[实用新型]一种基于反共振原理的智能隔振机床

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种隔振装置，尤其是涉及一种基于反共振原理的智能隔振机床。

背景技术

随着机械加工技术的快速发展，机床已得到了普遍应用。由工作要求，在机床加工作业中难免产生振动及噪声，这不仅给加工人员带来心理及生理上的不适，同时严重影响机床的加工精度。对于上述情况，对机床进行振动控制是十分有必要的。目前对于机床对基建振动传递的控制方法主要是使用隔振器，通常是在机床与地面间添加隔振片，这在一定程度上抑制了振动向地面的传递，但效果并不十分明显，此外由于无法解决机床振动问题，对加工零件的精度仍无法从根本上解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决机床振动造成的噪声以及加工精度低的问题，提供一种基于反共振原理的智能隔振机床。

本实用新型为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种基于反共振原理的智能隔振机床，包括机床本体、用于检测机床本体振动频率的检测装置和隔振装置，检测装置和隔振装置均安装在机床本体上，检测装置的信号输出端连接在隔振装置上以便于通过检测装置检测到的振动频率信号来调整隔振装置的固有频率，所述的隔振装置包括可控电源、U型架、磁流变弹性体和反共振块，U型架包括两个平行设置的竖直杆和一横杆，两个竖直杆垂直固定在横杆的同一侧构成U型架，横杆远离竖直杆的一侧固定在机床本体上，两个竖直杆上对称的套设有一对励磁线圈，两个竖直杆上还对称的穿设有一对预紧螺栓，两个预紧螺栓伸入U型架内的一端夹紧磁流变弹性体以便于将磁流变弹性体固定在U型架内，反共振块的一端卡设在磁流变弹性体内，所述的可控电源通过电线连接在励磁线圈上以便于通电后形成的磁场穿过磁流变弹性体，可控电源的信号输入端与检测装置连接以通过检测装置检测的振动频率信号变化调整可控电源的电流强度实现磁流变弹性体的固有频率的调整。

所述的检测装置包括加速度传感器和频谱分析仪，加速度传感器安装在机床本体上以便于检测机床本体的振动情况，加速度传感器的信号传递给频谱分析仪以便于检测出机床本体的振动频率，频谱分析仪传递信号给可控电源以便于改变可控电源电流强度从而改变磁流变弹性体的固有频率。

利用反共振原理将机床振动能量进行转移，抑制机床的振动，提高机床的加工精度，同时防止振动向地面传递，降低噪声。

基于反共振原理，将机床及隔振装置等效为二自由度模型，如图1所示。机床在简谐激振力作用下的位移为，共振块位移为，由振动力学理论可知，其运动方程如式1；

1

求解可得机床振幅为：

2

由上式可知，时，即时，机床振幅最小为零。故当共振块的固有频率等于外界激振频率时，可以充分利用反共振原理降低机床振动。通过调节共振块的连接刚度可以改变其共有频率，扩宽隔振频带。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

隔振装置包括吸能块，智能弹性元件，励磁线圈及电源。其中智能弹性元件为片状，机床下部设置U形基架，基架上缠有产生磁场的励磁线圈，U形基架的开口处通过安装预紧螺栓安装有一对夹板，夹板之间通过智能弹性元件夹持有吸能块。

所述智能弹性元件采用磁流变弹性体。

所述机床上设置有对机床振动信息采集的加速度传感器。

所述励磁线圈连接有可控电源。

本实用新型的有益效果是：

1、隔振效果明显。理论状态下可以完全消除机床振动，实现对地面的完全隔振。

2、隔振频带范围宽。所述磁流变弹性体具有刚度可调性能，通过对其通过磁场的控制可有效拓宽隔振频带。

3、相对于传统做法，从根本上抑制了机床振动，从而有效提高了机床的加工精度。

附图说明

图1为本实用新型的设计原理图。

图2为本实用新型的安装结构示意图。

图3为本实用新型中隔振装置的局部放大示意图。

图4为本实用新型中机床本体频域响应图。

图5为本实用新型中机床本体时域响应图。

图示标记：1、频谱分析仪，2、机床本体，3、加速度传感器，4、励磁线圈，5、磁流变弹性体，6、U型架，7、预紧螺栓，8、反共振块，9、可控电源。

具体实施方式

图1-图5所示，具体实施方式如下：