加工中心模態(tài)分析


 模態(tài)分析可以確定一個結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型,結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型是動力學(xué)分 析的起點。固有頻率和振型是振動系統(tǒng)的物理屬性,在對一個振動系統(tǒng)進行分析時,首 先任務(wù)就是求得其固有頻率并得出相對應(yīng)的振型,模態(tài)分析即是用來確定這兩項內(nèi)容。

機床床身與墊鐵采用螺栓聯(lián)接跟地面向連,所以邊界條件的模擬參照固定結(jié)合面定 義。在“大地”上地腳螺栓等效結(jié)合點處建立節(jié)點,與床身上對應(yīng)的節(jié)點聯(lián)接組成彈簧 阻尼單元。根據(jù)機床零件之間實際接觸和受載情況選擇零件之間相接觸部分基礎(chǔ)特性參 數(shù),計算得到的SGM50A固定結(jié)合面參數(shù)見表2.2。

2.2 SGM50A固定結(jié)合面動態(tài)特性參數(shù)

 

部件1

 

 

部件2

 

 

法向剛度 (N/m)

 

切向剛度 (N/m)

 

法向阻尼 (N-s/m)

 

切向阻尼 (N*s/m)

 

立柱、立滑板、:1:作臺

 

電機座

 

1.07xl09

 

6.34xl08

 

9.34xl02

 

3.20M03

 

立柱、立滑板、1:作臺

 

 

軸承座

 

 

8.61 xlO9

 

5.10x10*

 

7.58xI02

 

2.57xl03

 

立柱、立滑板、X作臺

 

 

螺母座

 

 

1.30xl09

 

7.70xl08

 

1.15xl02

 

3.88xl03

 

立滑板、主軸箱、工作臺

 

 

滑塊

 

 

2.30xl 09

 

6.5xl08

 

I.35xl02

 

4.35xl03

 

立柱、立滑板、床汾

 

 

導(dǎo)軌

 

 

4.36x1 09

 

3.65x10®

 

7.58xl02

 

2.57xl03

 

立柱

 

床身

 

7.30xl09

 

8.30xl08

 

6.56xl02

 

7.63xlO3

 

床身

 

大地

 

9.8*109

 

8.70x10s

 

2.35xl02

 

4.35xl03


 


 

SGM50A中軸承內(nèi)圈與外圈之間、絲桿與螺母之間和滑塊與導(dǎo)軌的滾動結(jié)合面參數(shù) 是由廠家提供,見表2.3。

2.3 SGM50A滾動結(jié)合面動態(tài)特性參數(shù)

 

部件1

 

部件2

 

 

法向剛度 (N/m)

 

切向剛度 (N/m)

 

法向阻尼 (N.s/m)

 

切向阻尼 (N.s/m)

 

軸承內(nèi)H

 

軸承外圈

 

 

5.36x10®

 

5.65x10s

 

7.78x102

 

2.87x103

 

滾珠絲杠

 

 

螺母

 

 

6.30xl08

 

7.30x10s

 

7.56xI02

 

6.63 x103

 

滾動導(dǎo)軌

 

 

滑塊

 

 

8.6x108

 

5.60x108

 

3.35xl02

 

5.35x103

 


 

將以上各結(jié)合面特性參數(shù)代入整機有限元模型中,并采用BLOCKLANCZOS法對 SGM50A臥式加工中心進行模態(tài)計算。表3.3為整機前30階模態(tài)固有頻率,第1、2 階為絲杠的自身膨脹,動態(tài)分析時不予考慮,整機前3?12階振型描述見表2.4,模態(tài) 云圖如圖2.5所示。

 

2.4SGM50A整機前30階頻率(單位:Hz)

階次

3

4

5

6

7

8

9

頻率

 

44.9

 

47.9

 

75.9

 

109.1

 

121.4

 

141.1

 

156.8

階次

10

11

12

13

14

15

16

頻率

 

161.3

 

167.2

 

187.6

 

207.8

 

210.9

 

228.8

 

229.6

階次

17

18

19

20

21

22

23

頻率

 

232.7

 

243.3

 

247.1

 

256.6

 

259.9

 

262.1

 

264.7

階次

24

25

26

27

28

29

30

頻率

 

276.5

 

278.1

 

279.9

 

285.6

 

291.2

 

296.4

 

323.6


 


 

2.5SGM50A整機模態(tài)振型描述

階次                                        振型描述

3

立柱及立滑板上半部分擺動

4

立柱沿對角線振動

5

立柱兩側(cè)異向振動,主軸箱立滑板沿X向振動

6

主軸箝,立滑板沿Z向振動

7

立柱沿中間面扭振

8

工作臺沿Z向平動

9

主軸箱,立滑板中部沿Z向扭振

10

立滑板左右擺動

11

主軸箱前后振動

12

主軸箱沿中間面扭振



本文采摘自“SGM50A臥式加工中心動態(tài)特性分析及關(guān)鍵部件的優(yōu)化”,因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示,有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章!本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考,轉(zhuǎn)載請注明!

 

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分類: 加工中心  
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