[发明专利]一种固定连接装配体性能稳定加速方法

说明书

本发明公开了一种固定连接装配体性能稳定加速方法，属于机械装配性能优化技术领域。本方法包括：1)基于模态实验的固定连接装配体固有频率及模态振型测定；2)基于结构模态的激振实验装置布置和参数设置；3)结构动静态性能跟踪测试以及稳定性判断。本发明可以在机械装配完成后，根据固定连接装配体的结构模态通过施加合适振动激励使装配体动静态性能提前快速渡过磨合期到达稳定期，使机械产品在运行过程中能够保持良好的动静态精度，提高产品性能和精度保持性。本方法可适用于各种形状的固定连接装配结构，实验装置灵活可调整，可以重复利用；相比于传统试运行跑合的方法，本方法可以加速装配结构精度稳定过程，节约时间和成本。

技术领域

本发明属于机械装配性能优化技术领域，涉及技术原理、方案和判定指标，尤其涉及一种固定连接装配体性能稳定加速方法。

背景技术

装配结构是机械领域中最常见的产品结构，通过装配能够使若干零件组合成结构复杂、功能多样的机械结构，装配质量和装配后的性能对于机械产品性能有着重要的影响。

一般机械产品的性能分为动态和静态两个方面，静态性能通常指的是尺寸精度、几何精度、静刚度等指标，如机械产品结构的形状尺寸、平行度、同轴度以及承受静力时的抗变形能力等。动态性能指的是在运行和运动过程中，受外力、惯性力以及振动等原因导致的机械产品的结构变形和速度、加速度波动，与机械产品的结构动态特性具有直接关系，因此动态性能可以直接从结构动态特性得到。

装配通常采用配合、螺栓连接等方式将不同零件连接起来，但装配后由于外力引入的装配应力、零件内应力释放以及磨损等原因，导致装配后的结构精度和性能并非一成不变，而是随着时间推移精度逐渐衰减。通常机械产品的精度损失存在着“浴盆曲线”，即开始时为磨合期，精度损失较快，当经过一定的磨合后，精度损失进入稳定期，也即机器的正常工作期，此时精度损失主要来自于正常磨损，最后磨损到一定程度后精度损失加快直至精度丧失，此时机器的生命周期结束。因此在机械产品装配完成后，通常需要进行一段时间的跑合和试运行使机器精度达到稳定期后才会开始正式进入工作期。但在实际生产中，对大批量产品进行跑合和试运行会产生大量的时间成本和人力成本，导致效益降低。如果能发明一种新方法能够以低成本的方式快速提高装配产品的性能稳定性，则可以提高使用过程中机械产品的性能和使用时间，降低产品的故障率，具有重要意义。

模态是结构的固有振动特性，线性结构的自由振动可以被解耦为N个正交的单自由度振动系统,对应结构的N个模态，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析得到，将一个计算或试验分析的过程称为模态分析。目前模态分析已经被广泛应用于航天航空、汽车、船舶、土木、机械等领域。

根据振动时效的相关研究表明，对机械结构施加振动可以促进结构内应力的释放，最终使结构尺寸和动态特性更加稳定。

目前通过施加振动以加快固定连接装配体性能稳定的研究鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是提出一种固定连接装配体性能稳定加速方法，旨在为实际机械产品装配后需要大量时间进行磨合才能进入精度稳定工作期这一问题提供一种可行的解决方案。本发明通过激振器对装配体进行激振，通过振动释放装配结构内应力并加快结合面接触稳定，并通过动静态精度跟踪测量分析判定，最终使固定连接装配体动静态性能快速达到稳定期。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种固定连接装配体性能稳定加速方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)基于模态实验的固定连接装配体固有频率及模态振型测定，具体包括：

1-1)将固定连接装配体置于弹簧垫或者利用弹性绳进行悬挂，模拟自由支撑条件，然后在固定连接装配体上布置实验所需加速度传感器，使用移动力锤法通过力锤对固定连接装配体上加速度传感器布点的附近进行逐点敲击；