机械振动问题

zhengjunjie1988 · 发表于 2012-4-7 15:41:08

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本帖最后由 zhengjunjie1988 于 2012-4-9 19:47 编辑

请各位大侠帮我看看我这个结构的振动到底是什么原因啊，结构设计上是否有问题

这是我用proe画的一个简略图
震动.jpg

整个系统属于低速运转，输入转速在10r/min左右，电机功率为400w，轴的最小直径在20mm（联轴器处）
当时在做轴的设计的时候没有经过理论运算的

现在的问题是：
当电机启动后整个系统振动很厉害（不管高速低速均存在剧烈振动）
但是当把右边的同步带取掉以后振动现象便基本不存在了（或者说振动很微小完全可以接受）
为消除这种震动我所做过的措施有：
1、调节电机的刚度，调节后震动现象稍微好了点
2、减小了3个ABS轮的质量，这样震动好像也稍微有了点改观
但是最终还是没有解决整个系统的剧烈震动问题
还请高手指点指点
我现在想请教大家的是：
1、这种结构设计是否存在问题？
恳请大家给点合理的改进方法
2、产生这种振动的原因是什么？有没有什么方法可以解决
我个人觉得可能是轴刚度不够从而导致系统的固有频率和电机的输出频率相近而导致的共振现象
这种分析不知道能不能站住脚，还请高手指点一二小弟不胜感激啊

tangcarlos3d · 发表于 2012-4-7 16:52:45

不知道你的具体结构及尺寸，不好详细说明。原因应该是你说的“固有频率和电机的输出频率相近而导致的共振现象”。但是不是轴的刚度不够就很难说了。应该是整个系统的刚度不够。
从你的支持情况可以看出：
1. 下面轴的支撑轴承在两侧，两根皮带一拉轴就会变形。要知道轴的扰度变形与长度的三次方成正比。应该将支撑轴承放在皮带的内侧。
2. 上面的两根轴是单支撑还是双支撑？是单支撑的话就改成双支撑。若空间有限就把中间的支撑距离加长。
仅供参考。

zhengjunjie1988 · 发表于 2012-4-7 17:47:14

2# tangcarlos3d
谢谢你！！
我上面用的是单支撑，用的两个并排的深沟球轴承（因为空间有限所以没有采用双支撑），你觉得这样合理吗？？

很可能就是你说的那样整个系统的刚度不够或者是下面支撑不是很合理，轴的跨度过大致使轴在受力时容易变形，从而产生比较强烈的振动！！

再请教你一下，如果现在就在这个基础上有没有什么比较可行的方法去减小振动？？或者说有没有什么比较可行的方法增加整个系统的刚度？？（现在整个设备都已经生产出来）
我先说说我的看法啊：对轴进行表面处理从而提高轴的刚度竟而增大他的固有频率！！或者是对轴进行重新设计！！

tangcarlos3d · 发表于 2012-4-7 18:00:13

“对轴进行表面处理”不能提高轴的刚度、也不能增大他的固有频率。就是其他热处理作用也不大。除非加大直径。
改支持位置（下），将两个并排的深沟球轴承的距离适当加大（上）。

zhengjunjie1988 · 发表于 2012-4-7 18:16:22

4# tangcarlos3d

  谢谢
   下面的支撑好改，轴的大小改动也比较容易，就是上面不是很好操作啊！！
  谢谢啊

tangcarlos3d · 发表于 2012-4-7 18:34:30

上面不好改可以换轴承：将两个圆锥滚子轴承背靠背安装，调节轴向锁紧力可改变刚度。

zhengjunjie1988 · 发表于 2012-4-7 18:46:21

6# tangcarlos3d
恩。谢谢指导啊！！
我在好好消化消化。
希望通过这次改动可以解决振动问题。

洪哥 · 发表于 2012-4-7 20:50:12

本帖最后由洪哥于 2012-4-7 21:02 编辑

精彩！

还有一种办法:就是将每个同步轮装在卸荷轮上，而卸荷轮的一端通过滚珠轴承和轴套装在支撑座上，另一端则通过平键（或花键）与轴联接。这样，就能够将同步带的张力卸荷到支撑座上，而不是在轴上。不过，这样的设计结构比较复杂，这完全看设备的需要而定了。

洪哥 · 发表于 2012-4-7 21:06:43

本帖最后由洪哥于 2012-4-7 21:08 编辑

每分钟10转的速度是很低的，怎么会震动呢？电机只有10转吗？有减速机吗？电机莫非是伺服电机？
如果是普通交流电机，那还有一种可能，那就是：该传动系统是增速装置的——需要加软启动装置。

tangcarlos3d · 发表于 2012-4-7 21:11:31

另有一个可能是下面轴的直线度不行（即弯曲了），或轴承座装配不在一条直线上从而造成震动。

chntod · 发表于 2012-4-7 21:13:07

可能是ABS轮所在轴的支撑刚度比较差，最好把实际的结构图放出来

tangcarlos3d · 发表于 2012-4-7 22:52:28

精彩！1 O; l2 T" A5 {+ u# T T
还有一种办法:就是将每个同步轮装在卸荷轮上，而卸荷轮的一端通过滚珠轴承和轴套装在支撑座上，另一端则通过平键（或花键）与轴联接。这样，就能够将同步带的张力卸荷到支撑座上，而不是在轴上。 ...
7 b) r, r$ n2 }$ _洪哥发表于 2012-4-7 20:50 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

这种结构的卸荷轴在半精密、精密机床上经常用到。我以前在摩擦焊接机、车床、磨床上就用过。

洪哥 · 发表于 2012-4-8 12:26:16

这种结构的卸荷轴在半精密、精密机床上经常用到。我以前在摩擦焊接机、车床、磨床上就用过。
, a) F- @9 |; u7 Gtangcarlos3d 发表于 2012-4-7 22:52 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

嗯，应用很普遍的。
楼主是应该把设计图PDF后发上来，省得大家费尽心思地揣摩它的具体结构，好让大家帮你分析琢磨琢磨。我想，这种简单结构没有保密的意义。

zhengjunjie1988 · 发表于 2012-4-8 19:42:18

9# 洪哥
对用的是伺服电机，没有用减速器的！！
因为这个要控制转速的，根据要求不同转速就要调节

zhengjunjie1988 · 发表于 2012-4-8 19:44:59

13# 洪哥
  我也想把图传上来啊
但是公司不能上网，又不能拷贝东西出去
  这个也是我凭借记忆在家里画出来的
伤心啊
  谢谢各位的指点啊！！
  我又学习了不少啊

zhengjunjie1988 · 发表于 2012-4-8 19:50:02

11# chntod
这个也有可能，因为上面是单支撑而不是双支撑

洪哥 · 发表于 2012-4-9 12:40:33

13# 洪哥  6 M; z* x0 Y6 [2 @/ P
  我也想把图传上来啊( D5 M1 m6 ?# F! O( Y* R- A
但是公司不能上网，又不能拷贝东西出去" `' R3 P* b0 F: l% X
  这个也是我凭借记忆在家里画出来的+ m8 T$ I9 \6 L0 u  q7 W+ o7 J
伤心啊& c% Y0 J4 i& J5 d1 F% o5 G/ \( v4 o$ `
  谢谢各位的指点啊！！+ q+ O, y: P/ J7 _) K3 P0 m
  我又学习了不少啊
2 h" A8 Y& V, ?: g# yzhengjunjie1988 发表于 2012-4-8 19:44 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

原来如此。
这个问题在理论上您认为已经解决了吧？如果是的话请告诉一下，以便版主作分类处理。谢谢！

zhengjunjie1988 · 发表于 2012-4-9 19:47:11

17# 洪哥
谢谢理论上我已经解决了！！
现在就等着实际操作了！！
谢谢给位的指导！！

洪哥 · 发表于 2012-4-9 22:31:59

感谢您的配合与支持！
欢迎再次光临！

leijinglin · 发表于 2012-4-17 11:01:29

首先結構上存在問題，不知道兩同步帶之間的距離（跨度）、兩跟軸之間的距離（跨度）有多少，10r/min的速度是不會產生震動的，扭矩不大可以選用步進電機，或低速電機（司服電機成本過高，配伺服都是要加減速機的）
方法1.建議電機裝在中間通過同步輪來連接下面的軸（去掉聯軸器）
方法2.兩個ＡＢＳ輪直接連起來，司服直接與ＡＢＳ輪連接，去掉下面的軸和同步帶。有不明白可以給我發郵件（msmw2012@hotmail.com）

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