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《吉林大学》 2007年
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高速回转圆盘薄片刀具横向振动的控制研究

李庆华  
【摘要】: 回转圆盘是工业应用中的一种基本机械零件,广泛地应用在回转机械中,如涡轮机、计算机硬盘和用于切割的圆盘刀具等。高速回转薄片刀具——锯片式铣刀、砂轮片和锯片在硅材料、复合材料、木材和石料等的加工中具有重要作用。由于被加工材料的贵重性、材料资源的匮乏和加工质量的要求,使得在加工过程中减小刀具刃口材料损失,提高材料利用率和加工质量越来越显得重要。 本文针对高速回转圆盘薄片刀具实际工作时存在的横向振动问题,应用有限元方法、转子动力学理论和实验测量对圆盘薄片刀具的振动特性进行了研究。利用单元正方化扇形网格划分方法,对圆盘薄片刀具划分单元,并应用拉格朗日方程建立了高速回转圆盘薄片刀具的动力学方程。通过对该动力学方程的分析,研究了圆盘薄片刀具系统的静态和动态特性。在此基础上,根据流体动压润滑理论,首次提出圆盘薄片刀具横向振动的流体动压控制器。这种控制器是利用刀具的高速回转运动和横向振动来形成流体压力膜,抑制刀具的横向振动。 在理论分析的基础上,利用专门设计、制造的试验装置,对圆盘薄片刀具系统的静态和动态特性进行了测量,并将测量数据与理论分析进行了对比,结果表明本文的理论分析是正确的。同时实验测量还表明,基于流体动压压力膜的控制器可以有效地减小刀具横向振动的幅值。本文还对控制器的结构、参数和控制器的放置位置等进行了理论与实验分析,取得的研究成果,为减小圆盘薄片刀具的横向振动及提高其稳定性奠定了基础,对工程实际应用具有指导作用。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG71

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