機械加工中機械振動的原因解析與應對

彭紅梅

摘 ? 要：在我國的工業生產過程中，機械加工工業非常重要。然而在實際的工業生產機械加工中，機械振動問題的產生影響了機械加工正常運行，也會對機械加工造成一定的損壞。本文筆者簡要闡述了機械振動以及機械振動種類，并分析了產生機械振動的原因，根據振動產生原因提出了解決機械振動的有效措施。

關鍵詞：機械加工 ?機械振動原因 ?解決措施

中圖分類號：TM343 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）02（c）-0050-02

機械加工行業是我國當前重要的工業生產行業，對我國生產和發展起到了重要的作用。機械加工制造的機械、相關零部件在工業生產領域、在建筑領域等重要生產領域中都有重要的應用。但是，當前社會生產力得到發展，對機械加工產品質量的要求提高。所以，為了保證機械加工的生產質量，對于機械加工中振動問題的產生和解決非常重要。

1 ?機械加工中的機械振動

1.1 機械振動簡要概述

在機械加工過程當中，機械振動的產生是比較常見的問題。指的是物體在保持自身平衡的前提下在所處位置周圍進行規律性重復運動。在機械振動產生中，決定機械振動大小的關鍵指標是機械振動量，或者是機械振動的速度以及移動距離。在機械振動中根據振動產生的原因不同可以將機械振動大致分為三種類型。首先，自由振動。在機械振動中，自由振動的產生是由機械激振力引起的，在機械加工中激振力產生會對機械系統的平衡性能造成一定的影響，從而引發自由振動。自由振動是機械振動中影響危害都比較下的振動，因為自由振動本身可以自我減弱。其次，強迫振動。機械系統在進行機械加工的過程中，會受到來自外界因素干擾，從而出現強迫振動，強迫振動具有周期性、規律性以及強制性的特點。最后，自激振動。自激振動是三種機械振動中對機械加工危害影響最大的振動。自激振動的產生頻率相對比較高。

1.2 機械加工中機械振動的影響

首先，機械加工中，機械振動產生會出現較長時間的噪音，噪音聲音大并且對工人的耳膜以及心理都有影響，是工人處于不利的操作環境，降低工人工作效率。其次，機械振動產生會對加工工件的質量造成一定的影響。在機械加工中，加工構件置于機械系統當中，當機械振動產生時機械系統刀具等作用部位會對夾具上的工件造成不同程度的損壞。例如，劃痕、割裂等問題。使工件質量合格率下降。另外，機械加工中對于工件精度要求非常高，一般要求精度應該控制在0.5mm之內。機械振動的產生造成機械生產系統失常，從而影響工件加工精度。第三、機械振動的產生也會影響到生產效率。一方面，機械振動對機械加工人員造成不良影響，一定程度上降低了員工的生產效率。另外一方面，為了避免機械振動的發生，減少振動產生通常會使用降低工具轉速、減少切削用量的方法。而這樣改變生產方式的辦法，雖然起到一定的效果，但是一定程度上也使機械生產效率發生了變化，降低了生產效率。

2 ?機械振動的產生原因以及解決辦法

2.1 自由振動產生原因以及解決辦法

2.1.1 自由振動產生原因

自由振動是機械振動的一種，也是機械振動中危害比較小的一種。機械振動自由振動產生的主要原因是自身機械原因，機械系統在工作過程中會受到自身工作作用力、彈力因素以及本體重力的影響而出現自由振動現象。換言之，機械自由振動產生是由自身慣性以及原件彈性引起的。例如，簡諧振動的產生就是一常見的自由振動。

2.1.2 控制自由振動的策略

在機械生產加工過程當中，自由振動產生外在影響因素比較小，并且自由振動對機械系統以及工件影響比較小，但是對于機械加工精度也會造成影響。所以，出于加工精度角度考慮要對機械自由振動進行控制。而在控制機械自由振動中，工作人員可以對機械系統的阻尼元件以及彈性元件進行優化，提升機械系統整體工作的穩定性。包括及時對機械系統阻尼元件進行檢查維修或者更換等方法，保證機械系統內部各工作環節都良好實施。從而減少機械自由振動的產生。

2.2 強迫振動產生原因以及控制辦法

2.2.1 強迫振動產生原因

在機械振動中強迫振動也可以稱作是受迫振動。與自由振動產生的原因有本質上的區別，機械強迫振動產生更主要的原因是受到外力干擾因素，并且振動的持續性更長[1]。一般情況下可以將強迫振動產生分為兩種形態，分別是穩態振動以及瞬態振動。其中，穩態振動產生過程要從外界獲得力量。另外，瞬態振動與穩態振動產生有所不同，振動產生只是在短時間內，并且瞬態振動產生因素也趨向于內部因素?？偨Y而言，強迫振動產生的原因是由于激振力在機械裝置內產生。而激振力的產生運用主要包括以下幾種：（1）機械加工中出現不均勻切削。機械系統在進行切削過程中會出現間歇性切削現象，間歇性切削過程中會產生機械切削力的周期性變化，從而引起激振力，造成強迫振動。（2）機床傳動誤差也會引發強迫振動。機械系統機床傳動過程中，液壓傳動過程中，由于機床皮帶接縫、油液脈動以及機床軸承等部件尺寸存在差異性會引發強迫振動。另外，機床在工作中需要齒輪組運行，如果齒輪組的尺寸出現問題也會強迫振動。

2.2.2 強迫振動的控制辦法

對于強迫振動的控制，可以采取以下方法進行：首先，可以采取降低振源或者消除振源激振力的方法控制強迫振動[2]。在進行機械加工過程中，機械加工人員要做好轉速控制工作，保證機械技工中工件的轉速控制在600轉/min。控制機械加工轉速是防止工件在加工中受到工件本身存在的砂礫造成的磨損影響，從而出現強迫振動現象。另外，工作人員在進行機械加工過程當中也要及時更換機械砂輪。其次，采用接觸剛度、消除間隙以及提升接觸面精度等方法提升機械系統的頻率以及方法。

2.3 自激振動產生原因以及解決辦法

2.3.1 自激振動產生原因

自激振動也是機械振動中常見的一種，其產生的原因主要包括以下幾種：（1）在機械加工過程中，切削層橫截面發生面積同時刀具前角也出問題，很容易引發自激振動。（2）刀具的性能會引發自激振動，機械系統刀具剛度性能剛性較小，在實際加工過程中刀桿會出現振動，從而造成自激振動。（3）在進行機械加工過程中，由于切削量選擇不合理也會引發自激振動。

2.3.2 自激振動控制辦法

（1）在實際的機械加工過程中，系統阻尼元件有非常重要作用?？梢酝ㄟ^優化系統阻尼元件的方式控制自激振動[3]。改變阻尼元件材料，提升阻尼性能。選擇鑄鐵作為機床立柱或者對機床進行支撐可以有效控制自激振動。（2）對機械加工車床系統進行檢查，對機床剛性比較弱的元件進行加固。（3）也可通過控制切削量、切削深度以及切削速度的方法，規避機械加工自己振動。

3 ?結語

本文筆者闡述了自激振動、自由振動以及強迫振動三種振動方式，并根據產生原因分析，提出了解決三種振動的有效策略。希望能夠對機械加工中機械振動的控制有所幫助。

參考文獻

[1] 歐洲，張靜，梁永春.給水泵小汽機振動故障解析和處理[J].技術與市場，2014（4）：75，77.

[2] 白巖立.解析汽輪機機械振動的主要原因及對策[J]. 內燃機與配件，2018（19）：75-76.

[3] 甘瑜.GGH低泄漏風機振動故障保護未動作分析及應對措施[J].華東科技：學術版，2016（12）：298.