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某型導軌動剛度測試案例

某專門從事各型導軌設計生產的企業,其新研制的某型高精密機床阻尼導軌可以有效的減小機床加工過程中的振動,其主要原理是采用油的毛細現象。為了評價該型導軌的減振效果和設計是否成功,專門配置了一套阻尼導軌動剛度/動柔度測試系統,該系統由激振系統,傳感系統,數采系統和軟件分析系統構成。激振系統由激振器、功率放大器、信號發生器組成,傳感系統由阻抗頭、加速度傳感器組成,阻抗頭輸出力信號,阻尼器臺面安裝的加速度傳感器數據加速度響應信號,采集儀采用INV3060V網絡式數據采集儀,軟件模塊采用東方所DASP 數據分析平臺。


圖1   阻尼導軌測試系統

測試技術難點

1.1  導軌阻尼大,難獲得高質量傳遞函數

由于該阻尼導軌阻尼較大,很難進行激勵,響應信號較小,為了獲得高質量的傳遞函數,需要采用高精度和低噪聲的數據采集儀進行數據采集,從而獲得高信噪比的振動數據。此次試驗采用了東方所的INV3060V 24位高精度數據采集儀進行數據采集,該型采集儀均低的本底噪聲和寬的動態范圍,保證了能獲得高信噪比的振動數據,從而獲得了高質量的傳遞函數,動剛度/動柔度曲線。

1.2  測試系統的安裝調試存在困難

測試系統中的激振器采用懸置安裝,在懸吊彈簧剛度的選擇,激振器頂桿末端阻抗頭的安裝,振動傳感器的安裝,以及信號發生器和功放的調節上也存在一定技巧。由于我司具有豐富的振動測試經驗和激振器安裝調試經驗,該項目所遇到的問題都得到了較好的解決。

測試系統

2.1  分析軟件

DASP V11工程版平臺軟件

2.2  采集硬件

16通道24位INV3060V數據采集儀

PCB三向加速度傳感器

激振系統(激振器、功率放大器、信號發生器)

阻抗頭

試驗結果

通過測試獲得了高精密阻尼導軌的傳遞函數,動剛度/動柔度,加阻尼器前后減振效果的對比等相關試驗結果,部分試驗結果如下所示。


圖2  阻尼導軌傳遞函數



圖3  阻尼導軌動剛度/動柔度



圖4  激勵響應波形/激勵力波形


圖5  加阻尼前后減振效果對比


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