BEIREN300胶印机噪声测试及结构优化

摘要

北人N300对开四色平版胶印机在高速印刷时机体振动强烈、噪声严重、难以保证高的印刷质量等问题，需要把整机的最大噪声声压级控制在85db(A)以下，从而接近国外同类胶印机的水平作为研究的目标。 论文以噪声与振动控制的理论为依据，结合胶印机的特点讨论了北人N300胶印机这样多自由度系统的噪声与振动问题，并应用有限元理论和ANSYS分析软件完成了BEIREN300胶印机印刷单元主结构的减振降噪设计工作。 研究首先对北人N300胶印机整机进行了噪声声压级的测试，确定了主要的发声部位。又通过对主要发声部位的噪声频谱分析得出结论：主要噪声是由墙板共振引起的。接着从理论方面对印刷单元进行模态分析，得出了印刷机系统的最低阶固有频率为2.67Hz，而印刷时胶皮滚筒、印版滚筒等的转动频率为1.11HZ-4.13HZ，这就是振动激励力变化的频率范围，印刷时激励力频率与系统的低阶固有频率(2.67HZ)有重合，因此共振是不可避免的，由于共振而导致机体振动强烈、噪声加剧，这就从理论计算上证实了北人N300胶印机在印刷时确实发生了共振现象，进而提出了把避免共振作为胶印机减振降噪的主要措施，并通过提高系统固有频率的方法来实现，即把系统的低阶固有频率提高1.5倍以上，避免共振现象的发生。因此，通过对主要结构的多种修改方案的模态分析和对比，考察它们对系统固有频率的影响，从而确定了主要零件的结构修改方案，完成了主结构的改进设计，最后通过模态分析，计算出改进后的印刷单元低阶固有频率已提高达1.5倍以上，保证了北人N300胶印机在印刷速度为4000张/小时-15000张/小时范围内不发生共振，从而实现了把整机的最大噪声声压级控制在85db(A)以下的目标。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

1.1研究的立项背景

1.2 BEIREN300胶印机简介

1.2.1 BEIREN300的技术参数

1.2.2 BEIREN300的基础配置

1.3国内外噪声与振动控制方法

1.3.1传统的噪声控制方法

1.3.2传统的振动控制方法

1.3.3噪声与振动控制方法的新发展

1.4印刷机减振降噪的原有措施

1.5印刷机减振降噪的新途径

1.5.1对胶印机噪声的进一步认识

1.5.2立项研究的来源

1.5.3研究的目标

1.5.4研究的主要内容

1.6国内外工程设计分析测试方法的发展

1.6.1在理论分析计算方面

1.6.2在实验测试分析方面

1.7研究的理论与分析工具

1.7.1噪声与振动控制理论

1.7.2有限元及有限元分析软件--ANSYS

第2章印刷机的噪声测试分析

2.1 BEIREN300噪声测试分析

2.1.1噪声声压级测定

2.1.2主要发声部位噪声频谱分析

2.1.3噪声近声场测试分析

2.2测试结果的分析及结论

2.2.1关于BEIREN300噪声源的分析

2.2.2关于减振降噪实施步骤

2.3本章小结

第3章印刷机的振动特性分析

3.1选择有限元单元模型

3.2关于零件间结合部位的处理

3.3关于滚筒支承刚度的处理

3.4建立印刷机的有限元模型

3.4.1建立各主要零件的有限元立体模型

3.4.2建立印刷单元立体模型

3.4.3有限元单元网络模型的生成

3.5印刷单元的模态分析计算

3.6本章小结

图表

第4章印刷机的减振降噪改进

4.1减振降噪的途径分析

4.2结构修改方案的分析

4.2.1支承座对系统固有频率的影响

4.2.2滚筒轴承支承刚度对固有频率的影响

4.2.3机座部件结构对固有频率的影响

4.2.4滚筒质量对固有频率的影响

4.3主要零件的结构修改

4.3.1对机座的修改

4.3.2对滚筒的修改

4.4印刷单元改进后的动态特性分析结果

4.5本章小结

结论

参考文献

致谢