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 一、工程背景

       某小型龙门机床主轴振动值较大，影响加工精度，借助西门子振动噪声采集及分析处理、模态测试系统定位振动根源并寻求解决方法。

二、试验设备介绍

三、试验布置

       在主轴上布置加速度传感器测试0-12000rpm的振动数据，模态测试时将龙门架进行简化，构建模态测试的线框模型。

1） 振动扫频测试

       1）65hz模态振型以滑枕整体的上下俯仰为主，阻尼较大，对应的共振转速为3900rpm，低转速下主轴的不平衡离心力较小，即使发生共振幅值也微弱。

       2）101hz模态振型以滑枕整体的扭动为主，阻尼较大，共振风险小。

       3）150hz模态振型以滑枕端部，即主轴刀头部分的局部位移为主，位移最大方向垂直于横梁，与扫频结果一致；该阶模态阻尼仅有1.99%，共振时幅值较大，是当前机床扫频共振问题的主要原因，需要重视。

       4）327hz模态振型以滑枕自身弯曲为主，但超出主轴基频激励范围0-200Hz，因此无共振风险。

       1）测试硬件采用西门子XS数采系统（12通道）+PCB 086D20冲击力锤+PCB加速度计；

       2）软件采用西门子Impact Testing和Modal Analysis模块，用于模态测试和模态分析，试验时固定敲击位置不动，遍历所有测点实现传函采集。

实际模型

线框模型

三、测试结果

        主轴测点三个方向中Z向（垂直于横梁方向）振动最大，共振点在150hz附近。

2） 模态测试及模态分析

        传函集合中可以清晰观察到150hz附近有明显的模态峰值，初次除此之外150hz之前还有两阶模态，但峰值较低。

第一阶

频率：65.44；阻尼：7.71%

第二阶

频率：101.24；阻尼：9.39%

第三阶

频率：150.42；阻尼：1.99%

第四阶

频率：327.36；阻尼：3.49%

机床共振测试分析