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前言 木工機械產(chǎn)品的動態(tài)性能問題的提出始于19世紀末，至今有100多年的歷史。國外從20年代初就有人系統(tǒng)的研究木工機械產(chǎn)品的動態(tài)特性理論，但廣泛對木工機械產(chǎn)品動態(tài)性能的理論研究卻始于本世紀的60年代。美國、德國、日本、英國、法國、加拿大、前蘇聯(lián)等科學技術(shù)較發(fā)達的國家曾先后對木工機械產(chǎn)品的動態(tài)性能做了大量的理論探索和實驗研究，推動了動態(tài)分析和動態(tài)設(shè)計理論在木工機械行業(yè)上的發(fā)展。我國的有關(guān)學者和工程技術(shù)人員，也于本世紀70年代開始，陸續(xù)對木工機械產(chǎn)品的動態(tài)性能問題進行了大量的理論和實驗研究，取得了一定有成果，為今后動態(tài)分析、動態(tài)設(shè)計木工機械產(chǎn)品墊定了一定的理論基礎(chǔ)。 1 70年代至80年代木工機械動態(tài)特性的理論研究概況 我國從事木工機械動態(tài)性能研究的科技人員主要是東北林業(yè)大學、北京林業(yè)大學、南京林業(yè)大學、吉林林學院等到單位的有關(guān)專家、教授、學者、他們所研究的對象主要是木工機床的振動和噪聲。70年代末至80年代初主要是圍繞噪聲的鋸機、刨床、銑床及開榫機幾大類機床的噪聲頻譜及噪音出現(xiàn)的頻率范圍差別較大，噪音主要受刀具結(jié)構(gòu)形狀、切削速度、機床結(jié)構(gòu)及精度的影響的結(jié)論（1982）；六機部門九院的劉利民老師和上海木工機械廠合作，對國內(nèi)生產(chǎn)木工機械的主要企業(yè)進行了調(diào)研和測試，提供了很多有價值的數(shù)據(jù)和資料，并提出了有關(guān)控制噪音的方案（1982）；神州木工機床研究所的鄭孝元老師對木工機床噪音的測量方法與控制措施進行了系統(tǒng)的研究（1982）；南京林業(yè)大學的王厚立老師對圓鋸的振動、噪音進行了試驗研究，并得出了如下主要結(jié)論：（1）圓鋸片所發(fā)射的噪音是多種噪音源起作用的結(jié)果，在非諧振狀態(tài)下，空氣動力性噪音是圓鋸的主要噪音源；（2）使圓鋸片運轉(zhuǎn)過程中遠離其諧振頻率橫向振動，對于減少振動噪音和增加其運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，均有一定的意義；（3）某一具體鋸片的諧振頻率，可以通過實驗的方法測定，也可以運用公式進行計算；（4）加大壓蓋的直徑可使圓滿鋸片的穩(wěn)定性提高，同時亦可在某種程度上減少振動噪音 ；（5）對圓鋸片的橫向振動采取適當?shù)淖枘岽胧?，可降低鋸片發(fā)射的機械振動噪音；（6）圓鋸片的運轉(zhuǎn)中發(fā)射的空氣動力性噪音，其聲功率與速度的4。9-5。6次方成正比，為了減少噪音，在滿足加工要求前提下，鋸片的轉(zhuǎn)速應盡可能地降低；（7）鋸齒齒形及尺寸參數(shù)的設(shè)計，對鋸片在旋轉(zhuǎn)中發(fā)射的空氣動力性噪音有相當大的影響。盡可能地降低鋸齒高度，減少后角，并使鋸齒間隙與鋸齒厚度的比值最佳化；（8）在鋸片周邊上開窄槽，將使鋸片增加處于諧和振狀態(tài)的可能性，同時也會增加其發(fā)射的空氣動力性噪音（1983）。清華大學的戴詩亮老師等人對共振式木工機械動性能測試方法進行了研究（1982）。東北林業(yè)大學的王國才老師等人，對木工壓刨床載噪音進行了實驗研究，并在此基礎(chǔ)而上提出了控制噪音的若干方法（1983）。 2、90年代木工機械動態(tài)性能的理論研究概況 我國木工機械產(chǎn)品動態(tài)性能的理論研究的主要發(fā)展時期是90年代。以北京林業(yè)大學的習寶田、孫道焱教授、東北林業(yè)大學的李志仁、陳守謙教授、吉林林學院的李傳信教授等人為中堅的科技人員，對木工機械動態(tài)性能理論進行了大量的研究工作。習寶田、孫道的研究主要是圍繞木工圓鋸而開展，他們主要研究了以下領(lǐng)域：（1）圓鋸片的固有頻率與其剛度和適張度的關(guān)系，得出了鋸片的固有頻率與其剛度正相關(guān),合理適張能提高鋸片固有頻率的結(jié)論；（2）對普通圓鋸片進行模態(tài)分析試驗，結(jié)果表明，圓鋸片本身徑向剛度極大,共振振幅極小，可以忽略，夾板只對第一階固有頻率有較大提高，圓鋸片的轉(zhuǎn)速要避開在容易產(chǎn)生橫向共振頻率的附近工作，否則會產(chǎn)生切削過程的不穩(wěn)定；（3）提出了應制訂圓鋸片動態(tài)質(zhì)量標準的建議；（4）完成了“STT--1型微機控制圓鋸片適張狀態(tài)綜合檢測系統(tǒng)”。該檢測系統(tǒng)主要用于對木工鋸片的適張程度、適張應力分布狀況和平整性進行量化檢測，也可對上述鋸片的動態(tài)穩(wěn)定性、剛度等指標進行量化分析。 吉林林學院的李傳信老師主要對細縫低噪聲硬質(zhì)合金鋸片進行了模態(tài)振型分析試驗，優(yōu)化出了最佳的細縫形狀，通過分析其固有頻率和模態(tài)振型的變化，對這種鋸身開有細縫結(jié)構(gòu)的圓鋸片降噪機理進行探討與研究；并對試制的4種細縫結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金圓鋸片和普通硬質(zhì)合金鋸處進行了動態(tài)性能測試對比實驗與分析以及噪聲的對比實驗與分析，得出了如下主要結(jié)論：1）鋸片細縫數(shù)量越多，模態(tài)振型數(shù)量增加越多，相對局部振型增加也越多，而且局部振型頻率向高頻部分轉(zhuǎn)移；2）由于局部振型聲輻射面積小，因而局部振型號的增加并不會產(chǎn)生噪聲，相反，整體振型聲幅射面積大，因而整體振型的減少能夠降低噪聲；3）在圓鋸片上合理地開細縫，能夠改變圓鋸片高頻部分固有頻率的分布狀態(tài),減少在某一頻率范圍內(nèi)的固有頻率個數(shù)，使鋸片在此頻率范圍內(nèi)發(fā)生整體共振的可能性減少；4）細縫硬質(zhì)合金圓鋸片較普通硬質(zhì)合金圓鋸片空轉(zhuǎn)偏擺小，動態(tài)穩(wěn)定性增加；5）細縫硬質(zhì)合金圓鋸片較普通硬質(zhì)合金圓鋸片具有成本低吸振效果好，噪聲低的特點。 東北林業(yè)大學的李志仁教授、陳守謙教授指導多名研究生對木工刨床、銑床、鋸機3類機床進行了振動特性的研究。對機床的剛度、固有頻率、振動位移、振動加速度、臨界轉(zhuǎn)速等進行了測試，并通過回歸分析的方法，建立了相應的數(shù)學模型。通過試驗、理論分析找出了引起機床振動的主要機內(nèi)振源及機床振動的薄弱環(huán)節(jié)，研究了機床的動態(tài)特性，這些研究成果，為木工機床的動態(tài)設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)，同時也為制定相應的動態(tài)質(zhì)量標準，相應的結(jié)構(gòu)設(shè)計及質(zhì)量檢驗提供了可靠的數(shù)據(jù)。 3 木工機械動態(tài)性能研究的發(fā)展方向 我國對木工機械動態(tài)性能的研究起步較晚，只有二十幾年的歷史。但經(jīng)過有關(guān)學者、專家的努力已取得了可喜的進展。但是，當人類進入21世紀之后，木工機械制造業(yè)的競爭將隨著發(fā)展中國家的崛起和發(fā)達國家競爭的激烈，而出現(xiàn)難以預測的無序市場環(huán)境，我國的木工機械行業(yè)已感覺到了挑戰(zhàn)的存在。要想在競爭中求發(fā)展，我國的木工機械行業(yè)就必須加快科技進步的步伐，提高生產(chǎn)率，促進設(shè)計方法的先進性和服務(wù)質(zhì)量的優(yōu)越性，使知識經(jīng)濟成為企業(yè)生存的必要條件。而知識經(jīng)濟的基礎(chǔ)是理論研究，為此，進入21世紀后，我國木工機械