隔振技术和阻尼减振

主要内容一、振动对环境的影响和评价二、振动控制的基本方法三、隔振原理四、隔振设计与计算五、阻尼减振一、振动对环境的影响和评价振动可分为:稳态振动、冲击振动和无规则振动.振动对人及环境的影响:1）人能感觉到的振动频率范围在1-1001^;2）对人体反应最强烈的振动频率是与人体某些器官固有频率相吻合的频率；3）低于21^的次声波振动可能导致人的死亡；V4）影响和损害建筑物、精密仪器和设备。振动强弱对人影响情况(总概括):(1)振动的“感觉阈”(2)振动的“不舒适阈”(3)振动的“疲劳阈”(4)振动的“危险阈”和“极限阈”1805349标准（局部振动标准）:规定了8-1000Hz不同暴露时间的振动加速度和振动速度的允许值，用来评价手传振动暴露对人损伤危害。1802631标准（整体振动标准）:规定了人在振动作业环境（频率范围1^80112）中的暴露基准（含垂直振动标准曲线和水平振动标准曲线）。我国的环境振动标准:X《城市区域环境振动标准》“810070-88)《城市区域环境振动测量方法》(0610071-88)传递介质接受者振动源二、振动控制的基本方法1）减少振动源的扰动（减少非平衡力、改进工艺）2）防止共振（改变外扰频率或系统振动频率）3）采用隔振技术（控制振动传递,如防振沟、隔振器等）三、隔振原理评价振动的强弱,通常用位移、速度、加速度三个量来表示,该三个量有内在的联系。对于简谐振动来说,振动的位移为:X=X⑴sin(a)t+其中:X-振动的位移，01XIII_振幅，即最大的位移，01«-角频率，等于2?!£4)-相位振动速度和加速度分别为位移的一阶导数与二阶导数，即:(£\沪)V(Xd2x-co2xm

81II+(/))常用来表征隔振效果的物理量-传振系数（力传递率）定义:通过隔振元件传递过去的力的幅值与总的干扰力的幅值之比，即:平扰力系数越小,隔振元件传递的力越小,隔振效果越好《振动级:如:当干扰力通过隔振系统后，、振幅降低到原来的1/10时，即1=0.1,则干扰力的振动级降低了20(18.隔振效率:"=(1-7)x100%传振系数越小,隔振效率越高。则体系的固有频率为:假设在这一振动系統上加一个垂直的千扰力？=I在忽略阻尼鱗况下，雜动帛關运动雜式力其中,式中笫一项为振动物质的惯性力,第二项为惮簧惮性力,右边为周期性的千扰力。（｛2

X."1———+女又=尸51110）1士2/0=2^结合传振系数的定义，可以得到无阻尼振动系统的力传递系数:■其中:『为干扰力频率，为系统的固有頻率*I对上式的讨论:(1)当f/f0<<1时，即干扰力的频率隔振系统的固有频率，在书中图12-4中的人8段的丁《1，说明干扰力全部通过隔振装置，即隔振系统不起作用.(2)当^^=1时,即干扰力的频率等于或接近隔振系统的固有频率,即队段的了>1,说明隔振系统不但不起隔振作用,反而放大了振动的干扰,甚至产生共振现象。(3)当€/^>2^时,即干扰力频率大于隔振系统的固有频率的2"2倍,即00段的1<1,隔振系统才^正起隔振作用,⑵当考虑体象本與^情况时，即在体系中安装阻尼器，如橡皮垫等，则体系的传振系数为:N1+4^2(///0)211-(///0广2+4^(///0)2'其中:=5/60＞即系统阻尼系数与临界阻尼系数之比，临界阻尼系数50=4…屬讨论传振系数丁与€的关系:(1)当时，即图中人8和8(:段，也就是系统不起隔振作用甚至发生共振作用的范围，己越大，则丁值越小，表明增大阻尼对控制振动有斿处；(2)当时，即图中00段，也时设计隔振装置经常考虑的范围，&越小，则!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响。综合上述两种讨论，、可知:1）欲得到好的隔振效杲，必须设计较低的IV并且只有当才能获得好的隔振效果；2）如果干扰频率『比较低,或者因其他原因,只|能做到时,此时可采取增加阻尼来限制干扰力的;^大作用。实际应用举例:1.拖拉机空负荷时要比有负荷时振动大，是何原因？答：由于空负荷质量小，则空负荷时固有频率要比设计的固有频率大，所以的值比I计值小，因此空负荷时传振系数比设计值大，因此拖拉机空负荷时要比有负荷时振动大，1、2、3.隔振元件（隔振器或隔振材料）钢弹簧（螺旋弹簧、板条弹簧）橡胶玻璃毛妓空气弹簧四、隔振设计与计算从生产厂家的产品-由激振力频率查的螺旋弹簧的④根据弹簧的劲度中选择或是行设计委托加工制造①确定机器设谷的重量、激振力频率、预期的隔振效率、安装支点的数目；②根据相关图表（？212图10-8）和按设计所要求的隔振效率静态压缩量V；③由下式确定选用弹簧的劲度①确定弹簧条径七人6众恥(2/0(I4/8K03N对纲弹簧,取4X104N/cm2作醺…V弹簧圈直径0与弹簧条直径<1比值,即0/6=4〜10系数,1<=(40+2)/(403)〜0_—个弹簧上的载荷,(■一彳11'■於材料的容许扭应力•②确定弹簧有效③确定弹簧的全部圈数与弹簧圈的比值是否满足/?=/10+/7当,?。<7时,当^0>7时,’=2+5④计算未受载荷的弹簧高度11=7?€1+(/7-1)6//4+1⑤验算未受载荷的弹簧高度直径①确定橡胶材料的厚度山d=x・②确定所需要的面积8S=P/6X-最大静签压缩量-橡胶的动态弹性模量5-橡胶的允许负载,kg/cm2?-机组重量,五、阻尼减振金属薄板受激发振动而产生噪声\金属薄板本身的阻尼很小,因此声辐射效率很高。降低这种振动和噪声,普遍采用在金属薄板构件上喷涂或粘贴一层高内阻尼材料,如沥青、软橡胶、高分子材料。当金属薄板振动时,由乎'阻尼作用,、部分振动能量变为热能,从而使得振动和噪声降低。五、阻尼减振⑴基料:如沥青、橡胶、树脂等⑵填料:如膨胀珍珠岩粉、石棉绒、石墨、碳酸钙硅石等1⑶溶剂:\如汽油、醋酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等再附加一层弹性模量较高的起约束作用的金属板。