震動和噪聲是影響機(jī)器性能的兩個重要指標(biāo),既影響機(jī)器的精度和使用壽命,又影響操作者的身體健康。因此,將設(shè)備的震動和噪聲控制在一定范圍內(nèi),是設(shè)計和生產(chǎn)必須考慮的問題。 震動和噪聲的產(chǎn)生,是因為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度急劇變化造成加速度曲線不連續(xù)或不光滑,有瞬時突變造成的。因此,設(shè)計運(yùn)動件,尤其是設(shè)計速度有較大變化的部件時,要注意加速度的合理性。單張紙印刷機(jī)中的開、閉牙機(jī)構(gòu)是一種典型的速度劇變機(jī)構(gòu),開、閉牙曲線合理與否,直接影響這種機(jī)構(gòu)的工作性能。
河南新機(jī)生產(chǎn)的對開雙面單色平版印刷機(jī)是一種新型的高速雙面印刷機(jī),1998年試制、溜車時,震動和噪聲特別大,經(jīng)過觀察和分析,發(fā)現(xiàn)問題主要出在遞紙滾筒上。遞紙滾筒開牙時,開牙滾子與開牙塊撞擊力過大,產(chǎn)生嚴(yán)重的震動和噪聲。此處開牙板曲線和傳統(tǒng)機(jī)型的一樣,都是三圓弧光滑連接,為什么此處撞擊力這么大? 經(jīng)過分析和計算,發(fā)現(xiàn)是由于開牙形式不同造成的。傳統(tǒng)的開牙形式是滾子中心在牙軸中心后方(正常運(yùn)轉(zhuǎn)時),開牙板安裝在滾子與/筒中心之間;而雙面印刷機(jī)上的開牙滾子在牙軸中心前方,開牙板在開牙滾子外周。由于開牙滾子中心和開牙曲面距離較大,使開牙壓力角很小(約21°),把開牙力分解為切向力Ft(開牙所需的力)和法向力Fr(作用于開牙滾子中心與牙軸中心連線上的力)??梢钥闯隽t很小,而力Fr較大。當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時,開牙滾子與開牙板撞擊,產(chǎn)生很大的震動和噪聲。若要改變滾筒開牙形式,就要把這部分機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)全部改變,其工作量很大且會造成很大的損失。經(jīng)過研究和分析,決定把解決問題的突破點放在改變開牙板曲線上,即改變開牙加速度曲線。
三圓弧曲線不能滿足這種需要,就必須尋找另一種曲線,新的曲線原始方程為:
¢=¢?!羬1-COS(πδ/δ。)}
¢--叼紙牙軸擺角;
¢。--叼紙牙軸總擺角;
δ--開牙區(qū)間滾筒的轉(zhuǎn)角;
δ。--開牙區(qū)間滾筒的總轉(zhuǎn)角。
通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)化,把角度關(guān)系方程轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)系中的方程,如下所述:
X=Rcos(A-δ)+rsin(B+¢+δ)
y=Rsin(A-δ)+rcos(B+¢+δ)
x,y--開牙滾子中心對滾筒中心的坐標(biāo);
R--叼紙牙軸與滾筒的中心距;
r--開牙滾子與叼紙牙軸的中心距;
A--牙軸中心的初始位置角度;
B--開牙擺桿與X軸負(fù)方向的初始位置夾角。
此方程為開牙滾子中心的方程。用計算機(jī)把開牙滾子中心的運(yùn)動軌跡描繪出來,得到其運(yùn)動軌跡的曲線,用包絡(luò)線法得到卉牙板的實際開牙曲線,經(jīng)過修正,得到了完整的開牙曲線。按此曲線加工出來的開牙板,裝到機(jī)器上,在轉(zhuǎn)速為8500轉(zhuǎn)/小時的情況下,此處的震動和噪聲均在許可范圍內(nèi)。另一種開牙形式--高點閉牙,也是采用這種方法,震動和噪聲均控制在了許可的范圍內(nèi)。同行若有類似情況,不妨用此法一試。