机械加工中的振动问题及其控制

◎张学敏

机械加工行业在目前有着广阔的市场发展前景，从日常的加工工作流程中来看，如何保障工作的安全性和稳定性，是基层员工关心的主要问题。而机械加工环节中常见的振动问题，就是目前加工制造企业在发展环节中，需要解决的根本问题之一。

一、机械加工中常见振动问题的类型

基于不同的振动类型有不同的解决方式，因此，机械加工企业还应当结合以往的工作经验，对常见的振动问题进行合理的分类。

1.常规振动情况。

自由振动是由于切削力突然变化，受到冲击而引起的，其平衡状态遭到破坏，系统紧靠弹性恢复力来维持。一般来说，自由振动可以迅速衰减，对机械加工的危害较小。同时，这种振动情况具有突发性，短暂性的特点，属于机械设备运行过程中，常规振动的一种情况。

2.受迫振动。

受迫振动是由于受到来自于系统内部或外部干扰而产生的，受迫振动会维持一定的振幅和频率，对加工产生的危害比较大。不仅会影响机械加工质量，而且容易引发安全风险问题。通常情况下，只要在外界中存在干扰，那么受迫振动的危害就不会衰减。并且，实践证明，即使干扰力频率固定，随着干扰力的幅度值增大，受迫振动的幅度值也会不断地增大。研究受迫振动的特性，可以知道受迫振动的频率与干扰力的频率相比，总是相等或者是它的整倍数。这是二者之间的关系性，因此，在以后的机械工作中，工作人员就可以依据这个规律来寻找控制机械受迫振动的有效方法。

3.自激振动。

自激振动是一种不衰减的运动，是在没有外界干扰的情况下，由系统内部本身激发反馈所产生的周期性振动。对于加工产生的危害很大，严重影响了机械加工的质量及效率。另外，自激振动的频率与系统的固定规律相比较，总是相等或者相似。工作人员在进行机械加工时，应当充分意识到，在每个时间段内，获得和消耗能量的比值是影响自激振动是否产生的关键因素。

二、分析导致机械加工工作出现振动问题的原因

机械加工企业需要不断从出现振动问题的具体情况当中展开分析，找到问题的根源，以便于有效解决问题。

1.操作行为的因素。

工作人员自身在开展机械加工工作时，是否按照了企业规定的工作流程，有序完成各项任务，以及在工作环节中有没有出现工作马虎的情况等等，都是影响机械加工工作质量及效率的关键因素。同时，机械设备的使用功能在不断优化和升级，相应的设备操作难度也有所提高。在这种情况下，如果员工无法掌握相应的操作技术，就容易在实际运行过程中，由于误操作而导致设备出现故障的问题，进而出现设备振动的现象。另外，大部分基层工作人员自身缺乏安全意识，没有意识到规范自身工作行为的重要性，这些都是引发机械加工工作出现安全隐患的主要因素。出现这个问题也与企业没有定期对人才展开思想教育及专业能力培训有关，是制约企业各项工作可持续发展的关键，需要企业引起高度重视。

2.设备自身的因素。

有时候，在没有外部环境干扰的情况下，机械加工环节也会出现设备振动的问题。这就需要企业从设备质量方面找原因，比如，自激振动的产生就是由系统内部刺激带来的一种周期性振动。这与设备的安装方式是否科学合理有关，同时，设备的长时间运作，会导致机身温度过高，也容易引发设备的故障问题。另外，在某些情况下，机械加工刀具和工件会产生相对立的情况，会在产品的表面上留下明显的振纹，这些都是目前需要解决的主要问题。

三、有效控制振动问题的可行对策

机械加工中的振动问题对于机械加工的质量和生产效率都有着很大的影响，所以技术人员必须要寻找方法，控制机械振动。

1.系统调控工作。

想要解决机械加工中的振动问题，可以使用这几种方式：第一，把激振力给减小。关于卡盘、电动机转子、砂轮等达到600r/min 以上转速的零件，一定得消除或者减小激振力。将齿轮传动、带传动等传动装置的稳定性，采用完善的带接头等方式来进行提高。第二，为增强系统的抗振能力可以通过对工艺系统的阻力和刚度进行提高来实现。第三，为了达到减少振源危害的目的，可以采取隔振措施，就是将振源和需要防振的部件或者机床之间分开，用弹性隔振装置使得大部分振动被吸收。第四，为避免引起共振问题，可以通过调整振源频率，使得引起受迫振动的振源频率和系统固有频率相互远离。最后，也是最终的办法，就是当其他措施对振动起不了什么作用时，这时就只剩下消振减振装置。它是通过吸收或者消耗振动能量来实现减振的。而且对于提高工艺系统的抗振性也是重要途径之一，需要企业加大资金投入，引进相关设备。

2.设备运维管理技术。

为了保证机械加工工作的安全与稳定，企业必须要安排管理人员定期对设备进行运行维护检查工作。在开始使用设备之前，对设备做好试运行操作，检查各个零部件的连接情况。重点观察有无零部件松动，或者缺少润滑油的情况，及时进行相应的处理，避免在机械加工过程中出现振动情况。同时，在设备使用完成后，要安排维修人员及时展开对设备的保养工作，侧重于对设备的清灰处理，避免灰尘的大量堆积，而导致设备内部的堵塞情况，进而引发安全风险问题。另外，在设备的整个运行过程中，应当发挥信息技术的应用优势。比如，安装核心控制系统，利用信息系统设定机械设备的运行参数，做好对设备运行时长，运行速度，运行温度等方面的科学管理，最终有效控制机械加工中的振动问题。

结论：一般情况下，员工的个人工作态度及工作能力都是影响设备运行状态的关键因素。同时，设备自身的质量问题也会出现振动现象。因此，相关机械加工企业在工作环节中，应当明确自身发展的目标和方向，引进智能化工作设备，从系统调控以及严格的设备运维管理两个方面，有效解决振动问题，消除机械加工环节的安全风险，解决新时期企业的发展难题。