电子设备的隔振技术及减振器选型
1、概述
电子设备受到的机械力的形式有多种，其中危害最大的是振动和冲击，它们引起的故障约占80%。它们造成的破坏主要有两种形式，其一是强度破坏：设备在某一激振频率下产生振幅很大的共振，最终振动加速度所引起的应力超过设备所能承受的极限强度而破坏；或者由于冲击所产生的冲击应力超过设备的极限强度而破坏。其二是疲劳破坏：振动或冲击引起的应力虽远低于材料的强度，但由于长时间振动或多次冲击而产生的应力超过其疲劳极限，使材料发生疲劳损坏。系统的振动特性受三个参数的影响，即质量、刚度和阻尼。对于电子设备的振动和冲击隔离来说，隔振系统的质量一般是指电子设备的质量，而刚度和阻尼则由设备的支撑装置提供。在机械环境的作用下，尤其是在舰船、坦克、越野车辆、飞机等运载工具中，设备及其内部的电子器件、机械结构等都难以承受振动冲击的干扰。
表1 各种运载工具振动、冲击和离心加速度参数
单位：s2
为了减少或防止振动与冲击对电子设备的影响，通常采取两种措施：a) 通过材料选用和合理的结构设计，增强设备及元器件的耐振动耐冲击能力；b) 在设备或元器件上安装减振器，通过隔离振动与冲击，有效地减少振动与冲击对电子设备的影响。
2、隔振技术
隔振
隔振就是通过在设备或器件上安装减振装置，隔离或减少它们与外界间的机械振动传递。
在电子设备与基础之间安装弹性支承即减振器，以减少基础的振动对电子设备的影响程度，使电子设备能正常工作或不受损坏；这种对电子设备采取隔离的措施，称为被动隔振。一般情况下，仪器及精密设备的隔振都是被动隔振。
被动隔振系数：
振动来自基础，其运动用U=U o sin(ωt)表示，也是周期振动。被动隔振也可用隔振系数η表示其隔振效果，它的含义是被隔离的物体振幅与基础振幅之比（或是振动速度幅值、加速度幅值的比值），可用下式计算：
η＝x O/ U O
=｛［１＋４ξ2（f／f o）２］／［１－（f／f o）２］２＋４ξ2（f／f o）２｝０．５（1）式中x O——物体的垂向振幅(m)；
U O——基础的垂向振幅(m)。
式中f――振动力的频率（ＨＺ）；
f o――隔振系统的固有频率（ＨＺ）；
k――隔振器的刚度（Ｎ／m）；
m――物体的质量（kg）；
g——重力加速度（ s2）；
ξ——减振器的阻尼比（橡胶减振器的阻尼比为~）。
从η的表达式可以看出，隔振系数η与频率比（f／f o）及阻尼比ξ有关。
当f／f o＜＜1时，隔振系数η=1。此时振动力变化缓慢，且其几乎等值传递到基础上。
当 f／f o =1时，隔振系数η为最大，振动力有放大现象，此时系统处于共振状态；η值随ξ增大而减小，所以，对于启、停频繁的设备，为防止设备在启动或停机过程中经过共振区域时产生过大的共振，减振器选用时应考虑阻尼大一些的。
当f／f o=2时，隔振系数η=1，振动力等值传递，此时系统无隔振效果；
当f／f o＞2时，隔振系数η＜1，振动力减值传递，此时系统有隔振效果。
因此，要使隔振系统有效果，必须使η＜1，即必须使频率比f ／f o＞2。在电子设备的减振设计中一般取频率比f／f o为~，也就是说要获得满意的隔振效果，应该使隔振支承系统的固有频率为振动力频率的1/~1/。
阻尼在共振区内，阻尼可以抑制传递率的幅值，使物体的振幅不
至于过大；在非共振区，阻尼反而使传递率增大。
因此，隔振应强调以下几点：
当f／f o≈1时，发生共振，应力求避免；
不论阻尼大小，只有f／f o＞2，才有隔振效果；
一般情况下，建议把频率比f／f o取为~。
隔振系统中控制振动及其传递主要有三个基本因素：隔振器的刚度k、被隔离物体质量m及系统支承即隔振器的阻尼比ξ。它们各自的影响简述如下：
①刚度k——隔振器的刚度越大，隔振效果越差，反之隔振效果越好。因为：
f０=(k/m)2π (2)
k越大，f０越大，f／f o越小，η就越大（在隔振区）隔振效果差； k越小，f０越小，f／f o越大，η就越小（在隔振区）隔振效果好。
因此，就隔振而言，刚度k应尽可能小；必须指出的是，过小的刚度k可能无法承受质量m，就像一个重物将一根弹簧压扁了，无法起到隔振作用，对于一个设计正确的隔振系统，支承的刚度计算既要考虑隔振效果的实现，同时还要兼顾其承载能力。
②质量m——被隔离物体的质量m使支承系统保持相对静止，物体质量越大，在确定振动力的作用下物体振动越小。同样从式(2)看出，m越大，则f０越小，在隔振区η就越小，隔振效果好。增大质量还包括增大隔振底座的面积，以增大物体的惯性矩，可减小物体的摇晃，但质量往往是确定的，增加是有限的。
③阻尼比ξ——隔振系统的支承阻尼有以下的作用：在共振区减小共振峰值，抑制共振振幅；但是，在隔振区，随着ξ的增大，η也变大，隔振效果变差。因此阻尼的作用有利也有弊，设计时应特别注意。
隔冲
冲击是一种急剧的瞬间作用。例如飞机的起飞和着陆，火车、汽车的启动与停车，物体的起吊与跌落等都能产生较大的冲击。在冲击发生时，虽然时间相当短，但作用十分强烈。冲击作用下，电子设备的零部件的冲击应力超过其最大允许值时将导致设备损坏，有时也会因多次冲击作用形成疲劳积累，使设备发生疲劳破坏。因此，对冲击的作用也必须进行隔离。
由能量定理可知：当外来冲击能量一定时，若冲击力作用的时间愈长则设备所受的冲击力愈力小，冲击加速度也愈小。因此若能延长冲击力作用的接触时间，就可减轻电子设备所受冲击作用的影响。
电子设备大都属于被动隔冲，在支撑基座与电子设备之间装一减振器进行冲击隔离，当外界冲击力作用在支撑基座上时，由于减振器中的弹性元件和阻尼元件产生变形，吸收能量并延长冲击力作用的接触时间，使传递给设备的冲击力减小了很多，达到缓冲的目的。减振器的刚度越小，阻尼越大，则冲击力的作用接角时间愈长，减振器的变形愈大，设备受到的冲击力也就愈小，缓冲的效果愈好。
机柜背部隔振器设计思路
当设备机柜的高度较高时(一般在1．2米以上)，就要考虑在机
桓背部上方加装背部隔振器来减小设备机柜的摇晃。背部隔振器的垂向刚度应趋于零，如无法满足时，应不高于底部隔振器垂向刚度的0．1倍。
3减振器选用原则
(1)使用条件
振源性质：电子设备使用时所承受到的振动、冲击类型、强度、频率等，从而决定了以隔振为主还是缓冲为主；一般情况下舰用、车用设备以缓冲为主，飞机载设备以减振为主。
原环境条件：因橡胶减振器有一定的使用温度范围，过冷会硬化，过热则软化，大多数橡胶减振器遇油及光照易老化，当温度范围超出0~80℃或存在油类介质或光照条件下不宜使用橡胶减振器。
外形尺寸：了解设备的外形、重心位置特别是可以供安置减振器的空间大小，将为选用减振器的类型、数量提供尺寸依据。
耐振抗冲能力：设备内的元器件的耐振抗冲能力的强弱，决定了设备允许承受的最大振幅和加速度，也就决定了整个隔振缓冲系统的隔振系数的大小，是选用减振器的主要依据。
（2）参数条件
减振器的主要参数包括阻尼比、刚度（或频率）、额定负荷等。
阻尼比ξ：从减振原理分析看出，阻尼的作用是控制和减少共振振幅，由于设备起动与停止要都要经过（γ=1）共振区，尽管时间很短，但系统阻尼过小时也会产生较大振动。虽然在隔振区阻尼比越小隔振效果越好，但这仅对激振频率为单一频率才适合。当振源较复杂，
有多种频率时，必须从多方面防止共振，阻尼比夜莺适当选大一些。从缓冲的角度讲，选用较大的阻尼比也是有利的，综合考虑，减振缓冲系统以选用较大的阻尼比为宜。
刚度k：刚度是减振器的最主要参数，就减振而言，刚度的大小可由隔振效果要求，通过计算出固有频率而求得，选用的减振器的刚度只要等于或小于计算刚度，就能保证隔振效果的实现；
额定负荷W：各种类型的减振器的额定负荷都不同，所选减振器的负荷大小主要根据设备重量、重心位置、减振器安装数量来决定，要求所选减振器额定负荷应大于实际承载。
4、常用减震器选型
减振器的作用是隔离或减小振动及冲击对设备及元件的影响，通过其材料、结构的特点，吸收振动、冲击的能量并缓慢地释放，达到减振缓冲的目的。
橡胶型减振器
橡胶减震器的特点是在于他的外形能按需要设计、刚度可调、提供比弹簧更大的阻尼比、抗剪、抗拉、抗压、安装更简单。他的缺点在于固有频率较高，使用寿命较短，使用环境受限多，一般使用环境温度应控制在-30-70摄氏度之间，一些有化学腐蚀环境应选择合适材质的橡胶减震器才能使用。
(1)常用E、EA型减振器技术参数：
图1 E\EA型减振器技术参数（2）DD型橡胶减振器技术参数：
图2 DD型橡胶减振器技术参数
金属弹簧减振器
金属弹簧减振器用弹簧钢板或钢丝绕制面成。常见的有圆柱形弹簧、圆锥形弹簧及板簧等。这种减振器的优点是：对环境条件反应不敏感，适用于恶劣环境，如高温、高寒、油污等；工作性能稳定，不易老化；刚度变化范围宽，可以制作很软，也可很硬。其缺点是阻尼比很小（ξ≤），共振时很危险。因此必要时还应另加阻尼器。这种减振器的固有频率较高，通常用于载荷大、外激频率较高及有冲击的情况。
水平刚度低，易晃动，不易于精密设备的隔振。
阻尼隔振材料
自由阻尼结构
将阻尼材料覆盖（粘贴或喷涂）在需要减振的结构物表面，当结构件发生变形时，阻尼材料能将机械振动或声振动转变为热能消耗。由于覆盖在结构物上的阻尼材料层面无约束，故称为自由阻尼层或自由阻尼结构。被覆盖的结构物称为基层，阻尼层可以是单面或双面。
约束阻尼结构
在自由阻尼层面上再覆盖一层材料，就构成约束阻尼结构，而这一覆盖层称为约束层。根据需要也可作成多层，基层与约束层统称为结构层，它为阻尼结构提供强度，阻尼层则吸收能量。
其它阻尼隔振材料
近年来隔振垫已被应用于产品的减振缓冲。隔振垫是由具有弹性的材料制成的一种没有确定形状尺寸的软垫，如专用橡胶隔振垫，这种隔振垫具有特久的高弹性，隔振、缓冲性能良好；为满足不同要求其尺寸和形状自由选择；具有一定的阻尼性能，可吸收机械能特别是对高频振动能量的吸收效果好；橡胶同金属表面能实现牢固粘接，易于安装与制造；与其它减振器比，具有价格低廉等优点，目前被动广泛用于产品的隔振缓冲。
在设计机箱及零部件时，尽量选用高阻尼结构材料，如铝、铝镁合金，而钢和铜的阻尼比小于铝，不应作为首选材料。也可以考虑选择高阻尼的结构型式，各种结构型式的阻尼比依次为：铸造、铆接、螺接、焊接、整体金属。
(1)ZT型阻尼弹簧减振器（上海青浦振新减振器厂）
ZT型阻尼弹簧减振器（又称预应力弹簧减振器）具有钢弹簧减振器的低频率和阻尼大的双重优点，消除钢弹簧固有的共振振幅现象。该系列产品共29种规格，其中单只荷载15kg-4800kg各类荷载所应对的固有频率，阻尼比。该系列减振器荷载范围广，便于用户选择，固有频率低，隔振效果好，并且结构紧凑，外形尺寸较小，安装
更换方便，使用安全可靠，工作寿命长，对工作环境适应性强。对积极隔振、消极隔振、冲击振动和固体传声的隔离均有明显的效果。是隔离振动降低噪声、治理振动公害、保护环境的理想减振器。
ZT型阻尼弹簧减振器根据安装方式不同可分为三种：1、ZT型减振器上下座面有防滑橡胶垫，对于干扰力较小的动力设备，可直接将ZT型减振器置放于设备的机座下，可任意移动调节重心，勿需固定。
2、ZT-I型为上部固定型。
3、ZT-Ⅱ型为上下均可固定，以适合各种安装需要。
图3 ZT型阻尼弹簧减振器技术参数
参考文献：
[1]邱成悌电子设备结构设计原理
[2]刘栋金属丝阻尼减振器在电子设备隔振系统中的应用
[3]宋立辉车载电子设备振动分析与控制
对合组合碟簧变形量的计算:
p c=4E/1-u2×t3h0/k1D2×k42=
电子设备的隔振技术及减振器选型 1、概述 电子设备受到的机械力的形式有多种，其中危害最大的是振动和冲击，它们引起的故障约占80%。它们造成的破坏主要有两种形式，其一是强度破坏：设备在某一激振频率下产生振幅很大的共振，最终振动加速度所引起的应力超过设备所能承受的极限强度而破坏；或者由于冲击所产生的冲击应力超过设备的极限强度而破坏。其二是疲劳破坏：振动或冲击引起的应力虽远低于材料的强度，但由于长时间振动或多次冲击而产生的应力超过其疲劳极限，使材料发生疲劳损坏。系统的振动特性受三个参数的影响，即质量、刚度和阻尼。对于电子设备的振动和冲击隔离来说，隔振系统的质量一般是指电子设备的质量，而刚度和阻尼则由设备的支撑装置提供。在机械环境的作用下，尤其是在舰船、坦克、越野车辆、飞机等运载工具中，设备及其内部的电子器件、机械结构等都难以承受振动冲击的干扰。 表1各种运载工具振动、冲击和离心加速度参数 2
为了减少或防止振动与冲击对电子设备的影响，通常采取两种措施：a) 通过材料选用和合理的结构设计，增强设备及元器件的耐振动耐冲击能力；b) 在设备或元器件上安装减振器，通过隔离振动与冲击，有效地减少振动与冲击对电子设备的影响。 2、隔振技术 2.1 隔振 隔振就是通过在设备或器件上安装减振装置，隔离或减少它们与外界间的机械振动传递。 在电子设备与基础之间安装弹性支承即减振器，以减少基础的振动对电子设备的影响程度，使电子设备能正常工作或不受损坏；这种对电子设备采取隔离的措施，称为被动隔振。一般情况下，仪器及精密设备的隔振都是被动隔振。 被动隔振系数： 振动来自基础，其运动用U=U o Si n(? t)表示，也是周期振动。被动隔振也可用隔振系数n表示其隔振效果，它的含义是被隔离的物体振幅与基础振幅之比(或是振动速度幅值、加速度幅值的比值) ，可用下式计算： n = X。/ U O ={[1+4 E 2(f / f o) 2 f / f o) 2 ] 2 + 4 2(f/f o) 2} °'5 (1) 式中X O——物体的垂向振幅(m); U o——基础的垂向振幅(m)。 式中f――振动力的频率(H z); f o――隔振系统的固有频率（H Z）； k——隔振器的刚度（N/ m）;
隔振理论的要素及隔振设计方法 采用隔振技术控制振动的传递是消除振动危害的重要途径。 隔振分类 1、主动隔振 对于本身是振源的设备，为了减少它对周围的影响，使用隔振器将它与基础隔离开来，减少设备传到基础的力称为主动隔振，也称为积极隔振。 2、被动隔振 对于允许振幅很小，需要保护的设备，为了减少周围振动对它的影响，使用隔振器将它与基础隔离开来，减少基础传到设备的振动称为被动隔振，也称消极隔振。 隔振理论的基本要素 1、质量m（Kg）指作用在弹性元件上的力，也称需要隔离构件（设备装置）负 载的重量。 2、弹性元件的静刚度K（N/mm） 在静态下作用在弹性元件上的力的增量T与相应位移的增量δ之比称为刚度 K=T（N）/δ（m）。如果有多个弹性元件，隔振器安装在隔振装置下，其弹性元件的总刚度计算方法如下： 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件并联安装在装置下其总刚度K=K1+K2+K3+…+Kn。 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件串联安装在装置下其总刚
度1/K=（1/K1）+ （1/K2） + （1/K3） +（…） + （1/Kn）。 3、弹性元件的动刚度Kd。对于橡胶隔振器，它的动刚度值与隔振器橡胶硬度的 高低，使用橡胶的品种有关，一般的计算办法是该隔振器的静刚度乘以动态 系数d，动态系数d按下列选取： 当橡胶为天然胶，硬度值Hs=40-60，d=1.2-1.6 当橡胶为丁腈胶，硬度值Hs=55-70，d=1.5-2.5 当橡胶为氯丁胶，硬度值Hs=30-70，d=1.4-2.8 d的数值随频率、振幅、硬度及承载方式而异，很难获得正确数值，通常只 考虑橡胶硬度Hs=40°-70°。按上述范围选取，Hs小时取下限，否则相反。 4、激振圆频率ω（rad/s） 当被隔离的设备（装置）在激振力的作用下作简谐运动所产生的频率，激振力可视为发动机或电动机的常用轴速n 其激振圆频率的计算公式为ω=（n/60）×2π n—发动机（电动机）转速n转/分 5、固有圆频率ωn（rad/s） 质量m的物体作简谐运动的圆频率ωn称固有圆频率，其与弹性元件（隔振器）刚度K的关系可由下式计算：ωn（rad/s）=√K（N/mm）÷m（Kg） 6、振幅A（cm） 当物体在激振力的作用下作简谐振动，其振动的峰值称为振幅，振幅的大小按 下列公式计算：A=V÷ω V—振动速度cm/s ω—激振圆频率，ω=2πn÷60（rad/s）
汽车减振器的选型设计 东风汽车工程研究院陈耀明 2010年11月12日
目录 一、汽车减振器的作用和功能---------------------------4 1、减振器的作用--------------------------------------4 2、减振器的功能--------------------------------------4 （1）对自然振动--------------------------------------4 （2）对强迫振动--------------------------------------6 二、汽车减振器选型设计的任务-------------------------8 三、汽车减振器额定阻力和工作缸直径的选择-------------9 1、线性减振器的阻尼特性------------------------------9 2、实际减振器的非线性--------------------------------9 3、减振器示功试验的标准规范-------------------------10 4、悬架系统相对阻尼系数与减振器阻尼系数的关系-------11 5、计算额定阻力-------------------------------------12 6、选择减振器工作缸直径-----------------------------13 四、验算悬架系统在各种工况下的振动特性--------------14 五、减振器行程和长度的确定--------------------------14 1、减振器最大压缩（上跳）行程-----------------------14
汽车减振器的选型设计
目录 一、汽车减振器的作用和功能---------------------------4 1、减振器的作用--------------------------------------4 2、减振器的功能--------------------------------------4 （1）对自然振动--------------------------------------4 （2）对强迫振动--------------------------------------6 二、汽车减振器选型设计的任务-------------------------8 三、汽车减振器额定阻力和工作缸直径的选择-------------9 1、线性减振器的阻尼特性------------------------------9 2、实际减振器的非线性--------------------------------9 3、减振器示功试验的标准规范-------------------------10 4、悬架系统相对阻尼系数与减振器阻尼系数的关系-------11 5、计算额定阻力-------------------------------------12 6、选择减振器工作缸直径-----------------------------13 四、验算悬架系统在各种工况下的振动特性--------------14 五、减振器行程和长度的确定--------------------------14 1、减振器最大压缩（上跳）行程-----------------------14
4.7减振器机构类型及主要参数的选择计算 4.7.1分类 悬架中用得最多的减振器是内部充有液体的液力式减振器。汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻力，将振动能量转变为热能，并散发到周围空气中去，达到迅速衰减振动的目的。如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或者是在伸张行程进行，则把这种减振器称之为单向作用式减振器，反之称之为双向作用式减振器。后者因减振作用比前者好而得到广泛应用。 根据结构形式不同，减振器分为摇臂式和筒式两种。虽然摇臂式减振器能够在比较大的工作压力(10—20MPa)条件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨损和工作温度变化的影响大而遭淘汰。筒式减振器工作压力虽然仅为2.5～5MPa ，但是因为工作性能稳定而在现代汽车上得到广泛应用。筒式减振器又分为单筒式、双筒式和充气筒式三种。双筒充气液力减振器具有工作性能稳定、干摩擦阻力小、噪声低、总长度短等优点，在轿车上得到越来越多的应用。 设计减振器时应当满足的基本要求是，在使用期间保证汽车行驶平顺性的性能稳定。 4.7.2相对阻尼系数ψ 减振器在卸荷阀打开前，减振器中的阻力F 与减振器振动速度v 之间有如下关系 v F δ= (4－51) 式中，δ为减振器阻尼系数。 图4—37b 示出减振器的阻力－速度特性图。该图具有如下特点：阻力－速度特性由四段近似直线线段组成，其中压缩行程和伸张行程的阻力－速度特性各占两段；各段特性线的斜率是减振器的阻尼系数v F /=δ，所以减振器有四个阻尼系数。在没有特别指明时，减振器的阻尼系数是指卸荷阀开启前的阻尼系数而言。通常压缩行程的阻尼系数Y Y Y v F /=δ与伸张行程的阻尼系数S S S v F /=δ不等。 图4—37 减振器的特性 a) 阻力一位移特性 b)阻力一速度特性 汽车悬架有阻尼以后，簧上质量的振动是周期衰减振动，用相对阻尼系数ψ的大小来评定振动衰减的快慢程度。ψ的表达式为 s cm 2δ ψ= (4－52)
减振器选型设计计算书 一、减振器阻力的计算 1. 相对阻尼系数Ψ的选择 对于空气悬架，取Ψ=0.25～0.35，取Ψ=0.3 2. 减振器阻力系数γ的计算 CM ψ=2γ= 14181 式中：C 悬架系统垂直刚度（为： 139667 N/m ） M 悬架的簧载质量（为： 4000 Kg ） 3. 减振器阻力F 的计算 n v F ?=γ= 7374 N 式中：v=0.52m/s 减振器活塞运动速度,(通常在v=0～1.0m/s 的范围内取n=1) 为了减小路面不平传递给车身的冲击，减振器拉伸行程和压缩行程的阻力Fr 和Fc 取值有所不同，一般按下式计算： F F F c r =+ 拉伸行程阻力F Fr 8.0~7.0==0.8F = 5899 N , 压缩行程阻力F Fc 2.0== 1475 N 减振器的复原阻力P f =5899±1160 N ，压缩P y =1475±276N 二、减振器结构参数的计算 1、缸筒的设计计算 根据拉伸行程的最大阻力Fr 计算工作缸直径D []) 1(42λπ-=p F D r = 47～57 （1.1） 式中，[]p 为工作缸最大允许压力，取3～4Mpa ；λ为连杆直径与缸筒直径之比，双筒式减振器取λ＝0.40～0.50; 减振器的工作缸直径D 有20、30、40、（45）、50、65mm 等几种。选取时应按标准选用。取D=Φ50mm ，壁厚取为,2.5mm ，工作缸外径为Φ55mm, 材料选35#冷拔精密无缝钢管 贮油缸直径c D ＝（1.35～1.50）D ，壁厚取为3mm ，材料选Q235直缝焊管。 c D =Φ70mm ，贮油缸外径取Φ76mm
橡胶隔振设计指导 设计和选用的原则： 优先选用标准产品，对于一些有特殊要求而又无标准的产品，则可根据需要自行隔振 设计。 隔振设计主要流程： 1)输入：隔振系统固有频率和减振装置刚度的要求，输出：减振装置的形状和几何 尺寸； 2)输入：系统通过共振区的振幅要求，输出：阻尼系数或阻尼比； 3)输入：隔振系统所处的环境和使用期限，输出：橡胶的材料。 隔振设计原则： 结构紧凑、材料适宜、形状合理、尺寸尽量小以及隔振效率高。具体设计和选用时， 还应注意以下因素： 1)载荷特点：确保支撑物的重心与支撑点中心重合，载重后的支撑面与基础面平行。 很多零件支撑大多采用几何对称布置，而设备的重心却往往偏离几何对称轴，设计时需将该偏差考虑进去。在设计和选用减振器时，不仅要考虑总重量，还应考虑各支撑部位的重力大小，以确定每个减振器的实际承载量，使产品安装减振器后，其安装平面与基础平行。 2)减振装置的总刚度应满足隔振系数的要求。此外，无论产品的支撑布置是否与几 何中心对称，均应使各支撑部位的减振装置刚度对称于系统的惯性主轴。 3)减振装置的总阻尼既要考虑系统通过共振区时对振幅的要求，也要考虑隔振区隔 振效率，尤其是在频率较高时对振动衰减的要求。 减振装置设计： 橡胶减振器是以橡胶作为减振器的弹性元件，以金属作为支撑骨架，故称为橡胶一金 属减振器。这种减振器由于使用橡胶材料，因而阻尼较大，对高频振动的能量吸收尤为显著，当振动频率通过共振区时，也不至产生过大的振幅。橡胶能承受瞬时的较大 形变，因此能承受冲击力，缓冲性能较好。这种减振器采用天然橡胶，受温度变化大，当温度过高时，表面会产生裂纹并逐渐加深，最后失去强度。此外，天然橡胶耐油性差，对酸性和光等反应敏感，容易老化。近年来化工技术的发展，人工橡胶使其工作
脉动阻尼器 脉动阻尼器是一种用于消除管道内液体压力脉动或者流量脉动的压力容器。可起到稳定流体压力和流量、消除管道振动、保护下游仪表和设备、增加泵容积效率等作用。 脉动阻尼器的原理主要有两种。 1.气囊式：利用气囊中惰性压缩气体的收缩和膨胀来吸收液体的压力或者流量脉动， 此类脉动阻尼器适用于脉动频率小于7Hz的应用，因为如果频率太高则膜片或气囊来不及响应，起不到消除脉动的效果； 2.无移动部件式：利用固体介质直接拦截流体从而达到缓冲压力脉动或流量脉动的效果，此类脉动阻尼器适用于高频脉动的应用。 脉动阻尼器分类： 1.按照缓冲介质分类： 分为压缩惰性气体缓冲式和无移动部件式，其中压缩惰性气体缓冲式又分为膜片式和气囊式等，无移动部件式分为金属结构式和陶瓷结构式等： 分为三元乙丙橡胶、丁纳橡胶、氟橡胶、聚四氟、金属、陶瓷等内部材质类型； 分为单孔式和双孔式； 分为直通式和非直通式； 消除管道振动；减小压力脉动；减小流量浮动；保护下游仪器和设备；装在泵的前端，增加泵的容积效率，提高输出功率。 选择适合的脉动阻尼器，应首先根据现场实际情况和工艺要求确定所需达到的脉动消除率指标，然后根据此技术指标进行定量选型。 准确的脉动阻尼器选型应根据流量、压力、泵类型、泵转速、泵缸数、泵相位差（多级泵）、脉动消除率、应用目的、管道流体成分、管道流体密度、管道流体粘度、管道流体温度等参数综合计算和分析后确定。 通过以上参数，关键需要计算出流体的脉冲量（即1次脉冲所输送的液体体积）和脉动频率。再结合脉动消除率指标，即可初步计算出所需要的脉动阻尼器类型和容积。
例如，要求残余脉动控制在10%以内、脉冲量为1升/次、脉动频率为2次/秒，则脉动阻尼器可选用膜片式或气囊式，容积至少为10升。 根据客户不同的实际应用，最高可以达到99.9%以上的脉动消除率，即残余脉动控制在0.1%以内。 例如：用于消除管道振动推荐残余压力脉动控制在3%以内； 用于保证涡街流量计精度则推荐残余流量脉动控制在0.75%以内。 脉动阻尼器是一种压力容器，由于材料、制造技术及实际应用的限制，脉动阻尼器一般承压在500公斤/平方厘米左右（特殊应用也可以更高），耐温大约数百摄氏度。
1、隔振理论的要素及隔振设计方法
隔振理论的要素及隔振设计方法采用隔振技术控制振动的传递是消除振动危害的重要途径。 隔振分类 1、主动隔振 对于本身是振源的设备，为了减少它对周围的影响，使用隔振器将它与基础隔离开来，减少设备传到基础的力称为主动隔振，也称为积极隔振。 2、被动隔振 对于允许振幅很小，需要保护的设备，为了减少周围振动对它的影响，使用隔振器将它与基础隔离开来，减少基础传到设备的振动称为被动隔振，也称消极隔振。 隔振理论的基本要素 1、质量m（Kg）指作用在弹性元件上的力，也称需要隔离构件（设备装置）负 载的重量。 2、弹性元件的静刚度K（N/mm） 在静态下作用在弹性元件上的力的增量T与相应位移的增量δ之比称为刚度 K=T（N）/δ（m）。如果有多个弹性元件，隔振器安装在 隔振装置下，其弹性元件的总刚度计算方法如下： 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件并联安装在装置下其总刚度K=K1+K2+K3+…+Kn。 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件串联安装在装置下
其总刚度1/K=（1/K1）+ （1/K2） + （1/K3） +（…） + （1/Kn）。 3、弹性元件的动刚度Kd。对于橡胶隔振器，它的动刚度值与隔振器橡胶硬度的 高低，使用橡胶的品种有关，一般的计算办法是该隔振器的静刚度乘以动态系数d，动态系数d按下列选取： 当橡胶为天然胶，硬度值Hs=40-60，d=1.2-1.6 当橡胶为丁腈胶，硬度值Hs=55-70，d=1.5-2.5 当橡胶为氯丁胶，硬度值Hs=30-70，d=1.4-2.8 d的数值随频率、振幅、硬度及承载方式而异，很难获得正确数值，通常只考虑橡胶硬度Hs=40°-70°。按上述范围选取，Hs小时取下限，否则相反。 4、激振圆频率ω（rad/s） 当被隔离的设备（装置）在激振力的作用下作简谐运动所产生的频率，激振力可视为发动机或电动机的常用轴速n 其激振圆频率的计算公式为ω=（n/60）×2π n—发动机（电动机）转速n转/分 5、固有圆频率ωn（rad/s） 质量m的物体作简谐运动的圆频率ωn称固有圆频率，其与弹性元件（隔振器）刚度K的关系可由下式计算：ωn（rad/s）=√K（N/mm）÷m（Kg） 6、振幅A（cm） 当物体在激振力的作用下作简谐振动，其振动的峰值称为振幅，振幅的大小按下列公式计算：A=V÷ω V—振动速度cm/s ω—激振圆频率，ω=2πn÷60（rad/s） 7、隔振系数η（绝对传递系数）
减振器设计选型与质量检验标准规范实用手册作者：刘俞铭 出版社：北方工业出版社2006年10月出版册数规格：全二卷16开精装 定价：￥568元优惠价：￥280元 详细目录 第一篇减振器基础知识 第一章减振概述 第二章减振试验 第三章减振器性能描述 第二篇减振器设计选型概论 第一章减振器参数设计的基本理论 第二章减振器阻尼参数的设计基础 第三章减振器阻力特性的计算与分析 第四章减振器的选型设计 第三篇橡胶减振器设计选型 第一章橡胶减振器特性 第二章简便橡胶减振器设计选型 第三章组合式橡胶减振器设计选型
第四篇弹簧减振器设计选型 第一章螺旋弹簧减振器设计选型 第二章异形弹簧减振器设计选型 第五篇流体减振器设计选型 第一章油液减振器设计选型 第二章空气减振器设计选型 第六篇转子减振器设计选型 第一章平衡减振器设计选型 第二章阻尼减振器设计选型 第七篇轴承减振器设计选型 第一章弹性轴承减振器设计选型 第二章油膜轴承减振器设计选型 第八篇铁路机车车辆液压减振器设计选型第一章液压减振器设计选型 第二章柯尼减振器设计选型 第三章迪斯潘减振器设计选型 第四章萨克斯减振器设计选型 第五章国外其他减振器设计选型 第六章国产减振器设计选型
第九篇导管和螺栓的减振和抗振 第一章导管的减振 第二章螺栓的减振 第十篇减振器的性测试 第一章测试系统的组成 第二章测试内容和方法 第三章减振器试验台 第十一篇减振器的检修 第一章提高检修质量的重要性和措施 第二章减振器检修方法 第三章柯尼减振器的检修 第四章迪斯潘减振器的检修 第五章萨尼斯减振器的检修 第十二篇减振器质量检修标准规范 第一章GB/T14654－1993弹性阻尼簧片减振器 第二章GB/T16305－1996扭转振动减振器 第三章GB/T13437－1992扭转振动减振器特性描述 第四章JG/T60－1999振动压路机用橡胶减振器技术条件 第五章JB/T8582.5－2001农用运输车减振器 第六章JB/T8132－1999弹簧减振器 第七章QC/T491－1999减振器汽车筒式尺寸系列及技术条件
设备基础隔振设计探讨 摘要：本文对设计中常用的几种设备基础隔振方式进行了简要探讨，指出其优劣，以便在以后的设计中合理的选择隔振方式 关键词：隔振排桩设备基础 Abstract: in this paper, the design of the equipment used in several basic way of vibration isolation are discussed briefly, points out the advantages and disadvantages, so that the design of the later in the choice of reasonable way of vibration isolation Keywords: isolation row pile foundation equipment 1、引言 随着社会的进步和发展，机械加工行业已经进入精密和超精密时代。精密仪器是现代工业生产、检测和科学实验的关键设备，然而当环境中振动的影响过大时，会造成设备加工质量达不到规定要求，或者仪器检测和实验数据不准，这都将导致严重的后果。设备隔振主要分为两种，一种是对振动敏感的机器和设备，这类设备隔振的主要目的是保证在给定外部激励时，设备或其它关键区域（如精密制造设备中工件和工具之间、或设备哥元件之间）的相对振动不超过允许的极限值。典型代表如精密机床、坐标测量仪等；另外一种是本身为振源的机器和设备，这类设备隔振的主要目的是将传递到基础的动态作用力减低到允许值以下。典型代表如锻锤、水压机等产生冲击力的设备或激振器等振动频谱成分复杂的机器。[1] 这些动力设备虽经过静、动平衡，但仍有不平衡力存在，它们通过设备基础传递到地基上去，不仅会影响周围工作人员的工作和情绪，还会影响周围机器的正常运行。因此，解决设备基础的振动控制问题具有重要意义。 2、隔振沟 隔振沟是针对沿地基浅表水平传播的振动隔离的一种通用方法，当振动波在传播过程中遇到该屏障时，根据波的衍射作用，会在隔振沟后出现一个地面振动幅度相对降低的屏蔽区，从而达到屏蔽区削振的目的。影响隔振沟隔振效果的因素主要包括隔振沟的宽度、深度以及隔振沟距离动力设备之间的距离。 2.1 根据李建波等研究报告，0.5m与1.2m隔振沟宽度的对比显示，宽度对于隔振效果影响不大，太宽的隔振沟会缩小车间空间对与工艺设备的布置产生不利影响。因此在设备基础设计时，一般可选择隔振沟宽度为100-200mm。
减震器结构分析 一、设计背景 随着科技的进步，机器人逐渐的进入了我们的生活，机器人节省了很多人力，成为了非常方便的家庭助手。机器人是一种可以输入编程控制其运动和多功能的，机器人可以用来搬运材料、一些零件、使用工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门执行系统。它是人工智能控制技术的综合试验机器，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究机器人它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。不过机器人毕竟是机器，运动过程中会出现一些颠簸的状态，长时间会影响其工作效率。所以在机器人运动会的对话要考虑到在其运动过程中在利用机器人的时候要考虑它的减震效果，在考虑减震效果的同时，还要保证不能影响机器人的正常运动，不能给机器人增加载荷，通过对现在科技的考虑，并且还有机器人运动过程中所会产生的一些不定性因素，系统错误，外观损坏等，考虑这些因素，本次设计了一种减震机构，可以减少机器运动时的损坏，很好的保护机器人的运动状态，降低维修成本。本文设计了一种避震机构，可以有效的减少机器人工作时的颠簸状况，节省下维修机器人的人力与物力。 二、设计思路 机器人是一个可以通过输入程序自主运动的机器，机器人的运动具有很大的灵活性，并且机器人的运动有时可以像人一样自由，对
于一些情况下非常方便使用，不过机器人结构比较复杂，如果损坏维修也比较困难，机器人的损坏包括内在因素和外部与因素，内在因素无非就是一些系统出错，外部因素是摔倒，颠簸等。对于外部因素，可以考虑让机器人运动更加稳定和减少颠簸，所以就想出了设计一种假期人减震器。在本次的避震器结构设计中，同时设计避震器时要考虑到不能干涉机器人的正常工作，所以对于机器人的驱动装置的选择尤为重要。现代机器人普遍使用和人类一样的过不来的方式，两手两脚。但是人类的灵活性是机器人模仿不来的，机器人的关节多，控制系统就越复杂，运动反应就会相对来说迟缓一点，并且损坏率也大一点。通过这些因素，可以想到轮子的来代替机器人的双脚，现在社会轮子产品很流行，因为轮子运动相对来说平稳，即使受到大的颠簸也可以保持正常的运动状态。通过搜索资料，可以发现全向轮适合机器人，所以本次的运动机构选择全向轮。接下来分析全向轮的一些特性及选择依据，全向轮不仅能够在愈多不同的地方移动和许多不同的方向移动，可以发现左右车轮的小光盘将全力推出，但也将极大的方便横向滑动。全方位轮移动距离和旋转方向，这种方法是很容易的方向控制和跟踪，并尽可能快地转动。全方位轮有种好处，它的优势就是无需润滑或现场维护和安装选项是非常简单和稳定，在避震机构中加入万向轮可以保证机器人运动的灵活性和平稳性。全向轮的材料为钢材，其减震效果需要进行改善，所以要在全向轮的机构处增加一个减震机构，减震机构的回弹效果不能太明显，要尽量在小范围的伸缩回弹范围内实现减震效果。减震少不了弹簧，同时也要考虑到弹簧的压
减振器类型及主要参数的选择计算 分类 悬架中用得最多的减振器是内部充有液体的液力式减振器。汽车车身和车轮振动时,减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻力,将振动能量转变为热能,并散发到周围空气中去,达到迅速衰减振动的目的。如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或者是在伸张行程进行,则把这种减振器称之为单向作用式减振器,反之称之为双向作用式减振器。后者因减振作用比前者好而得到广泛应用。 根据结构形式不同,减振器分为摇臂式和筒式两种。虽然摇臂式减振器能够在比较大的工作压力(10—20MPa条件下工作,但由于它的工作特性受活塞磨损和工作温度变化的影响大而遭淘汰。筒式减振器工作压力虽然仅为2.5~5MPa ,但是因为工作性能稳定而在现代汽车上得到广泛应用。筒式减振器又分为单筒式、双筒式和充气筒式三种。双筒充气液力减振器具有工作性能稳定、干摩擦阻力小、噪声低、总长度短等优点,在轿车上得到越来越多的应用。 设计减振器时应当满足的基本要求是,在使用期间保证汽车行驶平顺性的性能稳定。 4.7.2相对阻尼系数ψ 减振器在卸荷阀打开前,减振器中的阻力F 与减振器振动速度v 之间有如下关系v F δ= (4-51 式中,δ为减振器阻尼系数。 图4—37b 示出减振器的阻力-速度特性图。该图具有如下特点:阻力-速度特性由四段近似直线线段组成,其中压缩行程和伸张行程的阻力-速度特性各占两段;各段特性线的斜率是减振器的阻尼系数v F /=δ,所以减振器有四个阻尼系数。在没有特
别指明时,减振器的阻尼系数是指卸荷阀开启前的阻尼系数而言。通常压缩行程的阻尼系数Y Y Y v F /=δ与伸张行程的阻尼系数S S S v F /=δ不等。 图4—37 减振器的特性 a 阻力一位移特性 b阻力一速度特性 汽车悬架有阻尼以后,簧上质量的振动是周期衰减振动,用相对阻尼系数ψ的大小来评定振动衰减的快慢程度。ψ的表达式为 s cm 2δψ= (4-52 式中,c 为悬架系统垂直刚度;s m 为簧上质量。 式(4-52表明,相对阻尼系数ψ的物理意义是:减振器的阻尼作用在与不同刚度c 和不同簧上质量s m 的悬架系统匹配时,会产生不同的阻尼效果。ψ值大,振动能迅速衰减,同时又能将较大的路面冲击力传到车身;ψ值小则反之。通常情况下,将压缩行程时的相对阻尼系数Y ψ取得小些,伸张行程时的相对阻尼系数S ψ取得大些。两者之间保持Y ψ =(0.25~0.50 S ψ的关系。
隔振理论的要素及隔振设计方法采用隔振技术控制振动的传递就是消除振动危害的重要途径。 隔振分类 1、主动隔振 对于本身就是振源的设备,为了减少它对周围的影响,使用隔振器将它与基础隔离开来,减少设备传到基础的力称为主动隔振,也称为积极隔振。 2、被动隔振 对于允许振幅很小,需要保护的设备,为了减少周围振动对它的影响,使用隔振器将它与基础隔离开来,减少基础传到设备的振动称为被动隔振,也称消极隔振。 隔振理论的基本要素 1、质量m(Kg)指作用在弹性元件上的力,也称需要隔离构件(设备装置)负载的 重量。 2、弹性元件的静刚度K(N/mm) 在静态下作用在弹性元件上的力的增量T与相应位移的增量δ之比称为刚度 K=T(N)/δ(m)。如果有多个弹性元件,隔振器安装在隔振装置下,其弹性元件的总刚度计算方法如下: 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件并联安装在装置下其总刚度K=K1+K2+K3+…+Kn。 如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件串联安装在装置下其总刚度1/K=(1/K1)+ (1/K2) + (1/K3) +(…) + (1/Kn)。
3、弹性元件的动刚度Kd。对于橡胶隔振器,它的动刚度值与隔振器橡胶硬度的 高低,使用橡胶的品种有关,一般的计算办法就是该隔振器的静刚度乘以动态系数d,动态系数d按下列选取: 当橡胶为天然胶,硬度值Hs=40-60,d=1、2-1、6 当橡胶为丁腈胶,硬度值Hs=55-70,d=1、5-2、5 当橡胶为氯丁胶,硬度值Hs=30-70,d=1、4-2、8 d的数值随频率、振幅、硬度及承载方式而异,很难获得正确数值,通常只考虑橡胶硬度Hs=40°-70°。按上述范围选取,Hs小时取下限,否则相反。4、激振圆频率ω(rad/s) 当被隔离的设备(装置)在激振力的作用下作简谐运动所产生的频率,激振力可视为发动机或电动机的常用轴速n 其激振圆频率的计算公式为ω=(n/60)×2π n—发动机(电动机)转速n转/分 5、固有圆频率ωn(rad/s) 质量m的物体作简谐运动的圆频率ωn称固有圆频率,其与弹性元件(隔振器)刚度K的关系可由下式计算:ωn(rad/s)=√K(N/mm)÷m(Kg) 6、振幅A(cm) 当物体在激振力的作用下作简谐振动,其振动的峰值称为振幅,振幅的大小按下列公式计算:A=V÷ω V—振动速度cm/s ω—激振圆频率,ω=2πn÷60(rad/s) 7、隔振系数η(绝对传递系数) 隔振系数指传到基础上的力F T与激振力F O之比,它就是隔振设计中一个主要
减振器设计和选用 (1)设计和选用的原则在电子设备的隔振设计中，应尽量选用已颁布的标准产品，对于一些有特殊要求而又无标准的产品，则可根据需要自行设计减振器。 设计减振器要考虑的主要因素是：①根据对隔振系统固有频率和减振器刚度的要求，决定减振器的形状和几何尺寸。②根据对系统通过共振区的振幅要求，决定阻尼系数或阻尼比。③根据隔振系统所处的环境和使用期限，选取弹性元件的材料以及阻尼材料。 设计和选用减振器的一般原则是：结构紧凑、材料适宜、形状合理、尺寸尽量小以及隔振效率高。具体设计和选用时，还应注意以下因素： ①载荷特点。例如，电子设备的支撑大多采用几何对称布置，而设备的重心却往往偏离几何对称轴。在设计和选用减振器时，不仅要考虑总重量，还应考虑各支撑部位的重力大小，以确定每个减振器的实际承载量，使产品安装减振器后，其安装平面与基础平行。 ②减振器的总刚度应满足隔振系数的要求。此外，无论产品的支撑布置是否与几何中心对称，均应使各支撑部位的减振器刚度对称于系统的惯性主轴。 ③减振器的总阻尼既要考虑系统通过共振区时对振幅的要求，也要考虑隔振区隔振效率，尤其是在频率较高时对振动衰减的要求。 (2)橡胶减振器是以橡胶作为减振器的弹性元件，以金属作为支撑骨架，故称为橡胶一金属减振 器。这种减振器由于使用橡胶材料，因而阻尼较大，对高频振动的能量吸收尤为显著，当振动频率通过共振区时，也不至产生过大的振幅。橡胶能承受瞬时的较大形变，因此能承受冲击力，缓冲性能较好。这种减振器采用天然橡胶，受温度变化大，当温度超过60 aC，表面会产生裂纹并逐渐加深，最后失去强度。此外，天然橡胶耐油性差，对酸性和光等反应敏感，容易老化。近年来化工技术的发展，人工橡胶使其工作性能大大提高，如有多种可在油中使用的改性橡胶，出现了使用温度可在1 00℃以上的改性橡胶。 常用的橡胶减振器有JP型和JW型，性能基本相同，仅结构外形上有区别。这两种减振器额定载荷范围是45～1 5 7.5 N，在常温和额定负荷下，垂直方向静压缩位移为1.2～2.0 mm，其固有频率可查表求出。 ①硬度：用于减振器的橡胶肖氏硬度范围为30 - 700 胶的疲劳现象不明显。实验表明，经3 0万次振动后，其 弹性模量几乎没有变化。 ②温度：橡胶材料对温度比较敏感，在不同的温度下橡胶的弹性模量会发生变化。当电子设备及其隔振系统的温度变化范围较宽时，尤其要注意当弹性模量改变时对隔振性能的影响。橡胶材料的弹性模量通常是在常温下给出的，如果产品的环境温度交化较大，在计算弹性模量或刚度时，应将求得的参数乘上温度影响系数，，所得修正参数才是橡胶材料在实际环境中的性能参数。．然后根据材料受温度影响的程度，判断其是否适应产品在不同环境中的使用要求。 ’③形状系数：弹性模量与橡胶的相对变形和外形尺寸有关。根据橡胶的使用状态，将其表面分为约束面与自由面。约束面为加载面，在加载过程中，该面不变形；自由面是非加载面，该面在加载时产生变形。约束面积与自由面积两者的比值称为形状系数。 相同的橡胶材料，形状系数不同其性才量也不同。在实验中，将测量所得的与形状系数有关的弹性模量称为表观弹性模量。 形状系数越大，则橡胶的总硬度越大。当橡胶减振器形状不太复杂时，其弹簧刚度可直接用计算方法求得。当形状复杂时，一般是将其分解成若干简单形状，分别求出各简单形状的刚度值，然后组合成减振器的刚度。 橡胶减振器的选用原则为：①由电子设备的使用场合及运载工具，可以明确其所承受机械因素的性质和大小，如振动频率、加速度和冲击加速度等。②由电子设备的使用温度条件，可以明确所需减振器的工作条件。如一般橡胶减振器的工作温度为一40～80℃。过冷橡胶硬化，过热则橡胶软化。③由电子设备的外形、尺寸、重量和重心位置等，可以决定布置减振器的位置，并确定支撑点（设备上固定减振器的点）数量。 (3)金属弹簧减振器金属弹簧减振器对环境条件反应不敏感，适用于恶劣环境，如高温、高寒和油污等；工作性能稳定，不易老化；刚度变化范围宽，不但能做得非常柔软，也能做得非常刚硬。其缺点是阻尼比很小，因此，必要时还应另加阻尼器或在金属减振器中加入橡胶垫层和金属丝网等。金属弹簧减振器一般未标准化，需要时可参考相关技术资料根据具体条件来设计。
减振器设计原则 常用的减震器有金属弹簧减振器和橡胶减振器。前者特点是，性能稳定、承载力大、固有频率低（小于５Ｈｚ）、阻尼系数小、水平刚度小、可传递高频噪声；后者阻尼系数大、利于越过共振区、对三方向均有吸收、降低高频噪声较好、成型简单、加工方便、承载能力低、适用温度－４０℃—７０℃，寿命五年左右。装载机普遍采用的是橡胶减振器。 减振器设计一般原则 ①确定减震器刚度的原则 发动机的振动具有前后、左右、上下、横摆、俯仰和侧倾（沿Ｘ、Ｙ、ｚ方向位移及绕三轴的旋转）等６个自由度，弹性支承布置应考虑６个自由度，在弹性支承（减振垫）布置时，主要应考虑干扰力的方向、设备的重心及弹性支承布置的几何尺寸。当干扰力通过设备的重心，且方向为垂直时，只要将弹性支承（减振垫）布置按重心对称布置，使弹性支承布置受力相等。当干扰力频率大于设备与弹性支承布置组成的隔振系统的固有频率时，设备周围的环境就获得了良好的隔振效果。当被支承物质量分布不均匀、弹性支承布置无法按重心对称分布时，可以采用同一型号但刚度不同的减振垫，使离重心近的减振垫有较大的刚度，离重心远的减振垫有较小的刚度，而使各个减振垫产生的合反力与被支承物的重心一致。 ②发动机和变速器总成减振垫的稳定性也是选择减振垫设计方案的一个重要因素，确保系统稳定的依据是系统振动模态的最小固有频率小于某一频率值。 ③为确保减振垫有足够的静承载能力以满足装载机动力传动系统对其使用寿命的要求，在选择减振垫合适的刚度的同时，还必须要保证其额定静承载能力。 分享转向架悬挂系统的结构和参数对机车车辆运行平稳性有着决定性的影响，因此，悬挂系统的设计就成为转向架设计中的一项重要内容。客车转向架悬挂系统通常由弹性元件（各种型式的弹簧）和减振器两部分组成。其中减震器结构和参数设计的主要内容如下：（1）阻尼特性的选择。根据减振器的安装部位和被衰减振动的性质来确定其阻尼特性：通常对一系和二系悬挂（垂向和横向）选用对称的线性阻尼特性；对抗蛇行减震器和车体间的纵向减振器选用摩擦型阻尼特性。 （2）端部弹性连接结构的选型。根据减震器两端相对运动的形式和受力大小选择端部连接结构的型式和规格。 （3）活塞行程及外部尺寸的确定。根据减振器所在的部位，考虑最不利的运动工况，对其两端作运动学分析从而来确定活塞的最大行程，再根据所选用减震器的品牌、型号及其固定结构尺寸来确定减振器的安装长度，其直径则从系列尺寸中选取。根据这些尺寸可进行减震器空间位置的布置。 （4）阻尼率（系数）的设计计算。悬挂系统设计中有两项参数最重要：一是弹簧
车载电子设备减振和冲击的危害以及减震器的选择 电子装备收到的机械力的形式有多种，其中危害最大的是振动和冲击，它们引起的故障约占80%。设备主要破坏的形式在某一激振频率作用下产生共振，超出装备所能承受的极限值。 车载电子设备一般安放在机柜内，主要依靠机柜减震系统的减震缓冲作用。目前对高1.2米以上机柜，减震器的安装方式已经标准化，即在设备底部安装四只减震器，后背上部安装两只背架式减震器，如下图所示： 背架式机柜减振系统存在偶联自由度，抗共振设计和解耦设计是背架式减振系统要解决的两大问题。 1、机柜减振系统 抗共振设计和解耦设计是背架式机柜减振系统要解决的两大问题。为防止减振系统过大的共振传递率对设备的损坏，在实际应用中，我们应优先选用振动传递率小、固有频率低的减震器来抑制机柜的共振 对机柜减震器采用重心安装方式，可避免耦合振动。但在实际工作中，这种安装方式难以实现。为使机柜减振系统具有较好的减振效果，要求减振系统的垂向刚度近似为零，且其水平刚度与底部减振器的水平刚度匹配。 减振器的选择： 目前常用的车用机柜减振器有四类：E型减振器，钢丝绳减振器，无谐峰减振器，复合阻尼减振器，优缺点如下： a)E型减振器：静变形较小，安装方便，比较适合方舱和厢体内部安装，但固有频率高（需 要做抗共振） b)钢丝绳减振器：刚度具有渐软的非线性特性，传递率低，能适应多种受力状态，主要适 合壁式安装。
c)无谐振峰减振器：减振及隔冲效果好，无共振放大，寿命长，但载荷必须在减振器的额 定载荷的20%以内，否则效果会差些。 d)复合阻尼减振器：耐冲击性好，但所需要安装空间 背部减振器的选择： 车载电子设备机柜受到的角加速度较大，底部承受减振器对于水平方向的刚度都较弱，选用背部减振器应遵循以下原则： a)背架减振器的垂向刚度应近似为0，保持机柜垂直方向解耦。 b)水平刚度应关于机柜静平衡位置对称，以消除偶联共振 c)背架减振器应与底部减振器刚度阻尼特性相匹配 试验测试表明： 1、E型减振器安装方便，使用简单，减振效果尚可，适用于一般的振动环境 2、无谐振峰减振器减振效果较好，在有较高要求或振动环境较恶劣时，建议优先选用，但 其价格相对要贵；其阻尼调节较困难，不易掌握，低频共振现场不容忽视，。 振动和冲击对电子设备的危害 1、没有附加锁紧装置的接插装置会从插座中跳出，并碰撞其他元器件而造成破坏 2、电真空器件的电极变形、短路、这段；或者由于各电极做过较多的相对运动，产生噪声、 使设备不能正常工作 3、振动引起的弹性元件变形，使具有触电的元件接触不良或开路（电位器，波段开关，插 头） 4、指示灯忽亮忽暗， 5、机壳和基础变形 减振和缓冲的一般措施 1、安装减振器。电子产品的减振和缓冲主要是依靠安装减振器。目前在电子工业中，应用 标准化的橡胶—金属减振器和金属弹簧减振器 2、增强产品和元器件的耐振耐冲击能力
5.2转向器的结构型式选择及其设计计算 根据所采用的转向传动副的不同，转向器的结构型式有多种。常见的有齿轮齿条式、 循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。 对转向其结构形式的选择，主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等来决定， 并要考虑其效率特性、角传动比变化特性等对使用条件的适应性以及转向器的其他性能、寿 命、制造工艺等。中、小型轿车以及前轴负荷小于1.2t 的客车、货车，多采用齿轮齿条式 转向器。球面蜗杆滚轮式转向器曾广泛用在轻型和中型汽车上，例如：当前轴轴荷不大于 2.5t 且无动力转向和不大于4t 带动力转向的汽车均可选用这种结构型式。循环球式转向器 则是当前广泛使用的一种结构，高级轿车和轻型及以上的客车、货车均多采用。轿车、客车 多行驶于好路面上，可以选用正效率高、可逆程度大些的转向器。矿山、工地用汽车和越野 汽车，经常在坏路或在无路地带行驶，推荐选用极限可逆式转向器，但当系统中装有液力式 动力转向或在转向横拉杆上装有减振器时，则可采用正、逆效率均高的转向器，因为路面的 冲击可由液体或减振器吸收，转向盘不会产生“打手”现象。 关于转向器角传动比对使用条件的适应性问题，也是选择转向器时应考虑的一个方面。 对于前轴负荷不大的或装有动力转向的汽车来说，转向的轻便性不成问题，而主要应考虑汽 车高速直线行驶的稳定性和减小转向盘的总圈数以提高汽车的转向灵敏性。因为高速行驶 时，很小的前轮转角也会导致产生较大的横向加速度使轮胎发生侧滑。这时应选用转向盘处 于中间位置时角传动比较大而左、右两端角传动比较小的转向器。对于前轴负荷较大且未装 动力转向的汽车来说，为了避免“转向沉重”，则应选择具有两端的角传动比较大、中间较 小的角传动比变化特性的转向器。 下面分别介绍几种常见的转向器。 5.2.1循环球式转向器 循环球式转向器又有两种结构型式，即常见的循环球-齿条齿扇式和另一种即循环球- 曲柄销式。它们各有两个传动副，前者为：螺杆、钢球和螺母传动副以及落幕上的齿条和摇 臂轴上的齿扇传动副；后者为螺杆、钢球和螺母传动副以及螺母上的销座与摇臂轴的锥销或 球销传动副。两种结构的调整间隙方法均是利用调整螺栓移动摇臂轴来进行调整。 循环球式转向器的传动效率高、工作平稳、可靠，螺杆及螺母上的螺旋槽经渗碳、淬 火及磨削加工，耐磨性好、寿命长。齿扇与齿条啮合间隙的调整方便易行，这种结构与液力 式动力转向液压装置的匹配布置也极为方便。 5.2.1.1循环球式转向器的角传动比w i 由循环球式转向器的结构关系可知：当转向盘转动?角时，转向螺母及其齿条的移动 量应为 t s )360/(?= （5－21） 式中t ——螺杆或螺母的螺距。 这时，齿扇转过β角。设齿扇的啮合半径w r ，则β角所对应的啮合圆弧长应等于s ， 即 s r w =?πβ2)360/( （5－22） 由以上两式可求得循环球式转向器的角传动比w i 为