青島愛博瑞·軋輥磨床彈性隔振系統(tǒng)
軋輥磨床彈性隔振系統(tǒng)
軋輥磨床為金屬切削機(jī)床，由床身、頭架、尾架、托架、縱橫拖板、磨頭、測量架及電氣數(shù)控系統(tǒng)組成，分為承載系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、磨削系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)。工件由頭架、尾架和托架支撐，并由頭架驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)軋輥表面母線的數(shù)學(xué)模型，控制機(jī)床做多軸復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)砂輪對(duì)輥面金屬的磨削。在線測量系統(tǒng)實(shí)時(shí)地將測量數(shù)據(jù)反饋給磨床系統(tǒng)，并由控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)床出閉環(huán)控制，從而完成對(duì)工件的精密加工。
磨床是鋼材板材軋制生產(chǎn)線的重要配套設(shè)備，其磨削精度和磨削效率直接影響鋼板的軋制質(zhì)量與生產(chǎn)效率。軋輥在鋼板軋制過程中因高溫氧化和機(jī)械磨損等原因會(huì)導(dǎo)致輥面幾何精度損壞，需要周期性的對(duì)輥面進(jìn)行磨削修復(fù)。而為了滿足對(duì)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(shí)工作輥與支承輥的輥面母線相互還要按一定的要求實(shí)現(xiàn)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(dòng)控制值非?？量獭５谲堜搹S、鋁廠與造紙廠中機(jī)器很多，它們會(huì)干擾軋輥磨床的正常工作，甚至天車的行走、附近道路經(jīng)過的重型卡車都會(huì)引起軋輥磨床砂輪的震顫，造成軋輥不能達(dá)到加工精度要求。
雖然在實(shí)際工作當(dāng)中軋輥磨床距動(dòng)力設(shè)備通常會(huì)有一定距離，但振動(dòng)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(nèi)，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(dòng)仍然會(huì)超標(biāo)，這時(shí)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(dòng)隔離的基本原理
為了便于理解振動(dòng)隔離的基本原理，我們以回轉(zhuǎn)機(jī)械為例來加以介紹。設(shè)備采用彈性基礎(chǔ)，隔振系統(tǒng)簡化為單自由度系統(tǒng)，由質(zhì)量m，阻尼c和彈簧k組成，設(shè)備回轉(zhuǎn)部分mr，偏心距為e，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為w0，由于偏心引起的垂直激振力F為一正弦函數(shù)：
通過推導(dǎo)，可以得出單質(zhì)量—單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)的振動(dòng)傳遞函數(shù)表達(dá)式如下：
由圖可見，當(dāng)調(diào)諧比(激振頻率與系統(tǒng)固有頻率之比)大于√2時(shí)，傳遞率小于1，這時(shí)隨著激振頻率的增加傳遞率減小，當(dāng)調(diào)諧比小于√2時(shí)，傳遞比總是大于1，因此調(diào)諧比大于√2時(shí)為隔振區(qū) ，調(diào)諧比小于 √2時(shí)，為放大區(qū)。由于機(jī)器激振頻率不可改變，要實(shí)現(xiàn)振動(dòng)隔離，只有改變系統(tǒng)的固有頻率，使其滿足調(diào)諧比大于√2，這樣才能達(dá)到減小傳遞率的目的。工程實(shí)踐中一般把調(diào)諧比取在2.5~5范圍內(nèi)。
單純從隔振觀點(diǎn)來說，阻尼的增加會(huì)降低隔振效果，但是在機(jī)器的實(shí)際工作過程中，外界的激勵(lì)，除簡諧型外還可能包含一些不規(guī)則的沖擊，由于沖擊會(huì)引起設(shè)備較大振幅的自由振動(dòng)，增加阻尼的目的就是能使自由振動(dòng)很快消失，尤其是當(dāng)隔振對(duì)象在啟動(dòng)及停車而經(jīng)過共振區(qū)時(shí)，阻尼就顯得更加重要。
二、隔振方式及材料對(duì)比
1、隔振方式對(duì)比
（1）傳統(tǒng)隔振方式：砂墊層 、挖防振溝、調(diào)高墊鐵、橡膠墊板、墊枕木等，這些都不能從根本上解決振動(dòng)源的傳播和危害。振動(dòng)依然通過設(shè)備基礎(chǔ)-地基-土壤向周圍傳播，影響周圍的人員和設(shè)備的工作，同時(shí)還會(huì)引發(fā)建筑樓板及墻壁振動(dòng)，發(fā)出結(jié)構(gòu)噪聲，即二次噪聲（見圖二）。
（2）愛博瑞公司軋輥磨床隔振系統(tǒng)：軋輥磨床隔振系統(tǒng)由軋輥磨床、水泥塊、彈簧隔振器、下支撐面等結(jié)構(gòu)組成。由于軋輥磨床的工件部分和砂輪部分各自獨(dú)立，需要在下面設(shè)置水泥臺(tái)座將各部分連成整體，同時(shí)也增加了系統(tǒng)的剛度。在水泥基礎(chǔ)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(dòng)激振后，傳到磨床臺(tái)座結(jié)構(gòu)的振動(dòng)會(huì)得到有效的衰減。
2、隔振材料對(duì)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(jià)高；橡膠隔振器只在高頻范圍內(nèi)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(shè)備靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的相關(guān)參數(shù)無法準(zhǔn)確計(jì)算的缺點(diǎn)。
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(shù)不穩(wěn)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(jīng)常維護(hù)；粘滯阻尼性能穩(wěn)定、耐老化、線性好、計(jì)算準(zhǔn)確、阻尼系數(shù)大、結(jié)構(gòu)緊湊。
