(xiàn)象的改善************,。圖4.7為當頻率為12時系統(tǒng)的速度變化曲線圖（左）和加速度變化曲線圖（右）,。為了進一步細化改變加入振動頻率對系統(tǒng)爬行現(xiàn)象的改善效果，對頻率為12附近的頻率進行深入分析,，將頻率分別設定為11.7,、11.8、11.9,、12,、12.1、12.2,、12.3,則仿真對應的速度變化曲線圖如圖4.8所示（頻率為12的速度變化曲線圖如圖4.7(左））,。從圖4.8可以看出當頻率為11.7和12.3時系統(tǒng)的速度波動很大，而且?guī)缀醮嬖谟谡麄€仿真時間段內,，即這兩個頻率的爬行現(xiàn)象明顯,，當頻率為12.2時爬行持續(xù)時間為2s，而頻率在11.8到12.1之間時系統(tǒng)的速度變化處于穩(wěn)定狀態(tài),。所以通過分析發(fā)現(xiàn),，當加入的振動頻率保持在11.8到12.1之間時系統(tǒng)的爬行現(xiàn)象改善************。從加速度變化曲線圖也可以得到相同的結論,，如圖4.9所示,。圖4.9不同頻率下系統(tǒng)加速度變化曲線圖通過以上的分析可以看出：在運用同振幅不同頻率的振動來改善進給系統(tǒng)爬行的過程中，選擇不同的頻率對爬行改善效果變化較大,，規(guī)律表現(xiàn)不明顯,，通過對選擇頻率8到24區(qū)間內的運動進行仿真模擬，發(fā)現(xiàn)當頻率為12時振動對機床進給系統(tǒng)的爬行現(xiàn)象改善最明顯,，進一步對頻率12附近的頻率進行細化分析發(fā)現(xiàn)，當振動的頻率選擇在11.8到12.1之間時對爬行現(xiàn)象的改善可以得到很好的效果,。即通過上述仿真得到了同振幅下頻率的最優(yōu)區(qū)間為11.8到12.1,。當振動函數(shù)設置為4sin(8t)時，爬行持續(xù)時間為2.73s,，在爬行持續(xù)時間內,，速度波動******值為88.48mm/s,期間對應的加速度變化曲線如圖4.11中的4sin(8t)，圖中顯不正向******加速度為18918mm/s2,，反向******加速度為-11679mm/s2;當振動函數(shù)設置為9sin(8t)時,，爬行持續(xù)時間為3.17s，在爬行持續(xù)時間內,，速度波動******值為69.31mm/s,期間對應的加速度變化曲線如圖4.11中的9sin(8t),，圖中顯示正向******加速度為18738mm/s2,反向******加速度為-17895mm/s2;當振動函數(shù)設置為16sin(8t)時，爬行持續(xù)時間為2.3s,在爬行持續(xù)時間內，速度波動******值為78.49mm/s,期間對應的加速度變化曲線如圖4.11中的16sin(8t),，圖中顯示正向******加速度為25037mm/s2,反向******加速度為-11911mm/s2;當振動函數(shù)設置為21sin(8t)時,，爬行持續(xù)時間為5s,即在仿真的整個時間段內，系統(tǒng)爬行現(xiàn)象并未消失,，在爬行持續(xù)時間內,，速度波動******值為69.31mm/s,期間對應的加速度變化曲線如圖4.11中的21sin(8t),圖中顯示正向******加速度為19499mm/s2,反向******加速度為-14382mm/s2。根據(jù)上面的變化規(guī)律,，將頻率為8且幅值為4到21的17組數(shù)據(jù)進行仿真分析,，根據(jù)每組不同頻率的結果，繪制了幅值與爬行持續(xù)時間關系曲線如圖4.12所示,、幅值與速度波動******值關系曲線如圖4.13所示以及幅值與正向******加速度和反向******加速度變化曲線,。隨著幅值的變化，爬行持續(xù)的時間處于波動狀態(tài),，即改變幅值對于爬行持續(xù)時間并不能找出一定的規(guī)律性變化,，圖中爬行持續(xù)時間超過5s時意味著在整個仿真時間段內，爬行現(xiàn)象并未消失,，對應設定的參數(shù)并不能消除或改善爬行現(xiàn)象,。然而在選擇的17組幅值中，當幅值為7和20時爬行持續(xù)時間相近且最短,，其次是幅值為6和17時的爬行持續(xù)時間較短,。從圖4.13中可以看出當幅值為6時速度波動的******值最小，其次是幅值為20時的速度波動******值較小,。從圖4.14可以看出當幅值為20時爬行過程中******正向加速度和******反向加速度最小,。故綜合圖412到圖4.14的分析可以得出，在選擇的17組幅值中,，當幅值為20時,，產(chǎn)生的振動對機床進給系統(tǒng)爬行現(xiàn)象改善************。當加入振動的幅值為20時,，機床進給系統(tǒng)的速度變化曲線如圖4.15(a),，加速度變化曲線如圖4.15(b)。圖4.15運動函數(shù)設定為20sin(8t)時系統(tǒng)進給速度和加速度變化曲線比較圖4.2(a),，圖4.3(a)和圖4.15可以看出,，當輸入振動振幅為20時對系統(tǒng)爬行有很好的改善效果。為了進一步細化改變加入的振動振幅對系統(tǒng)爬行現(xiàn)象的改善效果,，對振幅為20附近的振幅進行深入分析,，振幅設定分別為19.7、19.8,、19.9,、20,、21.1、21.2,、21.3,則仿真對應的速度變化曲線圖如圖4.16所示（幅值為20的速度變化曲線圖如圖4.15(a)),。由圖4.16及圖4.15(a)可以看出在幅值小于20和大于20.1時，系統(tǒng)爬行現(xiàn)象明顯,，而當幅值在20到20.1之間時,，爬行持續(xù)時間最短，速度變化最小,，所以得到了當輸入的振動頻率為8時改善爬行現(xiàn)象最優(yōu)的幅值范圍為20到20.1,。通過對不同幅值速度曲線的分析，相對應的加速度的變化曲線也可以得到相同的結論,，如圖4.17所示,。通過4.1.1節(jié)和4.1.2節(jié)的分析發(fā)現(xiàn)，改變加入振動的頻率和幅值可以起到改善機床進給系統(tǒng)的爬行現(xiàn)象,，并且在所選的17組頻率和17組幅值仿真中發(fā)現(xiàn),，當輸入函數(shù)為sin(12t)時改善************。根據(jù)函數(shù)sin(12t)時的仿真結果,，我們下面進一步對它的最優(yōu)幅值進行進一步討論,，從而得出在最優(yōu)的頻率基礎上改善爬行************的幅值的取值范圍。下面分別取sin(12t)的幅值分別為0.9,、0.91,、0.99、1,、1.01,、1.09、1.1,，得到幅值在0.9到1.1之間時的系統(tǒng)進給速度變化曲線如圖4.18和系統(tǒng)進給加速度變化曲線如圖4.19,。從圖4.18和4.19可以看出當輸入振動函數(shù)為sin(12t)時，幅值在大于0.91到小于1.09之間時,，系統(tǒng)的進給速度變化曲線和加速度的變化曲線保持不變,，即幅值在這個范圍內爬行現(xiàn)象是相對穩(wěn)定的。綜合對運動函數(shù)為sin(12t)的分析可知：當幅值在0.91到1.09,頻率在11.8到12.1時,，加入的振動對系統(tǒng)爬行現(xiàn)象的改變************。本文采摘自“振動對精工機床進給系統(tǒng)爬行的影響”,，因為編輯困難導致有些函數(shù),、表格、圖片,、內容無法顯示,，有需要者可以在網(wǎng)絡中查找相關文章,！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡僅供學習參考，轉載請注明,！