機械流體復合激振技術的研究與應用綜述

王浩光 馮萬里

摘 要：機械、流體以及復合激振技術能夠推動國內經濟發展。本文將對機械激振、流體激振的原理進行分析，探究機械激振、流體激振、機械流體復合激振的應用，以期探索出振動機械未來的發展方向并促進激振技術的應用與推廣。

關鍵詞：激振;機械;流體

引 言

我國的激振技術已取得了一定成就，廣泛應用于各行業中，比較有代表性的有壓路機、落砂機、成型機、選礦機、輸送機、破碎機等振動設備，振動機械有助于國防建設、工業發展農業生產。基于此，對于機械流體復合基站技術研究與應用的探究有著重要意義。

一、機械流體復合激振技術原理

（一）機械激振

彈性元件、工作體、激振源是振動機械的三個主要部分，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械、流體兩種集鎮類型。機械激振又名慣性激振。激振系統振動源發出的振動信號經過特定機體向作用對象進行剛性傳遞即為機械激振。機械激振具有簡單、緊湊的結構，不需要較為復雜的工作條件、工作環境。由于其振動傳遞方式為剛性傳動，因此，能夠向機體傳動較為強烈的振動信號，具有較高的傳遞效率。機械激振方式在實際的生產活動中有著廣泛運用，例如，破碎機、壓路機、落砂機、成型機、選礦機都采用了機械振動方式。機械振動同樣存在部分缺點，例如：第一，能源消耗相對嚴重，參振質量較大;第二，受到慣性影響，使用機械激振模式的設備壽命較低;第三，設備在使用機械激振方式后，會受到共振現象影響，出現一定程度的損壞;第四，采用機械激振模式的設備，會受到最高頻率的限制，無法精確控制機械激振、振動參數;第五，采用機械激振方式的設備具有較為嚴重的噪聲污染[1]。

（二）流體激振

在流動氣體、液體中激發振動現象或借助液體氣體等傳播介質將振動信號傳遞給對象，即為流體激振。由于液體、氣體能夠有效傳導波與振動，進而提升波、振動在氣體、液體中的傳遞效果，依照傳遞介質類型的不同，可將流體激振分為氣流激振、液壓激振，借助液壓技術達到激振效果。隨著國內液壓技術的持續發展，各行各業廣泛應用機電液一體化技術，液壓技術可以借助變頻液壓激振裝置、馬達液壓機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的主要部分，作為執行元件激振系統的激振油缸與振動機體進行剛性連接。激振油缸的特點在于能夠根據振動機體的加速度、速度、位移情況，調節自身活塞桿的加速度、速度、位移。激振系統激波器的主要作用在于有效把控油缸的液流方向，實現其交替變化，使激振力能夠上下交替變化并形成于活塞桿中，進而驅動激振系統，引發機體振動。激振系統的變頻器會帶動激波器運轉，液壓激振模式產生的激振作用力較大，可調范圍較廣，能夠覆蓋較大面積的激振頻率，具有穩定的振動結構、振動幅度，可以提升激振作用效果。液壓激振技術能夠使設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，有效控制振動參數，提升振動效率、振動質量，也能使得設備的結構更為緊湊，降低能源消耗[2]。但是由于運用了液壓激振技術的激振系統使用了大量的液壓元件，會在一定程度上降低激振系統的工作效率，特別是運用在大型設備上會產生較高的能源消耗，而激振振幅與激振頻率會相互作用，很難滿足實際生產過程中的振幅、頻率要求。

二、機械流體復合激振技術應用

對于機械姬振的研究，開始于十九世紀，人們發明了振動篩，借助機械激振原理。開展振動作業。西方發達國家在二十世紀開展了基于機械激振的大量研究，將機械激振方式廣泛應用于道路交通、建材、建筑、電力、土木機械等領域的振動機械制造方面。我國在二十世紀五十年代開始著手研究機械激振模式，主要對國外的振動機械進行仿制，主要使用機械激振模式制作振動設備用于滿足農業生產需求、工業生產需求。近幾十年，隨著國內各地區經濟水平的持續提升、科學研究的不斷投入，國內開始自主創新研發振動機械。現階段，國內在機械激振領域的研究與應用逐漸成熟，能夠自主研發而出領先國際的振動機械產品。

相對于機械激振模式，流體激振、復合激振的發展和應用相對較晚。流體激振、復合激振模式需要較為復雜的條件，產生于復雜流通條件。因此，在研究流體激振、復合激振模式時，需要充分了解氣動彈性、流體動力學。在研究早期受限于學科發展進程，流體激振技術并沒有得到很好的應用與發展。直到二十一世紀初期，隨著流體動力學、液壓技術、計算機容量、計算機計算速度、數值方法逐步提升，研究人員可以借助二維三維計算方法研究流體激振、復合激振問題，得出切實可行的研究結果，進而可以將該種技術廣泛應用于各行業，其中最具代表性的是液壓激振技術。作為應用最廣泛最常見的技術類型，液壓激振技術能夠符合多種工藝要求，在液壓激振技術的基礎上，國內研究出了控制系統，具有更為精確可控的性能、工作參數。現階段，國內學者的研究重點正集中在變頻液壓裝置、泵控馬達液壓裝置領域。

結 論

綜上所述，復合激振技術的研究與應用逐漸脫離于機械領域，與圖像處理、模擬仿真、自動控制、信號分析、材料學、經典力學、電機學、機械學、非線性力學、數值分析、振動學緊密結合，在應用過程中，實現了多學科的滲透交叉，在一定程度上推動了國民經濟的發展。

參考文獻

[1] 牛團善.振動機械液壓激振方式的特點分析和發展[J].建筑工程技術與設計，2020，（4）：3251.

[2] 劉丹，邢海軍.基于虛擬樣機技術的新型機械式激振器的仿真分析[J].石家莊鐵道大學學報（自然科學版），2018，31（4）：25-29.