隔振技術(shù)和阻尼減振

主要內(nèi)容一、振動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響和評(píng)價(jià)二、振動(dòng)控制的基本方法三、隔振原理四、隔振設(shè)計(jì)與計(jì)算五、阻尼減振一、振動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響和評(píng)價(jià)振動(dòng)可分為:穩(wěn)態(tài)振動(dòng)、沖擊振動(dòng)和無規(guī)則振動(dòng).振動(dòng)對(duì)人及環(huán)境的影響:1）人能感覺到的振動(dòng)頻率范圍在1-1001^;2）對(duì)人體反應(yīng)最強(qiáng)烈的振動(dòng)頻率是與人體某些器官固有頻率相吻合的頻率；3）低于21^的次聲波振動(dòng)可能導(dǎo)致人的死亡；V4）影響和損害建筑物、精密儀器和設(shè)備。振動(dòng)強(qiáng)弱對(duì)人影響情況(總概括):(1)振動(dòng)的“感覺閾”(2)振動(dòng)的“不舒適閾”(3)振動(dòng)的“疲勞閾”(4)振動(dòng)的“危險(xiǎn)閾”和“極限閾”1805349標(biāo)準(zhǔn)（局部振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)）:規(guī)定了8-1000Hz不同暴露時(shí)間的振動(dòng)加速度和振動(dòng)速度的允許值，用來評(píng)價(jià)手傳振動(dòng)暴露對(duì)人損傷危害。1802631標(biāo)準(zhǔn)（整體振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)）:規(guī)定了人在振動(dòng)作業(yè)環(huán)境（頻率范圍1^80112）中的暴露基準(zhǔn)（含垂直振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)曲線和水平振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)曲線）。我國的環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn):X《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》“810070-88)《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)測(cè)量方法》(0610071-88)傳遞介質(zhì)接受者振動(dòng)源二、振動(dòng)控制的基本方法1）減少振動(dòng)源的擾動(dòng)（減少非平衡力、改進(jìn)工藝）2）防止共振（改變外擾頻率或系統(tǒng)振動(dòng)頻率）3）采用隔振技術(shù)（控制振動(dòng)傳遞,如防振溝、隔振器等）三、隔振原理評(píng)價(jià)振動(dòng)的強(qiáng)弱,通常用位移、速度、加速度三個(gè)量來表示,該三個(gè)量有內(nèi)在的聯(lián)系。對(duì)于簡諧振動(dòng)來說,振動(dòng)的位移為:X=X⑴sin(a)t+其中:X-振動(dòng)的位移，01XIII_振幅，即最大的位移，01?-角頻率，等于2?!￡4)-相位振動(dòng)速度和加速度分別為位移的一階導(dǎo)數(shù)與二階導(dǎo)數(shù)，即:(￡\滬)V(Xd2x-co2xm

81II+(/))常用來表征隔振效果的物理量-傳振系數(shù)（力傳遞率）定義:通過隔振元件傳遞過去的力的幅值與總的干擾力的幅值之比，即:平擾力系數(shù)越小,隔振元件傳遞的力越小,隔振效果越好《振動(dòng)級(jí):如:當(dāng)干擾力通過隔振系統(tǒng)后，、振幅降低到原來的1/10時(shí)，即1=0.1,則干擾力的振動(dòng)級(jí)降低了20(18.隔振效率:"=(1-7)x100%傳振系數(shù)越小,隔振效率越高。則體系的固有頻率為:假設(shè)在這一振動(dòng)系統(tǒng)上加一個(gè)垂直的千擾力？=I在忽略阻尼鱗況下，雜動(dòng)帛關(guān)運(yùn)動(dòng)雜式力其中,式中笫一項(xiàng)為振動(dòng)物質(zhì)的慣性力,第二項(xiàng)為憚簧憚性力,右邊為周期性的千擾力。（｛2

X."1———+女又=尸51110）1士2/0=2^結(jié)合傳振系數(shù)的定義，可以得到無阻尼振動(dòng)系統(tǒng)的力傳遞系數(shù):■其中:『為干擾力頻率，為系統(tǒng)的固有頻率*I對(duì)上式的討論:(1)當(dāng)f/f0<<1時(shí)，即干擾力的頻率隔振系統(tǒng)的固有頻率，在書中圖12-4中的人8段的丁《1，說明干擾力全部通過隔振裝置，即隔振系統(tǒng)不起作用.(2)當(dāng)^^=1時(shí),即干擾力的頻率等于或接近隔振系統(tǒng)的固有頻率,即隊(duì)段的了>1,說明隔振系統(tǒng)不但不起隔振作用,反而放大了振動(dòng)的干擾,甚至產(chǎn)生共振現(xiàn)象。(3)當(dāng)€/^>2^時(shí),即干擾力頻率大于隔振系統(tǒng)的固有頻率的2"2倍,即00段的1<1,隔振系統(tǒng)才^正起隔振作用,⑵當(dāng)考慮體象本與^情況時(shí)，即在體系中安裝阻尼器，如橡皮墊等，則體系的傳振系數(shù)為:N1+4^2(///0)211-(///0廣2+4^(///0)2'其中:=5/60＞即系統(tǒng)阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比，臨界阻尼系數(shù)50=4…屬討論傳振系數(shù)丁與€的關(guān)系:(1)當(dāng)時(shí)，即圖中人8和8(:段，也就是系統(tǒng)不起隔振作用甚至發(fā)生共振作用的范圍，己越大，則丁值越小，表明增大阻尼對(duì)控制振動(dòng)有斿處；(2)當(dāng)時(shí)，即圖中00段，也時(shí)設(shè)計(jì)隔振裝置經(jīng)?？紤]的范圍，&越小，則!1值越小，表明阻尼越小越好，阻尼刈1隔振效果有不良的影響。綜合上述兩種討論，、可知:1）欲得到好的隔振效杲，必須設(shè)計(jì)較低的IV并且只有當(dāng)才能獲得好的隔振效果；2）如果干擾頻率『比較低,或者因其他原因,只|能做到時(shí),此時(shí)可采取增加阻尼來限制干擾力的;^大作用。實(shí)際應(yīng)用舉例:1.拖拉機(jī)空負(fù)荷時(shí)要比有負(fù)荷時(shí)振動(dòng)大，是何原因？答：由于空負(fù)荷質(zhì)量小，則空負(fù)荷時(shí)固有頻率要比設(shè)計(jì)的固有頻率大，所以的值比I計(jì)值小，因此空負(fù)荷時(shí)傳振系數(shù)比設(shè)計(jì)值大，因此拖拉機(jī)空負(fù)荷時(shí)要比有負(fù)荷時(shí)振動(dòng)大，1、2、3.隔振元件（隔振器或隔振材料）鋼彈簧（螺旋彈簧、板條彈簧）橡膠玻璃毛妓空氣彈簧四、隔振設(shè)計(jì)與計(jì)算從生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品-由激振力頻率查的螺旋彈簧的④根據(jù)彈簧的勁度中選擇或是行設(shè)計(jì)委托加工制造①確定機(jī)器設(shè)谷的重量、激振力頻率、預(yù)期的隔振效率、安裝支點(diǎn)的數(shù)目；②根據(jù)相關(guān)圖表（？212圖10-8）和按設(shè)計(jì)所要求的隔振效率靜態(tài)壓縮量V；③由下式確定選用彈簧的勁度①確定彈簧條徑七人6眾恥(2/0(I4/8K03N對(duì)綱彈簧,取4X104N/cm2作醺…V彈簧圈直徑0與彈簧條直徑<1比值,即0/6=4?10系數(shù),1<=(40+2)/(403)?0_—個(gè)彈簧上的載荷,(■一彳11'■於材料的容許扭應(yīng)力?②確定彈簧有效③確定彈簧的全部圈數(shù)與彈簧圈的比值是否滿足/?=/10+/7當(dāng),?。<7時(shí),當(dāng)^0>7時(shí),’=2+5④計(jì)算未受載荷的彈簧高度11=7?€1+(/7-1)6//4+1⑤驗(yàn)算未受載荷的彈簧高度直徑①確定橡膠材料的厚度山d=x?②確定所需要的面積8S=P/6X-最大靜簽壓縮量-橡膠的動(dòng)態(tài)彈性模量5-橡膠的允許負(fù)載,kg/cm2?-機(jī)組重量,五、阻尼減振金屬薄板受激發(fā)振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲\金屬薄板本身的阻尼很小,因此聲輻射效率很高。降低這種振動(dòng)和噪聲,普遍采用在金屬薄板構(gòu)件上噴涂或粘貼一層高內(nèi)阻尼材料,如瀝青、軟橡膠、高分子材料。當(dāng)金屬薄板振動(dòng)時(shí),由乎'阻尼作用,、部分振動(dòng)能量變?yōu)闊崮?從而使得振動(dòng)和噪聲降低。五、阻尼減振⑴基料:如瀝青、橡膠、樹脂等⑵填料:如膨脹珍珠巖粉、石棉絨、石墨、碳酸鈣硅石等1⑶溶劑:\如汽油、醋酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等再附加一層彈性模量較高的起約束作用的金屬板。