Durch zunehmenden Leichtbau werden viele Maschinen anfälliger für Strukturschwingungen, da die Eigenfrequenzen in niedrigere Bereiche verschoben werden und durch den jeweiligen Prozess der Maschine angeregt werden können. Für komplexe Systeme, die aus vielen Komponenten zusammengesetzt werden, ist eine prädiktive Aussage über die Eigenmoden des Gesamtsystems eine schwierige Aufgabe, da nicht nur die Dynamik der Substrukturen richtig abgebildet werden muss, sondern auch Fügestellen die Gesamtdynamik stark beeinflussen können. Abhilfe können hierbei Zusatzsysteme, wie z.B. Tilger, leisten, die nachträglich an das System angebracht und optimal auf die Dynamik des Gesamtsystems abgestimmt werden. Im vorliegenden Fall wird ein eindimensional wirkendes Tilgersystem untersucht, das für die Schwingungsreduktion eines vereinfachten Schlittens einer Werkzeugmaschine ausgelegt ist. Der Schlitten umfasst eine verfahrbare Masse, die auf zwei Linearführungen mit vier Führungswagen befestigt ist. Der Tilger besteht aus einer Masse, die über eine Feder mit dem Schlitten starr verbunden ist. Eine zweite parallel geschaltete Feder kann durch einen Reibkontakt über die Variation der Normalkraft mithilfe eines Aktuators eingekoppelt werden, so dass die effektive dynamische Steifigkeit des Tilgersystems und damit die Eigenfrequenz adaptiert werden kann. Durch eine geeignete Abstimmung der beiden Federsteifigkeiten ist das System in der Lage nicht nur die Schwingung einer Eigenfrequenz zu tilgen, sondern kann, je nach dominanter Schwingungsfrequenz des Schlittens, zwischen der Tilgung zweier Moden unterscheiden. Die Dynamik des vorliegenden Werkzeugmaschinenschlittens kann vereinfacht als ein gefesselter Starrkörper mit sechs Freiheitsgraden betrachtet werden. Der Tilger wird seitlich am Schlitten angebracht, so dass eine Tilgung einer translatorischen und einer rotatorischen Eigenmode durch einen eindimensionalen Tilger realisiert werden kann.
Adaptives Tilgersystem zur Schwingungsreduktion eines Werkzeugmaschinenschlittens
2013
12 Seiten, 14 Bilder, 3 Quellen
Conference paper
German
Schwingungsverlust , Eigenfrequenz , Linearführung , Gesamtsystem , Strukturdynamik , Steifigkeit , Werkzeugmaschine , Schwingen , adaptives System , komplexes System , Fügen , Zusatzbremssystem , Leichtbau , Normalkraft , Maschinenschlitten , Federsteifigkeit , Schwingungsfrequenz , Eigenschwingung
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