隔振技術(shù)與阻尼減振

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1、第十章隔振技術(shù)與阻尼減振主要內(nèi)容：一、振動對環(huán)境的影響和評價二、振動控制的基本方法三、隔振原理四、隔振設(shè)計與計算五、阻尼減振一、振動對環(huán)境的影響和評價1）人能感覺到的振動頻率范圍在1-100Hz；2）對人體反應(yīng)最強烈的振動頻率是與人體某些器官固有頻率相吻合的頻率；3）低于2Hz的次聲波振動可能導(dǎo)致人的死亡；4）影響和損害建筑物、精密儀器和設(shè)備。振動可分為：穩(wěn)態(tài)振動、沖擊振動和無規(guī)則振動。振動對人及環(huán)境的影響：振動強弱對人影響情況（總概括）：（1）振動的“感覺閾”（2）振動的“不舒適閾”（3）振動的“疲勞閾”（4）振動的“危險閾”和“極限閾”ISO534

2、9標準（局部振動標準）：規(guī)定了8-1000Hz不同暴露時間的振動加速度和振動速度的允許值，用來評價手傳振動暴露對人損傷危害。ISO2631標準（整體振動標準）：規(guī)定了人在振動作業(yè)環(huán)境（頻率范圍1-80Hz）中的暴露基準（含垂直振動標準曲線和水平振動標準曲線）。我國的環(huán)境振動標準：《城市區(qū)域環(huán)境振動標準》（GB10070-88）《城市區(qū)域環(huán)境振動測量方法》（GB10071-88）二、振動控制的基本方法1）減少振動源的擾動（減少非平衡力、改進工藝）2）防止共振（改變外擾頻率或系統(tǒng)振動頻率）3）采用隔振技術(shù)（控制振動傳遞，如防振溝、隔振器等）振動源傳遞介質(zhì)接

3、受者三、隔振原理評價振動的強弱，通常用位移、速度、加速度三個量來表示，該三個量有內(nèi)在的聯(lián)系。對于簡諧振動來說，振動的位移為：其中：X－振動的位移，mXm－振幅，即最大的位移，mω－角頻率，等于2πfφ－相位振動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：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：系數(shù)越小，隔振元件傳遞的力越小，隔振效果越好。振動級：隔振效率：如：當干擾力通過隔振系統(tǒng)后，其振幅降低到原來的1/10時，即T＝0.1，則干擾力的振動級降低了20dB.傳振系數(shù)越小，隔振效

4、率越高。⑴對于一個單向自由振動（不考慮體系阻尼），則體系的固有頻率為：假設(shè)在這一振動系統(tǒng)上加一個垂直的干擾力F＝F0sinωt，在忽略阻尼的情況下，該振動系統(tǒng)的運動方程式為：其中，式中第一項為振動物質(zhì)的慣性力，第二項為彈簧彈性力，右邊為周期性的干擾力。結(jié)合傳振系數(shù)的定義，可以得到無阻尼振動系統(tǒng)的力傳遞系數(shù)：其中：f為干擾力頻率，f0為系統(tǒng)的固有頻率。對上式的討論：（1）當f/f0＜＜1時，即干擾力的頻率遠小于隔振系統(tǒng)的固有頻率，在書中圖12-4中的AB段的T≈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f/f0＝1時，即干擾力的頻率等于

5、或接近隔振系統(tǒng)的固有頻率，即BC段的T＞1，說明隔振系統(tǒng)不但不起隔振作用，反而放大了振動的干擾，甚至產(chǎn)生共振現(xiàn)象。（3）當f/f0＞21/2時，即干擾力頻率大于隔振系統(tǒng)的固有頻率的21/2倍，即CD段的T＜1，隔振系統(tǒng)才真正起隔振作用。⑵當考慮體系有阻尼情況時，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：其中：ξ＝δ/δ0，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)δ0＝4πmf0討論傳振系數(shù)T與ξ的關(guān)系：（1）當f/f0＜21/2時，即圖中AB和BC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，ξ越大，則T值越小，表明增大阻尼對控制

6、振動有好處；（2）當f/f0＞21/2時，即圖中CD段，也時設(shè)計隔振裝置經(jīng)?？紤]的范圍，ξ越小，則T值越小，表明阻尼越小越好，阻尼對隔振效果有不良的影響。綜合上述兩種討論，可知：1）欲得到好的隔振效果，必須設(shè)計較低的f0，并且只有當f/f0＞21/2，才能獲得好的隔振效果；2）如果干擾頻率f比較低，或者因其他原因，只能做到f/f0＜21/2時，此時可采取增加阻尼來限制干擾力的放大作用。實際應(yīng)用舉例：1.拖拉機空負荷時要比有負荷時振動大，是何原因？答：由于空負荷質(zhì)量小，則空負荷時固有頻率要比設(shè)計的固有頻率f0大，所以f/f0的值比設(shè)計值小，因此空負荷時傳

7、振系數(shù)比設(shè)計值大，因此拖拉機空負荷時要比有負荷時振動大。四、隔振設(shè)計與計算隔振元件（隔振器或隔振材料）：1、鋼彈簧（螺旋彈簧、板條彈簧）2、橡膠3、玻璃毛氈4、軟木5、空氣彈簧1.螺旋彈簧減振器設(shè)計程序①確定機器設(shè)備的重量W、激振力頻率f、預(yù)期的隔振效率η、安裝支點的數(shù)目N；②根據(jù)相關(guān)圖表(P212圖10-8)，由激振力頻率f和按設(shè)計所要求的隔振效率η查的螺旋彈簧的靜態(tài)壓縮量x；③由下式確定選用彈簧的勁度KK=W/Nx④根據(jù)彈簧的勁度K，從生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄中選擇或是自行設(shè)計委托加工制造。螺旋彈簧減振器設(shè)計及計算①確定彈簧條直徑dC—彈簧圈直徑D與彈簧

8、條直徑d比值，即D/d=4～10K—系數(shù)，k=（4C+2）/（4C-3）W0—一個彈簧上的載荷