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在鋼鐵企業(yè)中，為了實現(xiàn)質(zhì)量管理和質(zhì)量跟蹤，要求對生產(chǎn)的鋼坯進行編號，將鋼坯對應的連鑄機號、爐座號、爐號、流序號以及表示鋼坯生產(chǎn)時間的時間編號共同組成每塊鋼坯的唯一編號，適時地寫在鋼坯的表面。在鋼鐵廠后續(xù)的檢查過程或者客戶的使用過程中，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，就可以根據(jù)這些標號來追蹤到生產(chǎn)此坯的連鑄機號、爐座號、爐號、流序號以及時間等重要信息，及早發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備中存在的問題。這就是自動標識系統(tǒng)需要做的工作。國外自動標識系統(tǒng)發(fā)展起步早，尤其以奧地利的NUMTEC公司為代表，其早在2004年就推出了E700電弧噴涂系統(tǒng)。國內(nèi)對標識系統(tǒng)研究較少，近年才有少數(shù)科研機構(gòu)對該領(lǐng)域進行研究，仍存在著噴號效果差，字跡不夠清晰等問題。模態(tài)分析技術(shù)是現(xiàn)代機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計和有限元分析的基礎(chǔ)，是近年來發(fā)展起來的分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的有效方法。模態(tài)分析可以確定結(jié)構(gòu)的自振頻率和相應振型，為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)，從而避免機械結(jié)構(gòu)在動力載荷作用下發(fā)生共振，提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的振動性能，進而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
噴頭聯(lián)接管是聯(lián)接輪轂噴碼機上部擺動機構(gòu)和噴頭的重要聯(lián)接件，其動態(tài)特性直接決定了最后噴出字體的效果，因此有必要對其進行模態(tài)分析，以避開聯(lián)接管的固有頻率，避免使其發(fā)生共振，影響設(shè)備的噴字效果。本文對自主研制的輪轂噴碼機噴頭聯(lián)接管進行靜強度分析和模態(tài)分析，以確保所設(shè)計的噴頭聯(lián)接管的性能符合使用要求。
噴頭聯(lián)接管的結(jié)構(gòu)如圖所示。為便于觀察，外部的防塵裝置未畫出。噴頭上的冷卻裝置是可拆卸的，在標記半徑較大的輪轂或噴涂時間較長時，安裝上冷卻裝置;在噴涂小半徑的輪轂時，由于噴涂的尺寸有限，并且傳遞的熱量較小，不安裝冷卻裝置。因為噴頭聯(lián)接管為管結(jié)構(gòu)，有必要對其進行強度校核，以確定其靜強度是否滿足使用要求。在進行強度分析時主要應考慮在加上保護裝置后，聯(lián)接管的強度是否滿足要求。
在進行模態(tài)分析實驗時，不可避免地因被測結(jié)構(gòu)上的安裝零件和測量傳感器等而引人附加質(zhì)量。附加質(zhì)量會對測試結(jié)果有顯著影響，它不僅改變了測得的固有頻率值，而且對振型值也有較明顯的影響，使實驗得不到精確的結(jié)果。因此，如何消除這一影響是實驗工作人員所關(guān)心的一大技術(shù)問題。
在實際使用時，聯(lián)接管的下部一直有附加質(zhì)量(無冷卻裝置時僅是噴頭質(zhì)量，有冷卻裝置時是噴頭和冷卻裝置的總質(zhì)量)，在分析噴頭聯(lián)接管時應該考慮進去。本文引入了質(zhì)點的概念替代上述的附加質(zhì)量。一般認為，振型模態(tài)分析要和結(jié)構(gòu)強度分析結(jié)合在一起，強度分析結(jié)果的高應力區(qū)如果和某一階模態(tài)振型位移較大區(qū)域重合，就可認為結(jié)構(gòu)是偏危險的，這些高應力區(qū)域有可能就是疲勞裂紋的發(fā)生位置。而實際中的連續(xù)結(jié)構(gòu)體振型應該是無窮多的，經(jīng)典理論認為，實際工程中能夠?qū)Y(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響的往往只是低階的頻率振型，所以只要結(jié)構(gòu)避開低階共振區(qū)就能安全運行。
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