機械加工中的振動問題及其控制

◎張學敏

機械加工行業在目前有著廣闊的市場發展前景，從日常的加工工作流程中來看，如何保障工作的安全性和穩定性，是基層員工關心的主要問題。而機械加工環節中常見的振動問題，就是目前加工制造企業在發展環節中，需要解決的根本問題之一。

一、機械加工中常見振動問題的類型

基于不同的振動類型有不同的解決方式，因此，機械加工企業還應當結合以往的工作經驗，對常見的振動問題進行合理的分類。

1.常規振動情況。

自由振動是由于切削力突然變化，受到沖擊而引起的，其平衡狀態遭到破壞，系統緊靠彈性恢復力來維持。一般來說，自由振動可以迅速衰減，對機械加工的危害較小。同時，這種振動情況具有突發性，短暫性的特點，屬于機械設備運行過程中，常規振動的一種情況。

2.受迫振動。

受迫振動是由于受到來自于系統內部或外部干擾而產生的，受迫振動會維持一定的振幅和頻率，對加工產生的危害比較大。不僅會影響機械加工質量，而且容易引發安全風險問題。通常情況下，只要在外界中存在干擾，那么受迫振動的危害就不會衰減。并且，實踐證明，即使干擾力頻率固定，隨著干擾力的幅度值增大，受迫振動的幅度值也會不斷地增大。研究受迫振動的特性，可以知道受迫振動的頻率與干擾力的頻率相比，總是相等或者是它的整倍數。這是二者之間的關系性，因此，在以后的機械工作中，工作人員就可以依據這個規律來尋找控制機械受迫振動的有效方法。

3.自激振動。

自激振動是一種不衰減的運動，是在沒有外界干擾的情況下，由系統內部本身激發反饋所產生的周期性振動。對于加工產生的危害很大，嚴重影響了機械加工的質量及效率。另外，自激振動的頻率與系統的固定規律相比較，總是相等或者相似。工作人員在進行機械加工時，應當充分意識到，在每個時間段內，獲得和消耗能量的比值是影響自激振動是否產生的關鍵因素。

二、分析導致機械加工工作出現振動問題的原因

機械加工企業需要不斷從出現振動問題的具體情況當中展開分析，找到問題的根源，以便于有效解決問題。

1.操作行為的因素。

工作人員自身在開展機械加工工作時，是否按照了企業規定的工作流程，有序完成各項任務，以及在工作環節中有沒有出現工作馬虎的情況等等，都是影響機械加工工作質量及效率的關鍵因素。同時，機械設備的使用功能在不斷優化和升級，相應的設備操作難度也有所提高。在這種情況下，如果員工無法掌握相應的操作技術，就容易在實際運行過程中，由于誤操作而導致設備出現故障的問題，進而出現設備振動的現象。另外，大部分基層工作人員自身缺乏安全意識，沒有意識到規范自身工作行為的重要性，這些都是引發機械加工工作出現安全隱患的主要因素。出現這個問題也與企業沒有定期對人才展開思想教育及專業能力培訓有關，是制約企業各項工作可持續發展的關鍵，需要企業引起高度重視。

2.設備自身的因素。

有時候，在沒有外部環境干擾的情況下，機械加工環節也會出現設備振動的問題。這就需要企業從設備質量方面找原因，比如，自激振動的產生就是由系統內部刺激帶來的一種周期性振動。這與設備的安裝方式是否科學合理有關，同時，設備的長時間運作，會導致機身溫度過高，也容易引發設備的故障問題。另外，在某些情況下，機械加工刀具和工件會產生相對立的情況，會在產品的表面上留下明顯的振紋，這些都是目前需要解決的主要問題。

三、有效控制振動問題的可行對策

機械加工中的振動問題對于機械加工的質量和生產效率都有著很大的影響，所以技術人員必須要尋找方法，控制機械振動。

1.系統調控工作。

想要解決機械加工中的振動問題，可以使用這幾種方式：第一，把激振力給減小。關于卡盤、電動機轉子、砂輪等達到600r/min 以上轉速的零件，一定得消除或者減小激振力。將齒輪傳動、帶傳動等傳動裝置的穩定性，采用完善的帶接頭等方式來進行提高。第二，為增強系統的抗振能力可以通過對工藝系統的阻力和剛度進行提高來實現。第三，為了達到減少振源危害的目的，可以采取隔振措施，就是將振源和需要防振的部件或者機床之間分開，用彈性隔振裝置使得大部分振動被吸收。第四，為避免引起共振問題，可以通過調整振源頻率，使得引起受迫振動的振源頻率和系統固有頻率相互遠離。最后，也是最終的辦法，就是當其他措施對振動起不了什么作用時，這時就只剩下消振減振裝置。它是通過吸收或者消耗振動能量來實現減振的。而且對于提高工藝系統的抗振性也是重要途徑之一，需要企業加大資金投入，引進相關設備。

2.設備運維管理技術。

為了保證機械加工工作的安全與穩定，企業必須要安排管理人員定期對設備進行運行維護檢查工作。在開始使用設備之前，對設備做好試運行操作，檢查各個零部件的連接情況。重點觀察有無零部件松動，或者缺少潤滑油的情況，及時進行相應的處理，避免在機械加工過程中出現振動情況。同時，在設備使用完成后，要安排維修人員及時展開對設備的保養工作，側重于對設備的清灰處理，避免灰塵的大量堆積，而導致設備內部的堵塞情況，進而引發安全風險問題。另外，在設備的整個運行過程中，應當發揮信息技術的應用優勢。比如，安裝核心控制系統，利用信息系統設定機械設備的運行參數，做好對設備運行時長，運行速度，運行溫度等方面的科學管理，最終有效控制機械加工中的振動問題。

結論：一般情況下，員工的個人工作態度及工作能力都是影響設備運行狀態的關鍵因素。同時，設備自身的質量問題也會出現振動現象。因此，相關機械加工企業在工作環節中，應當明確自身發展的目標和方向，引進智能化工作設備，從系統調控以及嚴格的設備運維管理兩個方面，有效解決振動問題，消除機械加工環節的安全風險，解決新時期企業的發展難題。