大家好!我是Edd China,我喜欢新科技。
以前,大家可能经常看到我混迹于
老爷车或看起来很奇怪的交通工具上
今天,我来到了挪威美丽的特隆赫明市
了解一下这个巧妙的加工刀具
与台北巨型建筑物之间的共同之处。
好吧,想要了解这些,需要先学习一些
振动知识,一起了解一下吧。
振动是机械系统中非
平衡点周围的振荡。
听起来可能比较复杂
但是,弦乐器可以展示
振动是什么。
通过拉伸弦积聚能量。
释放时,
便会振荡。
如果不再增加能量,
则振动会减少。
我们以赫兹为单位
测量频率
一赫兹就是每秒一个事件或一次波动。
振动有好有坏。
例如,扬声器在没有振动的情况下
效果很差。
歌剧演员和回声测深仪
也是如此。
但是,通常情况下,振动并不合需要。
振动会消耗能量,产生噪音并
损害设备和人员,
因此需要通过各种方法努力
抑制振动。
从声音抑制
到大型建筑物的基础
隔振系统,
所有物体都有所谓的
固有频率,
它是物体振荡的
频率
在受到诸如撞击、风、
振动或不平衡等力的影响时,
如果频率足够强,
并且在人类的听力范围内,
大家会听到声音或噪音。
在汽车行业中,当然这是
我的专业领域,
设计了数百个不同的
解决方案
抑制各种可能且不必要的振动。
在加工领域,控制振动也尤为重要
所以我来到山特维克可乐满 -
加工减振技术方面的领先公司,
来了解一下他们怎么做。
对于像我这样的工程师和技术人员,
这不亚于梦幻之地。
那么,Tormod,你能告诉我在加工领域面临的
振动挑战是什么吗?
对于回转型刀具,
长度大约是直径的三倍时,
这是整体刀具
可以实现的最大长度。
- 嗯。
- 而…
如果有减振刀具,
可以做的更好。
钢材具有一定的刚性,
长度大约可以做到直径的十倍。
但刚性有限,所以使用钢材制造的刀杆也无法做到更长。
- 即使使用减振刀具…
- 集成了减振机构。
因为钢件的刚性
不够。
那么我们就需要使用硬质合金材料。
必须进行加强,使它变的更加坚硬。
哇哦!所以硬质合金实际上就是
制作切削刀片的材料。
- 切削刀片,对。
- 那么究竟怎么加工它呢?
这是一个巨大的挑战。
因为它是一种非常坚硬的材料,所以
只能用更硬的材料进行磨削。
这就是金刚石。
减振机构在哪里?全部都是
还是只是一端?
当然振动在前端
所以把减振机构
放在刀片处
那样更有效率。
所以尽可能地放在刀杆的前端。
好吧,减振黑科技就在这里。
我可以看到一些O形圈。
是的,你必须处理三件事。
首先重量,减振重量,
因为它是一个调谐质量减振器,
- 然后是一些弹簧。
- 对。
因为您需要将其调整
到正确的频率。
好的。
然后有一些东西可以帮助抑制振动,
就是油。
油?所以它非常像汽车悬架
,其中包括弹簧,
很明显,可以让车轮上下运动等等。
但是,其中也有油
在减振器中,
- 用于吸收振动。
- 对。
Silent Tools使用了称为
调谐质量减振器的减振技术,
其中,在刀具内部配备了一个相对较轻的
配重,
吸收振动的动能
并使用补偿频率
以机械方式进行消除
而不是转换
为噪音和热量。
因此,命名为Silent Tools。
Dan,刀具形状和尺寸多种多样,
我想,
那么这是你们制造的最小刀具吗?
是的,这个是最小的。
直径10毫米,
长度为直径10倍。
哇,这实际上已经很长了,
并且像以前一样,你们在刀头部分采用了
所有的减振技术?
- 对。
- 太了不起了!
那太不可思议了。所以这是最小的。
那么您们能做的最长刀具
有多长?
- 以直径的倍数计算。
- 对。
这是我们制作的最长刀具。
哦,那有多长?
- 直径的18倍。
- 18倍?
直径100毫米。
哇哦!真是太棒了!
真的很长。
这是你们做的最长的刀具吗?
不是,因为它仍然只是比较坚硬。
- 因为它是…
- 因为它的直径为100毫米。
没错。这个更长,更难加工。
哦,这样啊。
因为它的直径较小,并且悬径比为14xD。
在这个计算机时代,
active tool就是你们的发展方向吗?
所以你们准确知道行业的发展?
对。就是我们之前看过的那个刀具。
- 哦,就是它?
- 就是这个。
哇哦!好的,显然它连接着
这台机器。
那就是屏幕。
那么我可以试着压弯它吗?
看看会发生什么?
可以。你可以试一下。
这听起来像是一个挑战,但…
哇!看看。看我做了什么?
0.4毫米。
0.4毫米。看起来…
我意思是,我压弯了一点。
- 可以看看它实际上如何工作吗?
- 当然可以。
它是否像普通车床一样?
实际上必须将刀具设置一下,
以确保高度
和方向正确?
对。是啊。这就是操作员的
初始操作,
检查刀具装夹。
这是一个数字显示的水平状态。
所以知道它在是否处于正确位置?
是的,我们这里有
实时查看器屏幕。
- 所以也有温度?
- 对。
它向我们展示了刀杆的偏转
和负载。
- 了解负载非常重要。
- 当然。
然后我们还测量刀具的
振动水平
这与实际加工表面
密切相关。
所以这些也是我们测量的
两个非常重要的特征。
对。请启动吧。
还记得一开始提到的摩天大楼吗?
嗯,它被称为台北101,
位于台湾。
有趣的是,尽管它们之间尺寸
差异巨大
但实际上使用与Silent Tools相同的系统 - 调谐质量减振器,
以抵消飓风和地振
造成的振动和振荡。
不过,其平衡系统
稍大一些,
直径5.5米,
重量660吨。
它甚至还配有自己的吉祥物Damper Baby。
制作一个模型以确切地了解调谐质量减振器
如何工作一定很酷吧。
我是这么认为的,所以我让山特维克可乐满的
朋友们建造一个。
- 嗨,Grethe。
- 你好,Edd。
加工进行的怎么样?
- 进展顺利。想看看吗?
- 是的,看看吧。
- 请戴上眼镜。
- 没问题。
看那个!棒极了。
是。很壮观,对吧?
谢谢,Grethe,太棒了。
- 给你。
- 谢谢。
看那个!
我拿到了Grethe做的零件,很棒
可能这边需要打磨一下。
好。
那么,Carin,我们装上这个吧?
现在好了。我觉得可以。
是的。
再装一个。
很好!
不错。
好,现在很明显我们有塔楼了,
然后来了小飓风。
- 对。
- 或者地振。
实际上,如果能够测量一下
频率会很棒,
可以了解一下现在情况怎么样,
因为要花很长时间
- 让它自己停下来,对吧?
- 是的,这主意不错。
现在,这里有个激光点。
用于测试。
这是一个多普勒激光器,
可用于测量速度。
哦,那很妙,好的。
- 现在我们稍微推它一下。
- 好的。
然后等一会儿。
显然这是Carin模拟
地振或飓风的地方。
然后振动减小,
一直减小。
花了很长时间,测量机器都烦了,
所以不再测量。
所以Silent Tool也是如此
显然,我们需要调谐质量,
然后需要减振。
所以现在需要小球。
所以660,000公斤的球微缩成
很小的东西
然后装配到位
之后,在装配到位后,
大概需要进行调谐,
让其相对
塔楼振动。
是的。之后,我们希望这个
频率和摆锤频率…
- 好的。
- ...非常相似。
好的,让我们来看看摆锤。
这个用什么做的?
这是钨。
钨?
所以,虽然尺寸小,但实际很重。
是的,密度非常高。
- 穿过这里。
- 对。
先把它放在那里
拧紧,让它正确
锁定。
- 怎么样?
- 可以。
现在,你看。
- 摆动相当快。
- 是的。
现在如果降低它。
可以改变球的频率。
再摆一次。
- 频率有些慢悠悠的。
- 摆锤。
所以现在它更符合建筑
所以这像极了
你们在刀具中的设计。
必须改变或调整那个质量块,
以便其进行传输。
- 我觉得非常理想。
- 是的。
这真的很有趣。可以看到
塔楼中的能量
被传输至摆锤,
但实际上又转回了。
- 对。
- 太棒了。
所以接下来我们需要
以某种方式阻止这种情况。
在Silent Tools中,
你们使用了特殊的液体状
粘稠液体来实现
所以我们大概可以
采用同样的方式?
- 这是…
- 魔术液体。
...油,我们可以给系统添加一些减振
效果。
神奇成分可能属于绝密
。
看看这将如何工作,
非常有趣。
再推一次。
好的。最小的地振。
- 哇!再来一次。
- 看啊。
在汽车方面,悬架技术
基本上是一个半反弹
再来一次,
就是一个半反弹。
- 好。
- 看啊。太了不起了!
令人难以置信。所以,通过谐质量减振器,模型塔楼可以完全对抗
飓风和地振。
无论高近500米或
高1米的塔楼,
或者在小型刀具中,
该技术都能发挥作用
我觉得应该来点
掌声。
所以现在大家明白了Silent Tool和
台北101之间的相似之处。
两者均受到物理定律的
影响,
而两者均通过相同的方法
调谐质量减振减少振动。
再见。