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国外对数控机床振动测试的研究现状早在 19 世纪初期，为了提高机床精度并减轻机床振动，德国学者 StribeckR 就在机床的刀具部件，利用静特性分析方法，将经典的 Hertz 弹性接触理论引 入之中来对机床进行振动测试[9]。在此基础上 Stribeck 主要详细研究了机床内 的轴承轴向、轴承变形与外部机床进行加工车床振动的关系。之后越来越多数 学家都沿用 Stribeck 的研究方法，并进行一系列的振动测试实验，研究表明， 该方法可以大体测出机床切削工件时振动的幅度，但误差很大。Lundberg G 和 Palmgren A 在上述两位在 Hertz 弹性接触理论的基础上，运用大量实验数据进 行理论，分析了刀具在承受不同载荷的作用下振动的情况[10]。随后 Jones AB 在 考虑离心力和陀螺力矩会给数控机床带来振动，他创造了一套采用 Hertz 线接 触理论从而得到此时刀具振动数据。由于他对该方法考虑欠缺，即没考虑刀具 与工件之间会有相互的影响，因此得到数据并不是很准确。1960 年左右，Chen 等 人将刀具切削等效成轴向和径向两个方向黏弹性单元，在此时，可以利用转子 系统的动力学方程，然后进行切削实验，最后根据实验得出频率响应函数，利 用仿模态法来模拟刀具振动的动态特性，用 ANSYS 进行仿真求证[11]。国外对于 机床振动故障诊断的研究现状主要有以下几个重要时刻。20 世纪 70 年代，故障 诊断技术刚刚兴起，此前美国海军研究人员于 1967 年专门专门成立机械故障诊69964
断预防小组，引起了全世界的关注。国外一些国家如美国、日本、英国一直以 来对机床的故障检测与诊断高度重视，并取得了一定的成果。美国的机械工程 师们对静态设备使用声发射诊断技术，取得较大的进展。还有一些其他企业对 他们的设备进行故障诊断分析，如 JM 公司对超低水泵的监测技术，西屋公司利 用智能化故障诊断系统实现对汽车发动机组的故障诊断。1970 年起，英国机械 保健中心，开始对数控机床的故障诊断技术进行研发。此项研究对机械设备的 性能和维修水平有了很大提高。日本某些民用企业，其中他们组成设备工程师 协会，然后每年前往欧美参观学习诊断技术工作。在 1976 年左右，实现了自主 研究实用状态。一些欧洲国家的数控机床故障诊断发展也比较先进实用，例如 瑞典 SPM 公司，对轴承进行检测的技术、丹麦 B&K 公司对于机床振动、噪声的 检测技术、AGEMA 公司对于船舶的振动诊断技术都比较有很强的专业性和技术性 以及实用价值较高[12]。1982 年 Benzi 在研究古冰川现象时第一次提出机床的随 机共振现象，国内外很多学者对他所提出来的表示强烈的兴趣。Fauve 等人第一 次通过设备触发器观察随机共振信号。1996 年 Norden E.Huang 等人首次提出用 经验模式分解并与内禀模态函数相结合，此类方式特别适用于对非平稳信号的 处理，因此在当时受到极大关注。2006 年由 Wu 等几个人提出了 EEMD 的算法，论文网 此方法实用性能强，因为可以有效提高 EMD 分解的信噪比。同时，EMD 与小波结 合也有很好的效果[13]。国外对于数控机床减振方面利用磁流变减振器的研究有 以下几点。美国的 Lord 公司由于一直较早研究制造和改进磁流变液，并注重创 新实际，终于实现了对 MR 阻尼器实现产品化。并从 1998 年开始生产并首先应 用在载货汽车的座椅上。Ford 汽车公司也专门成立磁流变液小组专门研究探讨 磁流变液的工作机理和实用情况。Carrera 公司将第一代生产的 MagneShock 可 控制磁流变阻尼减振器系统引用在赛车上。美国通用公司将 DeLphi 公司生产的 可通过电子控制的磁流变实时减振装置。此装置一度被陈伟世界上反应最快的 悬挂控制系统。