多線切割機主軸振動模態分析

李 歡，謝耿勛，郝 祿，唐 強

(中國電子科技集團公司第四十五研究所，北京 100176)

近年來，為了提高設備的工作效率，設計人員在不斷地提高主軸的轉速。然而，當主軸達到一定轉速時，設備就會產生振動，導致零件的損壞，嚴重時還會發生事故。目前，主軸的振動問題[1，2]越來越引起設計人員的關注，而且已經成為了評價一臺設備質量的重要標準。為此，本文采用有限元模擬的方式主要針對設備主軸進行振動模態分析，求出其臨界轉速，避免主軸在高速旋轉時產生振動，防止對設備造成損傷。尤其對于金剛石線多線切割機而言，主軸的振動問題尤為重要。因此，本文主要以金剛石線多線切割機為研究對象，建立其主軸系統的有限元模型，對多線切割機主軸進行振動模態分析[3]，計算出其臨界轉速。

目前，振動模態分析已經成為研究結構動力學特性的一種重要的方法[4]，在工程振動領域中有著極其廣泛的應用。通過對設備進行模態分析，可以清楚地知道設備的結構在易受影響的頻率范圍內的每一階模態的主要特性，從而便可以推斷出此結構在這些頻率受到內部或者外部何種激勵作用下產生的實際響應，有效地避免了因共振所產生的結構損傷和破壞[5]。

1 振動模態分析理論

振動模態分析理論有三個基本假設。一是線性假設，即結構的動態特性是線性的，它的動力學特性可用線性微分方程來進行闡述。二是時不變性假設，即結構的動態特性與時間無關，因此微分方程的系數是和時間無關的常數。……