隔振原理及机械设备的隔振方法
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隔振原理及一次隔振器动力参数设计设计思想设计条件往巳知机械设备总体质量和激振圓频率。
的条件下,可根据要求的隔振系数7;进行在巳知机械设备或装置的总体质量加]和支承运动圆频率e的条件下,可根据隔振系数对传递系数都是一样的1从绝对传递系数公式中看出:在小阻尼情况下,无论阻尼大小怎样变化,只有频率比Z>y[2时,才有隔振效果,即7\vl2当Z>V2时,从绝对传递系数7;公式中还可看出.阻尼会降低隔振效果,所以,在隔振器设计中并不人为的加入殂尼3当Z>V2时,随着频率比的増加,隔振效果将更好:但当Z>5时,随着頻率比Z的増加,隔振效果的改善已不显著:当Z>10,髓着頻率比的増长,隔振效果的改菩已变得徹小。
所以,设计中频率比Z常在2〜10的范国内选取,最常用的频率比选取范围为3〜5隔振弹簧设计弹簧的最小、工作和极限变形童分别为:4 >0.2嘔%=q+B弹簧的最小、工作和极限变形量分别为:6 n0-2B max久=4 +^max注:1、符号意义:F。
一一澈振力幅值,N:U一一支承运动位移幅值,m:Q—一激振力或支承运动的圆频率,诧d/s:B一一简谐澈励稳态响应幅值,m:Bs一一隔振弹簧在数值为几的静力作用下的变形量,B s =F0/K^ m:——支承简谐运动,隔振物体与基础相对振动(X-U)R的振幅,in;。
-—系统的因有頻率,co t J = K x / m{» rad/s: Z ----------------- 频率比,Z = co I c%; g--------- 阻尼比,g = CJ 2c% ;2、一次隔振指的是经一级弹簧进行振动隔吏、隔振系统(如力学模型所示)是一个二阶单自由度系统。
一、减振与隔振的概念减振是工程上防止振动危害的主要手段。
减振可分为主动减振和被动减振。
主动减振是在设计时就考虑消除振源或减小振源的能量或频率,在精密仪器、航空航天设备、大型汽轮发电机组及高速旋转机械中应用较多,但费用昂贵,普通工程机械中应用较少。
被动减振有隔振和吸振等。
隔振又可分为主动隔振和被动隔振。
为了防止或限制振动带来的危害和影响,现代工程中采用了各种措施,归纳起来有以下几条原则:1.减弱或消除振源(主动减振)这是一项积极的治本措施。
如果振动的原因是由于转动部件的偏心所引起的,可以用提高动平衡精度的办法来减小不平衡的离心惯性力。
对往复式机械如空气压缩机等也需要注意惯性力的平衡。
2.远离振源(被动隔振)这是一种消极的防护措施。
如精密仪器或设备要尽可能远离具有大型动力机械、压力加工机械及振动机械的工厂或车间,以及运输繁忙的铁路、公路等。
3.提高机器本身的抗振能力(主动减振)衡量机器结构抗振能力的常用指标是动刚度,动刚度在数值上等于机器结构产生单位振幅所需的动态力。
动刚度越大,则机器结构在动态力作用下的振动量越小。
4.避开共振区根据实际情况尽可能改变系统的固有频率(主动减振)或改变机器的工作转速(被动减振),使机器不在共振区内工作。
5.适当增加阻尼(阻尼吸振)阻尼吸收系统振动的能量,使自由振动的振幅迅速衰减,对于强迫振动的振幅有抑制作用,尤其在共振区内甚为显著。
6.动力吸振(被动吸振)对某些设备上的测量或监控仪表,采用在仪表下安装动力吸振器的方法可稳定仪表的指针,提高测量精度。
7.采取隔振措施用具有弹性的隔振器,将振动的机器(振源)与地基隔离,以便减少振源通过地基影响周围的设备,这就是主动隔振或积极隔振;或将需要保护的精密设备与振动的地基隔离,使之不受周围振源的影响,这就是被动隔振。
下面介绍隔振的基本理论。
被隔振的机器或设备与隔振器相比,可认为前者只有质量而不计弹性,后者是只有弹性和阻尼而不计质量,这样在只考虑单方向振动的情形下,可简化为单自由度隔振系统,如图1所示。
设备和仪器的隔振一.橡胶隔振器橡胶隔振器适合于中小设备和仪器的隔振,适用频率范围4~15Hz。
橡胶隔振器不仅在轴向,而且在横向及回转方向上均具有很好隔振性能。
橡胶内部阻力比金属大得多,高频振动隔离性能好,隔声效果也很好,阻力比为0.05~0.23。
由于橡胶成型容易,与金属也可牢固粘接,因此可以设计制造各种形状的隔振器,而且重量轻,体积小,价格低,安装方便,更换容易。
其主要缺点是耐高温、耐低温性能差,普通橡胶隔振器使用的温度为0~70°,易老化,不耐油污,承载能力较低。
决定橡胶隔振器动、静刚度的因素:材料、硬度及形状。
决定橡胶隔振器性能的因素:橡胶的配方、硫化工艺。
(橡胶隔振器从形状分为:压缩型、剪切型及复合型)二. 隔振垫由具有一定形状的软材料构成(橡胶垫、软木、毛毡、海绵、玻璃纤维、泡沫)。
一般无一定形状尺寸,可拼装。
(1)橡胶隔振垫适用频率:10~15Hz(多层<10Hz);特点:高弹性、隔振冲噪性能,吸收能量(高频),易制造、安装,易粘接。
易受温度、油污、溶剂影响,易老化,寿命5~8年。
(2)毛毡适用频率30Hz左右。
其特点:经济、易装、易裁、易粘,防油,不易老化;防火、水能力差。
变形在25%内,载荷特性为线性,超过则为非线性。
(3)玻璃棉适于机器、建筑基础隔振。
其特点:耐火防腐蚀,稳定,但不防水。
(4)泡沫塑料发泡后可具有压缩性,其特点:软的支撑裁装方便,但载荷特性非线性,难以满足要求。
三. 隔振元件的选择(1)频率(1/2.5~1/4.5)。
固有频率f0≥20~30Hz,用毛毡、软木、橡胶垫或较硬的隔振器;f0=2~10Hz,选弹簧、橡胶或复合隔振器;f0=0.5~2Hz,选弹簧或空气弹簧隔振器。
(2)载荷静载荷应为允许载荷的90%,动、静载荷之和不超过允许载荷。
对于隔振垫,载荷是指单位面积上的载荷。
多隔振器应使载荷分布均匀,一边选用相同型的隔振器。
对隔振垫要求各部分的单位面积载荷基本一致。
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 equipment1、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。