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No．10，2013 EquipmentManufacturingTechnology 摩擦自激振动主要参数摩擦力矩的测定 袁爱霞，高中庸，靳龙，韦丹柯 (广西科技大学机械工程学院，广西柳州545006) 摘要：摩擦自激振动是工程中普遍存在的且有着重要影响的一种振动形式，已越来越为人们所关注。在分析并建立了 摩擦自激振动力学模型的基础上，提出了一种摩擦自激振动主要参数摩擦力矩测定的简单易行的有效方法，并进行了 摩擦力矩的测定，从而验证了该方法的正确性。 关键词：摩擦自激振动；摩擦摆；摩擦力矩的测定 中图分类号：THll7 文献标识码：B 在工程实际中，有许多由摩擦引起的自激振动 现象，如各种金属切削机床的切削颤振，机床进给系 统的爬行，带钢轧制生产中轧机的振动，等等。由摩擦 引起的自振一旦产生，就会出现颤振和噪声，这将带 图1 自振系统框图 来很大的危害。例如机械制造业中的金属切削颤振， 不仅会增加能源的消耗，还会导致产品质量、机床和 刀具寿命的降低，而且产生的噪声直接危害人们的身 心健康。可见解决颤振问题，对工程实际具有重大意 义。事实上，摩擦振动和摩擦噪声阻碍了许多摩擦系 统在工业上的正常应用，这样的示例举不胜举，因此， ’ I f血{技块2I．作订 l心轴 2攫外 现在摩擦自激振动现象越来越为人们所关注。 图2摩擦自激振动力学模型之一 图3摩擦自激振动 力学模型之二 1 摩擦自激振动力学模型 实际上，从原理上看，两种力学模型是等效的。 但对于图2的摩擦自激振动，实验上难以用普通设 摩擦自激振动系统由耗散的振动系统，恒定的 备驱动工作台2获得行程足够大的单向匀速运动； 能源和受系统运动状态反馈的调节器三部分构成， 对于图3所示的摩擦摆摩擦自激振动，心轴1可直 如图l所示。其主要特征有㈣： 接用电动机驱动，易实现心轴的单向匀速转动，且调 (1)在振动过程中，存在能量的输入与耗散，因 速方便。可见摩擦摆实验装置设备简单，操作方便， 此，自振系统为非保守系统； 故为本研究所采用。 (2)在系统数学模型中，不显含时间变量，为自 如图3所示，电机带动心轴1作稳定的匀速单向 治系统； 转动，心轴l作用于摆环2的摩擦力带动摩擦摆转 (3)振动的特征量，如频率和振幅由系统的物理动，摆到一定的高度，又会在重力恢复力矩的作用下 参数确定，与初始条件无关； 往回摆动，如此循环往复。一般来说，只要心轴在转 (4)自治的线性系统只能产生衰减自由振动，无动，摆的往复摆动就不会停止，这就是摩擦自激振动。 耗散时也只能产生等幅自由振动。因此自振系统必为 非线性系统。据此，工程界摩擦自激振动的例子虽然 2摩擦力矩测定原理 很多，其具体结构也各不相同，但做出其力学模型可 知，摩擦自激振动主要分为如图2所示的滑块摩擦自 我们利用如图4所示的XM一2摩擦系数测定仪 激振动和如图3所示的摩擦摆摩擦自激振动两类。 的测力系统来测量摩擦摆的拉力，进而求出摩擦力 收稿日期：2013--07—06 基金项目：广西壮族自治区自然基金资助项目(编号：桂科自0542008) 作者简介：袁爱霞(1963一)，女，广西平南人，硕士，副教授，主要从事机械设计及理论的研究。 32 《装备制造技术))2013