機(jī)械流體復(fù)合激振技術(shù)的研究與應(yīng)用綜述

王浩光 馮萬里

摘 要：機(jī)械、流體以及復(fù)合激振技術(shù)能夠推動國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文將對機(jī)械激振、流體激振的原理進(jìn)行分析，探究機(jī)械激振、流體激振、機(jī)械流體復(fù)合激振的應(yīng)用，以期探索出振動機(jī)械未來的發(fā)展方向并促進(jìn)激振技術(shù)的應(yīng)用與推廣。

關(guān)鍵詞：激振;機(jī)械;流體

引 言

我國的激振技術(shù)已取得了一定成就，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中，比較有代表性的有壓路機(jī)、落砂機(jī)、成型機(jī)、選礦機(jī)、輸送機(jī)、破碎機(jī)等振動設(shè)備，振動機(jī)械有助于國防建設(shè)、工業(yè)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。基于此，對于機(jī)械流體復(fù)合基站技術(shù)研究與應(yīng)用的探究有著重要意義。

一、機(jī)械流體復(fù)合激振技術(shù)原理

（一）機(jī)械激振

彈性元件、工作體、激振源是振動機(jī)械的三個主要部分，依照激振方式作用于工作體的不同效果，可以將工作體激振方式分為機(jī)械、流體兩種集鎮(zhèn)類型。機(jī)械激振又名慣性激振。激振系統(tǒng)振動源發(fā)出的振動信號經(jīng)過特定機(jī)體向作用對象進(jìn)行剛性傳遞即為機(jī)械激振。機(jī)械激振具有簡單、緊湊的結(jié)構(gòu)，不需要較為復(fù)雜的工作條件、工作環(huán)境。由于其振動傳遞方式為剛性傳動，因此，能夠向機(jī)體傳動較為強(qiáng)烈的振動信號，具有較高的傳遞效率。機(jī)械激振方式在實(shí)際的生產(chǎn)活動中有著廣泛運(yùn)用，例如，破碎機(jī)、壓路機(jī)、落砂機(jī)、成型機(jī)、選礦機(jī)都采用了機(jī)械振動方式。機(jī)械振動同樣存在部分缺點(diǎn)，例如：第一，能源消耗相對嚴(yán)重，參振質(zhì)量較大;第二，受到慣性影響，使用機(jī)械激振模式的設(shè)備壽命較低;第三，設(shè)備在使用機(jī)械激振方式后，會受到共振現(xiàn)象影響，出現(xiàn)一定程度的損壞;第四，采用機(jī)械激振模式的設(shè)備，會受到最高頻率的限制，無法精確控制機(jī)械激振、振動參數(shù);第五，采用機(jī)械激振方式的設(shè)備具有較為嚴(yán)重的噪聲污染[1]。

（二）流體激振

在流動氣體、液體中激發(fā)振動現(xiàn)象或借助液體氣體等傳播介質(zhì)將振動信號傳遞給對象，即為流體激振。由于液體、氣體能夠有效傳導(dǎo)波與振動，進(jìn)而提升波、振動在氣體、液體中的傳遞效果，依照傳遞介質(zhì)類型的不同，可將流體激振分為氣流激振、液壓激振，借助液壓技術(shù)達(dá)到激振效果。隨著國內(nèi)液壓技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，各行各業(yè)廣泛應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)，液壓技術(shù)可以借助變頻液壓激振裝置、馬達(dá)液壓機(jī)等裝置形成振動并將振動信號傳遞給作用對象。激振油缸、激波器、液壓源是激振液壓系統(tǒng)的主要部分，作為執(zhí)行元件激振系統(tǒng)的激振油缸與振動機(jī)體進(jìn)行剛性連接。激振油缸的特點(diǎn)在于能夠根據(jù)振動機(jī)體的加速度、速度、位移情況，調(diào)節(jié)自身活塞桿的加速度、速度、位移。激振系統(tǒng)激波器的主要作用在于有效把控油缸的液流方向，實(shí)現(xiàn)其交替變化，使激振力能夠上下交替變化并形成于活塞桿中，進(jìn)而驅(qū)動激振系統(tǒng)，引發(fā)機(jī)體振動。激振系統(tǒng)的變頻器會帶動激波器運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓激振模式產(chǎn)生的激振作用力較大，可調(diào)范圍較廣，能夠覆蓋較大面積的激振頻率，具有穩(wěn)定的振動結(jié)構(gòu)、振動幅度，可以提升激振作用效果。液壓激振技術(shù)能夠使設(shè)備技能適用于大振幅、低頻率，也能適用于小振幅、高頻率的工作狀態(tài)，有效控制振動參數(shù)，提升振動效率、振動質(zhì)量，也能使得設(shè)備的結(jié)構(gòu)更為緊湊，降低能源消耗[2]。但是由于運(yùn)用了液壓激振技術(shù)的激振系統(tǒng)使用了大量的液壓元件，會在一定程度上降低激振系統(tǒng)的工作效率，特別是運(yùn)用在大型設(shè)備上會產(chǎn)生較高的能源消耗，而激振振幅與激振頻率會相互作用，很難滿足實(shí)際生產(chǎn)過程中的振幅、頻率要求。

二、機(jī)械流體復(fù)合激振技術(shù)應(yīng)用

對于機(jī)械姬振的研究，開始于十九世紀(jì)，人們發(fā)明了振動篩，借助機(jī)械激振原理。開展振動作業(yè)。西方發(fā)達(dá)國家在二十世紀(jì)開展了基于機(jī)械激振的大量研究，將機(jī)械激振方式廣泛應(yīng)用于道路交通、建材、建筑、電力、土木機(jī)械等領(lǐng)域的振動機(jī)械制造方面。我國在二十世紀(jì)五十年代開始著手研究機(jī)械激振模式，主要對國外的振動機(jī)械進(jìn)行仿制，主要使用機(jī)械激振模式制作振動設(shè)備用于滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求、工業(yè)生產(chǎn)需求。近幾十年，隨著國內(nèi)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提升、科學(xué)研究的不斷投入，國內(nèi)開始自主創(chuàng)新研發(fā)振動機(jī)械。現(xiàn)階段，國內(nèi)在機(jī)械激振領(lǐng)域的研究與應(yīng)用逐漸成熟，能夠自主研發(fā)而出領(lǐng)先國際的振動機(jī)械產(chǎn)品。

相對于機(jī)械激振模式，流體激振、復(fù)合激振的發(fā)展和應(yīng)用相對較晚。流體激振、復(fù)合激振模式需要較為復(fù)雜的條件，產(chǎn)生于復(fù)雜流通條件。因此，在研究流體激振、復(fù)合激振模式時，需要充分了解氣動彈性、流體動力學(xué)。在研究早期受限于學(xué)科發(fā)展進(jìn)程，流體激振技術(shù)并沒有得到很好的應(yīng)用與發(fā)展。直到二十一世紀(jì)初期，隨著流體動力學(xué)、液壓技術(shù)、計(jì)算機(jī)容量、計(jì)算機(jī)計(jì)算速度、數(shù)值方法逐步提升，研究人員可以借助二維三維計(jì)算方法研究流體激振、復(fù)合激振問題，得出切實(shí)可行的研究結(jié)果，進(jìn)而可以將該種技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，其中最具代表性的是液壓激振技術(shù)。作為應(yīng)用最廣泛最常見的技術(shù)類型，液壓激振技術(shù)能夠符合多種工藝要求，在液壓激振技術(shù)的基礎(chǔ)上，國內(nèi)研究出了控制系統(tǒng)，具有更為精確可控的性能、工作參數(shù)。現(xiàn)階段，國內(nèi)學(xué)者的研究重點(diǎn)正集中在變頻液壓裝置、泵控馬達(dá)液壓裝置領(lǐng)域。

結(jié) 論

綜上所述，復(fù)合激振技術(shù)的研究與應(yīng)用逐漸脫離于機(jī)械領(lǐng)域，與圖像處理、模擬仿真、自動控制、信號分析、材料學(xué)、經(jīng)典力學(xué)、電機(jī)學(xué)、機(jī)械學(xué)、非線性力學(xué)、數(shù)值分析、振動學(xué)緊密結(jié)合，在應(yīng)用過程中，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科的滲透交叉，在一定程度上推動了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 牛團(tuán)善.振動機(jī)械液壓激振方式的特點(diǎn)分析和發(fā)展[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020，（4）：3251.

[2] 劉丹，邢海軍.基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的新型機(jī)械式激振器的仿真分析[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，31（4）：25-29.