Staallassing teenoor Mineraalgiet Masjienbasis vir Vibrasiedemping

PFT, Shenzhen

Opsomming

Masjienbasisontwerp speel 'n sleutelrol in die stabilisering van masjienakkuraatheid deur vibrasie te beheer. Hierdie studie vergelyk staallassies en mineraalgietbasisse in terme van vibrasiedempende effektiwiteit. Eindige elementmodelle is ontwikkel, en modale toetse is uitgevoer om die natuurlike frekwensie, dempingsverhouding en verplasingsrespons onder gesimuleerde snybelastings te evalueer. Die resultate dui daarop dat mineraalgietbasisse 18–25% hoër dempingskapasiteit toon as staallassies, veral in die frekwensiegebied van 200–500 Hz. Staallassies toon egter voordele in strukturele styfheid en laer aanvanklike koste. Die bevindings verskaf kwantitatiewe bewyse vir die seleksie van masjienbasismateriale volgens die prioriteite van prestasie.

1 Inleiding

Masjientoestelbasisse is fundamenteel tot die algehele stelselstabiliteit. Vibrasie wat tydens hoë-spoedmachinering ontstaan, beïnvloed direk dimensionele akkuraatheid, slytasie van die gereedskap en oppervlakkwaliteit. Die keuse van materiaal vir die basisstruktuur bepaal beide styfheid en dempingsvermoë. Terwyl staallassings algemeen gebruik word as gevolg van die gemak van vervaardiging, het basisse van minerale gietmateriaal aandag getrek weens hul uitstekende dempingsprestasie. Hierdie artikel ondersoek die kwantitatiewe verskille tussen hierdie twee materiale onder beheerde eksperimentele toestande.

2 Navorsingsmetode

2.1 Ontwerpaanpak

Twee prototipebasisse van identiese geometrie is gebou: een van gelaste staalplate en een van minerale gietkomposiet. Beide ontwerpe het voldoen aan standaard masjientoestelbasisafmetings (1,2 m × 0,8 m × 0,6 m).

2.2 Databronne

• Materiaaleienskappe is geneem vanaf die verskaffers se datablad en geverifieer deur trek- en druksterkte-toetse.

• Vibrasietoetst data is versamel vanaf interne eksperimente wat tussen Mei–Julie 2025 uitgevoer is.

2.3 Eksperimentele Gereedskap en Modelle

• Eindige Element Analise (EEA): ANSYS 2024 is gebruik om modale frekwensies en spanningverspreiding te modelleer.

• Modale Toetsing: 'n Gereedskap hamer en versnellingsopnemers (PCB Piezotronics, Model 352C) het dinamiese respons opgeneem.

• Sein verwerking: Frekwensie-reaksie-funksies is met MATLAB R2024b geanaliseer om dempingsverhoudings te verkry.

Alle prosedures is drie keer herhaal om herhaalbaarheid te verseker.

3 Resultate en Ontleding

3.1 Natuurlike Frekwensie

Tabel 1 som die eerste drie natuurlike frekwensies op. Die staalsweis vertoon effens hoër waardes as gevolg van groter styfheid.

Tabel 1 Natuurlike frekwensies van staal teenoor mineraalgietbasisse

3.2 Dempingsverhouding

Figuur 1 illustreer die vergelyking van dempingsverhoudings. Mineraalgiet het tot 0,042 bereik, terwyl staal onder 0,034 gebly het.

Figuur 1 Dempingsverhoudings vir staal- en mineraalgietbasisse (gemeet oor 200–500 Hz)

3.3 Verplasingsrespons

Onder ekwivalente aandrywingkrag (300 N), het mineraalgietbasisse die piekverplasingsamplitude met gemiddeld 21% verminder.

3.4 Vergelykende analise

Bestaande studies [1–2] het 15–20% verbeteringe in demping vir mineraalgietmateriale aangemeld. Die huidige bevindings bevestig en brei hierdie resultate uit deur gebruik van direkte struktuurprototipes, en wys die bestendige prestasievoordele in mid-frekwensiegebiede.

4 Bespreking

Die uitstekende dempingsgedrag van mineraalgiet word hoofsaaklik toegeskryf aan sy samestel mikrostruktuur, waar polimeer-gebonde aggregaat vibrasie-energie deur interne wrywing ontbind. Staallassels, alhoewel minder effektief in demping, lewer hoër strukturele styfheid, wat voordeel vir toepassings met swaar lasse.

Beperkings:

• Termiese effekte is nie in hierdie studie ingesluit nie, alhoewel dit die langtermynstabiliteit kan beïnvloed.

• Slegs een geometriese konfigurasie is getoets, wat die veralgemening tot ander masjienontwerpe beperk.

Praktiese Implikasies:

• Mineraalgiet word aanbeveel vir hoogspoed freessentre waar vibrasiedemping direk die lewensduur van die gereedskap en die oppervlakafwerking verbeter.

• Staallassels bly geskik vir koste-gevoelige toepassings met swaar snybelastings.

5 Gevolgtrekking

Kwantitatiewe toetsing het aangetoon dat mineraalgietbasisse 18–25% beter vibrasiedemping bied as staallassings, veral in die 200–500 Hz reeks. Staallassings behou voordele in styfheid en laer produksiekoste. Toekomstige navorsing moet termiese siklus toetse en hibriede basisstrukture insluit om die voordele van beide materiale te kombineer.