第七章-噪聲控制技術(shù)――隔振

2023/1/132振動(dòng)的隔離一．隔振原理隔振分為主動(dòng)隔振（積極隔振）和被動(dòng)隔振（消極隔振）。主動(dòng)隔振是將振源與支持振源的基礎(chǔ)隔離開(kāi)來(lái)。如下圖a.被動(dòng)隔振是將需要防振的物體與振源隔開(kāi)。如在精密儀器的底下墊上橡皮墊或泡沫塑料，將放置在汽車(chē)上的測(cè)量?jī)x器用橡皮繩吊起來(lái)等。被動(dòng)隔振的力學(xué)模型如下圖b第七章噪聲控制技術(shù)——減振與隔振2023/1/133主動(dòng)隔振裝置及簡(jiǎn)化力學(xué)模型ba2023/1/134被隔振的設(shè)備和隔振器相比，可以認(rèn)為前者是只有質(zhì)量沒(méi)有彈性的剛體，后者是只有彈性和阻尼而質(zhì)量可以忽略不計(jì)。這樣對(duì)于只考慮一個(gè)振動(dòng)情況，可簡(jiǎn)化為下圖所示的單自由度隔振系統(tǒng)。圖中的m為被隔振的設(shè)備及其安裝臺(tái)座的質(zhì)量。分別為彈簧的剛度及阻尼器的阻尼系數(shù)。單自由度振動(dòng)系統(tǒng)2023/1/135積極隔振積極隔振的振源是機(jī)械設(shè)備本身的源振力，設(shè)未隔振時(shí)（即與基礎(chǔ)剛性聯(lián)接，k趨于無(wú)窮）傳給基礎(chǔ)的動(dòng)載荷為F。當(dāng)有彈性元件的隔振時(shí)，傳給基礎(chǔ)的動(dòng)載荷為N，則N與F的比值表示隔振效果，稱為隔振系數(shù)（傳遞系數(shù)）。有時(shí)也用隔振效率表示。2023/1/136單自由度受迫振動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程已給出，隔振后傳給基礎(chǔ)的動(dòng)載荷N等于彈性的動(dòng)載荷kA，和通過(guò)阻尼的動(dòng)載荷（）的合力，對(duì)于單自由度振動(dòng)系統(tǒng)來(lái)講，力（kA）與（）之間有90o相位角。因而合力2023/1/1372023/1/138由上式計(jì)算可得隔振系數(shù)的關(guān)系曲線。由圖可知主要與設(shè)備激振頻率，隔振系統(tǒng)固有頻率及系統(tǒng)的阻尼有關(guān)隔振系數(shù)變化曲線2023/1/139無(wú)論阻尼大小，只有當(dāng)頻率比時(shí)，＜1，才有隔振效率，而且隨著的增加，意味著（）減小?？刹扇〖哟笤O(shè)備質(zhì)量m或減小隔振器剛度k來(lái)達(dá)到。若剛度太小隔振系統(tǒng)穩(wěn)定性差，實(shí)際中取＝2.5－5已足夠。增大阻尼可減小在起動(dòng)和停車(chē)過(guò)程中經(jīng)過(guò)共振區(qū)間的最大振幅，但在時(shí)，卻增大，隔振效果變差。故阻尼選取應(yīng)考慮這兩方面的要求。由于一般隔振材料的阻尼系數(shù)不大，鋼彈簧為0.01-0.05；空氣彈簧為0.1-0.4。橡膠為0.15-0.3。故在＝2.5-5的范圍內(nèi)計(jì)算隔振系數(shù)時(shí)，工程設(shè)計(jì)中常不考慮阻尼的影響。即令＝0，有2023/1/1310由上式可一目了然，在忽略阻尼時(shí)，當(dāng)時(shí)，產(chǎn)生共振；當(dāng)＝時(shí)，＝1，此兩種情況時(shí)，隔振器均無(wú)作用；當(dāng)＞時(shí)，＜1，隔振器產(chǎn)生作用，即固體聲傳播減小。隔振系數(shù)與固體聲衰減量的關(guān)系為由上式可知，采取隔振措施后，當(dāng)設(shè)備振動(dòng)減小到原來(lái)的1/2時(shí)，設(shè)備振動(dòng)能量的傳播降低6dB2023/1/1311消極隔振對(duì)于消極隔振的振源是基礎(chǔ)的振動(dòng)。隔振效果用設(shè)備隔振后的振幅（或振動(dòng)速度、加速度）與振源的振幅（或振動(dòng)速度、加速度）的比值表示，也稱隔振系數(shù)。若振源為基礎(chǔ)的垂直簡(jiǎn)諧振動(dòng)，則消極隔振系統(tǒng)的隔振系數(shù)的計(jì)算與積極隔振的計(jì)算相同。2023/1/1312二、隔振設(shè)計(jì)步驟通過(guò)計(jì)算，測(cè)量或根據(jù)統(tǒng)計(jì)算資料，確定被隔振的機(jī)械設(shè)備所受到的激振振源的大小，方向，頻率和頻譜。確定被隔振的機(jī)械設(shè)備尺寸，重心和中心主慣性軸的位置，計(jì)算其質(zhì)量和慣性矩。重心位置應(yīng)盡可能低。按頻率比≥2.5－5的要求，計(jì)算隔振系統(tǒng)的固有頻率（若振源不單一，則取激振頻譜中的最低分量，然后根據(jù)計(jì)算出的隔振系統(tǒng)的固有頻率，計(jì)算隔振器的剛度（多自由度計(jì)算的最高頻率部分的剛度）計(jì)算機(jī)械設(shè)備工作時(shí)的振動(dòng)振幅（最大工況下測(cè)量）驗(yàn)算隔振效率，如不滿足應(yīng)調(diào)整參數(shù)。選擇隔振器的類(lèi)型，并考慮其安裝和配置，進(jìn)行隔振器的尺寸計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2023/1/1313三、隔振器的布置與選擇隔振器的布置型式常用的支承式和懸掛式兩種如下圖支承式隔振布置懸掛式隔振方式2023/1/1314隔振器的設(shè)計(jì)和選擇從理論上講凡具有彈性的材料均可作為隔振器，但往往受到性能，壽命，耐熱，防油等因素限制，工程上實(shí)際應(yīng)用的隔振器分為兩大類(lèi)。一類(lèi)是防振墊層。它利用彈性材料本身的自然特性，形狀尺寸按