減振環(huán)等含有橡膠填充零件的固有頻率

測量減振環(huán)等含有橡膠填充零件的固有頻率蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司

孫曉昶摘要：從試驗的角度，結(jié)合具體案例討論減振環(huán)某一指定固有頻率頻率如何去激勵出來，如何識別激勵出來的峰是不是需要測量的固有頻率。關(guān)鍵詞：減振環(huán)，固有頻率，固有頻率測量，錘擊法，激振法整體金屬零件的固有頻率，由于阻尼系數(shù)小，用錘擊法很容易被激勵出來，較容易測量。動力傳動系統(tǒng)所用的減振環(huán)，含有橡膠的填充，有些模態(tài)往往不好激勵出來，激勵出來的峰往往有多個，到底哪個峰是哪個部分引起，是不是需要的模態(tài)，也不是很好識別。本文結(jié)合具體的實例，討論具體可行的測量方案。測量對象：XXXX傳動軸有限公司減振環(huán)測量目標(biāo)：減振環(huán)Z向（徑向）的固有頻率測量目標(biāo)頻率范圍：139±15Hz圖1減振環(huán)實物（中間時一個鋼柱，外圈是一個鋼環(huán)，鋼環(huán)和外圈中間填充橡膠，外表也保少量橡膠）如果傳感器放在外環(huán)，直接在手里敲擊外環(huán)中部，可以發(fā)現(xiàn)敲擊后的譜上總在380Hz有一個明顯的峰，在800Hz左右也有一個明顯的峰。把傳感器直接放在中間的鋼柱上，握住外環(huán)，敲擊鋼柱，發(fā)現(xiàn)只有800Hz左右的峰，380Hz的峰沒有。因此基本可以知道，鋼柱的在橡膠阻尼環(huán)境中的固有頻率約為800Hz，外鋼環(huán)的固有頻率約為380Hz。一個失敗的方案：在知道鋼柱和外環(huán)的固有頻率后，我們開始利用一個臺鉗夾住減振

環(huán)，然后敲擊，結(jié)果除380Hz,800Hz等處的峰值外，出現(xiàn)了43Hz,99Hz,108Hz,143Hz,175Hz等，不同的方向敲擊還會出現(xiàn)其它頻率。我們懷疑它們是臺鉗本身部件的固有頻率，為了驗證猜測，取下減振環(huán)，測量臺鉗的固有頻率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)43Hz,99Hz,108Hz,143Hz,175Hz等都是臺鉗部件的固有頻率，且都出現(xiàn)在測量目標(biāo)附近，因此這個方法確實不可用。圖2不能用臺鉗來夾住測量，臺鉗零件的固有頻率往往在目標(biāo)頻率附近我們第二個方案，找一個質(zhì)量較大鋼塊，固有頻率已知，且均遠(yuǎn)離測量目標(biāo)頻率范圍內(nèi)。我們找到一塊較重的剎車盤，它的前6階固有頻率為1151Hz、2441Hz、3440Hz、4216Hz、5920Hz,6300Hz和減振盤的Z向固有頻率相差較遠(yuǎn)。我們用AB膠把減振環(huán)牢固地粘接在剎車盤上。圖3用AB膠把減振環(huán)牢固地粘接在固有頻率已知的剎車盤上蘇例太陽花感知技術(shù)有限公司圖4圖4通過傳感器的黏貼位置和力錘的敲擊位置找到目標(biāo)頻率通過變換傳感器的測試位置和力錘的敲擊位置，來尋找目標(biāo)頻率。試驗結(jié)果見下面幾個圖。圖5加速度傳感器的黏貼位置B和力錘的敲擊位置D的試驗結(jié)果圖。圖5加速度傳感器的黏貼位置B和力錘的敲擊位置D的試驗結(jié)果DOS（沒有發(fā)現(xiàn)139Hz附近有任何峰值）圖6加速度傳感器的黏貼位置A和力錘的敲擊位置D的試驗結(jié)果（發(fā)現(xiàn)155Hz附近有一個很小的峰值）蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司蘇州太陽花感知技術(shù)有限公司圖7加速度傳感器的黏貼位置A和力錘的敲擊位置C的試驗結(jié)果（發(fā)現(xiàn)151Hz附近有一個明顯的峰值-Z向的固有頻率）通過激勵點和測量點的位置分析，圖7的試驗方法，可以很方便地找到Z向固有頻率，它尋找的是金屬圓環(huán)由于橡膠的彈性，偏離圓環(huán)軸線的運動的固有頻率。小結(jié)：總共測量到比較明顯的峰值有3個，在圖中用黃色區(qū)域標(biāo)出，表明減振環(huán)主要有3個固有頻率：800Hz附近的是中心鋼柱本身的固有頻率380Hz附近的金屬圓環(huán)在橡膠阻尼下的固有頻率150Hz附近的是金屬圓環(huán)由于橡膠的彈性，偏離圓環(huán)軸線的運動的固有頻率，這個頻率可能就是我們要找的Z向固有頻率，當(dāng)軸的旋轉(zhuǎn)頻率與此接近時，會產(chǎn)生劇烈抖動情況。圖8圖8減振環(huán)的金屬圓柱黏貼在重量約在100公斤的大鐵塊上改變試驗條件再次試驗：我們把減振環(huán)的金屬圓柱黏貼在重量約在100公斤的大鐵塊上，發(fā)現(xiàn)可以得出圖7試驗類似的結(jié)論，試驗結(jié)果沒有顯著差異。試驗方法進(jìn)一步改進(jìn)我們把減振器的外環(huán)粘貼在100公斤的大鐵塊上，把加速度傳感器放在金屬圓柱上，傳感器敏感方向和錘擊方向相同。圖9減振環(huán)的外環(huán)黏貼在大鐵塊上，加速段傳感器放在金屬圓柱上，錘擊圓柱中間部位

圖10試驗（圖9）的結(jié)果試驗結(jié)果，150Hz附近的峰最高，非常清晰，測試結(jié)果非常穩(wěn)定。我們認(rèn)為錘擊法測試減振環(huán)Z向固有頻率圖9的方法是最好選擇。用振動臺激勵法驗證錘擊法的試驗結(jié)果減振環(huán)的外環(huán)黏貼在振動臺的托物架上，一只加速度傳感器放在金屬圓柱上，另一支放在振動臺托物件上，振動臺上下振動。圖11減振環(huán)的外環(huán)黏貼，加速段傳感器放在金屬圓柱上，上下振動從20Hz-350Hz掃頻振動，振動振幅1g。觀察到傳遞函數(shù)曲線試驗結(jié)果和錘擊法結(jié)果完全相同。

一日甫』圖12振動臺試驗結(jié)果，和錘擊法對比幾乎完全相同00:00:00一日