第七章隔振与阻尼减振
8-隔振与阻尼技术

隔振技术
传振系数
通过隔振装置传 递到基础上的力
传递力 T 激振力
作用于振动系统 的激振力
隔振元件
隔振器
弹性支撑元件,是专门设计制造的具有单个形状的, 使用时可作为机械零件来装配安装的器件。 金属弹簧减振器、橡胶减振器
隔振垫
具有一定弹性的软材料 软木、毛毡、橡胶垫、海棉、玻璃纤维
管道弹性接管 设备进出口,防止振动从管道传递的必要措施
隔振技术
振源
传播途径 接收器
振动能量常以两种形式传播而产生噪声 空气声 由振动的机器直接向空气辐射 固体声 通过承载机器的基础,向地层或建筑物结构传递
隔振技术
隔振(固体声及空气声) 是将振源(即声源)与基础或其他物体的 近于刚性联接改成弹性联接,以防止或 减弱 积极隔振(也称主动隔振)
将隔振器设在振源与基础之问,阻断从振源传 到基础的振动。 消极隔振(也称被动隔振) 在操作工人与振器之间,操作工人与振动的地 板之间,精密机器或仪表与它们的基础之间设 置隔振器,阻断从振器械、楼板(基础)传到人 的振动,精密机器或仪表上的振动。
环境噪声控制技术
概述 吸声与室内声场 隔声技术
消声技术
隔振与阻尼减震技术
隔振与阻尼减震技术
声音是由声源振动而产生,故物体的振 动也会产生噪声。 当振动的频率在20Hz一2kHz的声频范围 内时,振动源同时也是噪声源。 振动的干扰对人体、建筑物、设备带来 直接的危害。
隔振与阻尼减震技术
振动对人的影响 全身振动: 人直接位于振动物体上时所收的振动。 局部振动 手持振动物体时引起的人体局部振动。 人感觉到的振动按频率分 低频(<30赫兹) 中频(30~100赫兹) 高频(>100赫兹)
隔振与阻尼的关系

隔振与阻尼的关系隔振是利用振动元件间阻抗的不匹配,以降低振动传播的措施。
隔振技术常应用在振动源附近,把振动能量限制在振源上,不向外界扩散,以免激发其他构件的振动;也应用在需要保护的物体附近,把需要低振动的物体同振动环境隔开,避免物体受振动的影响。
采取隔振措施主要是设计合适的隔振器。
隔振的原理是把物体和隔振器(主要是弹簧)系统的固有频率设计得比激发频率低得多(至少低3倍);但对高频振动要注意把隔振器的特性阻抗设计得与连结构件的特性阻抗有很大变化(至少差3倍)。
为此,隔振器如用钢丝弹簧,还要垫上橡皮、毛毡等作的垫子。
在隔振器的设计中,还应该考虑阻尼的作用。
对启动过程中变速的机械,设计隔振器时应加阻尼措施,以免经过共振频率时振动过大。
阻尼是通过粘滞效应或摩擦作用把振动能量转换成热能而耗散的措施。
阻尼能抑制振动物体产生共振和降低振动物体在共振频率区的振幅,具体措施就是提高构件的阻尼或在构件上铺设阻尼材料和阻尼结构。
如近年来研制成的减振合金材料,具有很大的内阻尼和足够大的刚性,可用于制造低噪声的机械产品。
另外,在振动源上安装动力吸振器,对某些振动源也是有效的降低振动措施。
对冲击性振动,吸振措施也能有效地降低冲击激发引起的振动响应。
电子吸振器是另一种类型的吸振设备。
它的吸振原理与上述隔振、阻尼不同,它是利用电子设备产生一个与原来振动振幅相等、相位相反的振动,来抵销原来振动以达到降低振动的目的(见有源降噪)。
隔振和阻尼的关系一般情况下,隔振设备和阻尼设备的功能是差不多的,两者是相辅相成的,所以在选型的时候,一定要挑选合理的平衡点。
阻尼的作用1 / 2单纯从隔振观点来说,阻尼的增加会降低隔振效果,但是在机器的实际工作过程中,外界的激励,除简谐型外还可能包含一些不规则的冲击,由于冲击会引起设备较大振幅的自由振动,增加阻尼的目的就是能使自由振动很快消失,尤其是当隔振对象在起动及停车而经过共振区时,阻尼就显得更加重要。
07_隔振技术及阻尼减振

❖ 冲击隔离与缓冲是有区别的缓冲是让缓冲材料介于相互碰 撞的物体之间,使碰撞的冲击力要比直接碰撞低,如汽车 缓冲器,飞机着陆架等。
❖ 振动会影响仪器设备的精度、功能和使用寿命,会造成事故。 同样会危害人的身心健康,甚至造成器官损伤。
❖ 隔振就是就是将声源与结构之间形成弹性连接,实际上振动 不可能完全隔绝,故通常也称为减振。
2020年11月4日10时37分
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7 隔振技术及阻尼减振
❖ 7.1 振动控制的基本方法 ❖ 7.2 隔振原理 ❖ 7.3 隔振器材 ❖ 7.4阻尼减振 ❖ 7.5环境振动评价和标准
❖ 机械设备运转产生振动,振动一方面直接向外辐射噪声,另 一方面以弹性波的形式通过相连的结构向外传播,并在传播 的过程中向外辐射噪声。控制振动的一个重要方法就是隔振。
❖ 机械设备振动能量以两种方式向外传播而产生噪声,一部分 由振动机器直接向空中辐射,称为空气声;另一部分振动能 量则通过承载机器的基础、连接构件传递,固体表面振动以 弯曲波形式传播,因而能激发结构振动向空中辐射噪声,这 种通过固体传播的声波叫固体声。
▪ 人能感觉到的振动频率范围为l~100Hz (可听声的频率 范围为20~20000Hz)
• 人对频率为2~12Hz的振动感觉最敏感 • 频率>12Hz或<2Hz的振动敏感性就逐渐减弱
2020年11月4日10时37分
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7.1 振动控制的基本方法
7.1.1 振动的来源及危害
❖ 振动对人体的危害
▪ 共振频率:人体某些器官固有频率相吻合的频率
7-隔振、测振仪表、阻尼做功

面之间有弹簧与阻尼器隔开,
振动隔离
机器设备运转时发生的剧烈振动,不但会引起机 器本身结构或部件的破坏、缩短寿命、降低效率等不 利影响,而且会影响周围的精密仪器设备不能正常工 作或降低其灵敏度和精确度。由振动产生的噪音对人 体健康也很有害。因此必须有效地隔离振动。 根据振源的不同,一般分为两种性质不同的隔振。 一种称为主动隔振,一种称为被动隔振。
可见,粘性阻尼力所做的功与振幅的平方成正比, 与振动频率也成正比。
当每个周期的能量输入与耗散相等时,由上
两方程,有
在发生共振时ω=ωn,φ=π/2,可得
这时激励每个周期所做的功最大,阻尼力所消耗 的能量也最大。
括号内第一项是常量,第二项是频率2ω的正弦波。
例 3.5—2
设 F=10sinπt(N) , x=2sin(πt-30o)(cm) ,
振动经过一段时间之后就会停止。在强迫振动
中,激励对振动物体做功,能量不断输入振动
系统,当能量输入与能量耗散相等时,振幅保 持常值,系统进行稳态振动。现在就来说明激 励与阻尼在强迫振动中所做功的计算方法。
(1)简谐激振力在一个周期内所做的功
设有激励F=F0sinωt,沿x轴方向,作用于物体m
上,其运动方程的解为x=xsin(ωt-φ),则在一个周 期内激励所做的功为
选取λ值在2.5~5之间隔振效果已经足够了。
(3)当λ> 时,传递率随相对阻尼系数ζ的增
大而提高。即在此情况下增大阻尼不利于隔振。
3.4振动测量仪器
振动测量仪器基本上分为三
类:即位移计 、速度计和加
速度计。它们都是利用支承
运动产生的强迫振动振幅频 率特性制成的 。图示意了测 振仪的 基本原理,测振仪内部包括一个惯性质量m、弹簧k 和阻尼c,组成一个单自由度振动系统。测振时直 接把仪器外壳与振动物体固接,外壳随振动物体一
工程结构的阻尼和隔振设计

未来研究方向探讨
智能化阻尼和隔振技术
随着人工智能和大数据技术的发展,未来可研究如何将智能算法应用 于阻尼和隔振设计中,实现自适应调节和优化控制。
新型阻尼材料和隔振技术
02 03
隔震支座
隔震支座是一种特殊的阻尼装置,用于隔离地震波向上部结构的传播。 它允许建筑物在地震时相对于地面发生水平位移,从而减小地震力对上 部结构的影响。
耗能支撑
耗能支撑是一种具有滞回特性的支撑构件,能够在地震中通过塑性变形 消耗能量,减轻主体结构的损伤。
桥梁结构中的隔振设计
隔震沟
在桥梁结构中,隔震沟被用于隔离地震波向桥墩的传播。通过在桥墩周围设置隔震沟,可 以减小地震力对桥墩的作用,保护桥梁免受地震破坏。
阻尼材料
用于吸收和消耗振动能量,减少振动的幅度和持续时 间。常用的阻尼材料有橡胶、沥青等。
辅助结构
用于固定隔振元件和阻尼材料,保证整个隔振系统的 稳定性和可靠性。
隔振效果评价指标
传递率
表示隔振系统对振动传递的阻隔 程度,通常以分贝(dB)为单位 进行衡量。传递率越低,隔振效 果越好。
固有频率
指隔振系统自身固有的振动频率 。当外界振动频率接近固有频率 时,隔振系统容易发生共振,导 致隔振效果降低。
粘弹性阻尼材料
兼具粘性和弹性,能耗散振动能量,适用于各 种复杂结构的阻尼设计。
复合阻尼材料
通过不同材料的组合,实现宽频带、高效能的阻尼效果,满足特殊工程需求。
智能控制技术在隔振系统中应用
主动隔振技术
采用作动器对结构施加反向振动,抵消外部激励 引起的振动,实现高精度隔振。
阻尼减震和隔振的原理区别

阻尼减震和隔振的原理区别阻尼减震和隔振是两种常见的减震控制方法,它们在原理和应用场景上有一定的区别。
阻尼减震是一种通过增加系统的阻尼来减小振动幅度的方法。
在实际系统中,振动往往是由于系统存在不稳定的共振频率或共振模态引起的,而阻尼可以通过吸收系统的振动能量来减小振幅,并且降低系统共振的危害性。
阻尼减震的原理可以通过振动系统的阻尼比以及阻尼对系统动力学特性的影响来解释。
阻尼比是描述阻尼效应强弱的比值,即阻尼力和系统的临界阻尼力之比。
当阻尼比小于1时,系统处于过阻尼状态,振动幅度较小且趋于稳定;当阻尼比等于1时,系统处于临界阻尼状态,振动幅度最小但需要的时间最长;而当阻尼比大于1时,系统处于欠阻尼状态,振动幅度大且持续时间较短。
因此,合理选择适当的阻尼比可以有效控制系统的振动幅度。
在阻尼减震中,常用的减震器有阻尼器、液体阻尼器、摩擦减震器等。
阻尼器中通常用高频阻尼器来吸收系统高频范围内的振动能量,而低频阻尼器则用来分散和吸收系统低频范围内的振动能量。
液体阻尼器通过液体的粘滞阻力和离心力来消耗振动所带来的能量,在大多数情况下能够提供较好的阻尼效果。
摩擦减震器则是通过材料之间的摩擦力来吸收振动能量,其实现简单且成本较低。
隔振是一种通过隔离系统与外界环境的接触来减小振动幅度的方法。
在实际工程中,许多设备受到地震、机械冲击或交通振动等外部振动的干扰,而隔振技术可以将这些外部振动隔离,从而保护设备的正常工作。
隔振的原理可以通过系统的共振频率以及隔振材料的固有频率来解释。
在隔振中,系统具有的共振频率是关键。
当外部振动频率接近系统的共振频率时,系统振幅会大幅度增大,从而产生共振现象。
而隔振系统则会添加隔振垫、弹簧、隔振支座等隔振材料,这些材料具有较低的固有频率,即其自身的共振频率较高。
通过合理设计隔振系统的刚度和阻尼等参数,可以使得系统的共振频率远离外部振动频率,从而减小振动幅度。
在隔振中,常见的隔振材料有弹簧、橡胶隔振垫、隔振支座等。
隔振技术与阻尼减震振

T
142f f0 2
1f f0 2 242f f0 2
其中:ξ=δ/δ0,即系统阻尼系数与临界阻尼系数 之比,临界阻尼系数δ0=4πmf0
讨论传振系数T与ξ的关系:
(1)当f/f0<21/2时,即图中AB和BC段,也就 是系统不起隔振作用甚至发生共振作用的范围,ξ 越大,则T值越小,表明增大阻尼对控制振动有 好处; (2)当f/f0>21/2时,即图中CD段,也时设计隔 振装置经常考虑的范围, ξ越小,则T值越小,表 明阻尼越小越好,阻尼对隔振效果有不良的影响。
(3)机动车辆噪声测量 车内噪声、车外噪声、定置噪声
在测试中心周围25m半径范围内不应有大的反 射物,测试跑道应有20m以上平直、干燥的沥 青路面或混凝土路面,路面坡度不超过0.5%
始端线
传声器
终端线
7.5m
0
7.5m
10m
10m
传声器
器官固有频率相吻合的频率; 3)低于2Hz的次声波振动可能导致人的死亡; 4)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”
ISO5349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。
表达噪声的随机起伏程度
Ln:测量时间内高于Ln声级所占的时间为n% 如:L10=70dB噪声级高于70dB的时间占10% 通常认为, L90相当于本底噪声级, L50相当 于中值噪声级, L10相当于峰值噪声级(用于 评价涨落较大的噪声相关性较好)
累计百分数声级一般只用于有较好正态分布 的噪声评价
第七章_噪声控制技术——隔振

计算机械设备工作时的振动振幅(最大工况下测量)验算隔振效率, 如不满足应调整参数。
选择隔振器的类型,并考虑其安装和配置,进行隔振器的尺寸计算 和结构设计。
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三、隔振器的布置与选择
隔振器的布置型式 常用的支承式和悬挂式两种如下图
支承式隔振布置
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单自由度受迫振动系统的运动方程已给出,隔 振后传给基础的动载荷N等于弹性的动载荷kA, 和通过阻尼的动载荷( c j A)的合力,对于单 自由度振动系统来讲,力(kA)与( c j A)之 间有90o相位角。因而合力
N kA2 cj A 2
2019/7/216Biblioteka TN F
kA2 c j A 2
F
A F
1
k 1 2 2 2 2
T
N F
1 2 2 1 2 2 2 2
j n
n
k m
c 2mn2
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由上式计算可得隔振系数的关系曲线。由图可知 T主
要与设备激振频率 j,隔振系统固有频率n及系统的
阻尼有关
隔振系数变化曲线
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无论阻尼大小,只有当频率比 2 时,T<1,才有隔振
效率,而且随着
的增加,意味着
f
(
n
n
)减小。可采取
加大设备质量m或减小隔振器刚度k来达到。若刚度太小隔
振系统稳定性差,实际中取 =2.5-5已足够。
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积极隔振
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第七章隔振与阻尼减振第一节隔振原理一、振动的基本概念1.单自由度振动自由振动是振动系统在无外力作用下的振动形式。
单自由度振动模型是最简单也是电子学用的振动模型,为了研究方便,把振动系统集成简化成3个参量进行研究:振动系统由质量块m、无质量的理想弹簧K和无质量的阻尼C 组成,位于完全刚性的基础之上,质量块只能在垂直方向上运动,其模型如图所示。
图1单自由度振动模型该振动系统的微分运动方程为:0=++Ky y C ym 其解为:t j t j Be Aet y ⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-+=20020011)(ζωζωζωζω ζ-阻尼比,RR R Km 02==ζ; 0R -系统临界阻尼,Km R 20=;0ω-系统振动固有频率(角速度),mK =0ω;A 、B -与振动系统初始条件有关的常数。
2. 固有频率上式解式中的固有频率0ω是振动系统的一个重要参量,它是指振动刚体离开平衡位置后自由振动的频率,每个振动系统在每个自由度上都有一个固有振动频率。
振动系统固有频率与振动刚体质量和弹簧刚度有关,单自由度自由振动的固有频率为:m k f n ππω2120==若已知振动系统的静态下沉度,即刚体压在弹簧上后弹簧的压缩量,则系统的固有频率为:δ5=n fδ-弹簧静态下沉度。
3. 阻尼的效应上述解式说明阻尼比ζ对振动系统的运动状态起到非常重要的影响:(1)0=ζ,即无阻尼时,解式变为:)cos()(0θω+=t A t yA -初始条件确定的最大位移;θ-初始条件确定的最大初始相位角。
即此时系统振动不受任何阻力作用,一旦受某一初始力作用之后,将以恒定的振幅做简谐振动。
(2)1<ζ,即系统阻尼小于临界时,解式变为:()θζωζω+-=-t Ae t y t 201cos )(0上式说明,阻尼越大或系统固有频率越高,则振动衰减越快,其振动振幅随时间的衰减如图所示。
图2 欠阻尼振动(3)1=ζ,即系统阻尼等于临界阻尼时,解式为:t t Be Ae t y 00)(ωω--+=则振动系统无法形成周期性振动,而是以指数规律恢复到平衡位置,其振幅与时间关系如图所示。
图3 临界阻尼振动(4)1>ζ,即系统阻尼大于临界阻尼成为过阻尼,解式为:t j t j Be Ae t y ⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-+=11200200)(ζωζωζωζω此时振动系统也无法形成周期性振动,振幅呈指数单调衰减,如图所示。
图4 过阻尼振动。
二、 隔振原理● 隔振器之所以能起到隔振效果,是以弹性支承代替振源与地基之间的刚性连接,从而在一定频率范围内降低了从振动源传递到地基的激振力。
● 振动设备通过隔振器与刚性地基连接,可简化为如图所示的受迫振动系统。
● 由于设备的周期性转动而产生周期性的外力激发系统振动,其运动微分方程为:t F Ky y C ym ωcos 0=++图5设备振动模型 隔振器的效果一般用隔振传递比T来量化。
● 当质量块受迫振动时,通过弹簧传递到基础的作用力与迫使质量块振动的驱动力的比值称为传递比T 。
● 传递比是表征隔振器隔振效果的物理量,传递比越小,则减振效果越好。
对于单自由度振动,且振动驱动力为简谐力,则得22222121⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫⎝⎛+==n n n Tf f f f f f T T T ζζ T T -通过隔振器传递给基础的力;0T -质量块受到的驱动力;nf f-频率比,即驱动力频率与系统固有频率的比值。
图6 传递率与频率比的关系曲线由图可知,当n ωω2>时,1<T ,隔振器起到隔振的作用,传递率随频率的增加每倍频程衰减12dB 。
● 当n ωω2<时,1>T ,隔振器处在共振区域,隔振器会增大被隔振体的振幅。
● 当n ωω2>时,传递率随着阻尼的增大而增大;当n ωω2<时传递率随着阻尼的增大而减小。
● 但实际隔振系统中,基础的非刚性、被保护对象的非刚性以及隔振器的质量分布都会降低高频的隔振性能,导致高频传递率比理想隔振器的传递率大,并出现周期性峰值。
● 考虑质量后的隔振模型如图7所示,此时隔振器具有连续分布质量、弹性和阻尼,其传递率曲线如图8所示。
●当隔振器长度与隔振器中传播的振动的1/2波长的整数倍具有可比性,即激振频率大于一定数值时,振动以弹性波的形式在其中传播,隔振器自身的质量会降低隔振器的隔振性能,这种被称为内部共振或驻波效应。
●此时,隔振器不再符合无质量假设,而应视为分布质量系统。
由图8可见,内部共振显著增大高频的传递率,并使得传递率出现周期性峰值。
隔振效果还可以用隔振效率来表示,隔振效率定义为:=TI-1(⨯%100)隔振效率比振动传递系数更为直观,因而在实际隔振设计中通常都采用隔振效率描述隔振效果。
第二节隔振设计及应用一、隔振设计从隔振原理可以看出,隔振效率主要跟振动源激励频率与系统固有频率之比、阻尼比有关。
因此,隔振设计也主要围绕这几个参量进行。
常规的隔振设计内容和程度如下。
1.隔振要求的确定●在进行隔振设计时,首先要明确隔振的要求,即隔振的标准。
●建筑物内设备振动对人的影响主要是由于设备振动传递到建筑物内而激发起的噪声,因而隔振要求主要与设备振动强度、建筑物内敏感点的位置与噪声允许材料、振动设备的安装位置、建筑结构等有关,需根据这些因素综合考虑确定所需隔振要求。
表1列举了各类建筑和设备所需的振动传递比T的建议值,此建议值是行业内专家经过多年工程经验总结而来,可供设计时作为参考。
表1各类建筑和设备所需的振动传递比的建议值2. 计算振动源扰力频率对于转动类设备,扰力频率f (或驱动频率)由设备的振动频率确定,其振动的基频一般即转动轴的转速,因此扰力频率f 为60n f3. 确定隔振系统的固有频率隔振系统的中由隔振系统的静态下沉度即刚体压在弹簧上后弹簧的压缩量求得:δ5=n f Hz● 隔振设计的一个原则即尽量降低隔振系统有固有频率。
● 从隔振原理可看出,只有当扰力频率ω大于系统固有频率的2倍时,隔振系统才起到隔振的作用。
系统固有频率越低,隔振效率越高。
● 降低隔振系统固有频率的方法一般有两种:一是增加设备的重量M ,通常可采用加混凝土基座(或称混凝土惰性块)的方法实现;二是减小隔振器的刚度K ,即选择更柔软的隔振器,使得在同样荷载下产生更大的压缩量。
●通常尽量在振动设备下配置较大的混凝土惰性块,然后再在其下方设置隔振装置,如图9和10所示。
●采用这种构造有如下优点:(1)减少设备自身振动的振幅。
由于增大了设备总质量,而设备激振力不变,因此可以降低设备振幅,对保护设备自身起到很大的改善作用。
(2)降低机组重心,增加系统稳定性,确保设备的安全工作。
(3)降低机组重量分布不均产生的偏心影响,从而使得各支撑点受力更均匀,增加系统稳定性。
4.选择合适的隔振器确定好系统固有频率之后,即可根据隔振系统重量与所需压缩量计算隔振器的数量和刚度,以此选择合适的隔振器装置。
一般来说,为达到隔振目的,隔振材料或隔振器应符合下列要求:(1)弹性性能优良,刚度低;(2)承载力大,强度高,阻尼适当;(3)耐久性好,性能稳定,不因外界温度、湿度等条件变化而引起性能发生较大变化。
(4)抗酸、碱、油的侵蚀能力强;(5)取材容易;(6)加工制作和维修、更换方便。
隔振器材和隔振器种类较多,各种类型隔振器有各自的性能特点,应根据需要对应选择合适的隔振器。
常见的隔振设备见表2表2常见隔振设备二、弹簧隔振器在隔振工程中,钢弹簧隔振器具有性能稳定、承载能力强、寿命长、抗环境污染能力强、计算可靠、固有频率低等优点,隔振中应用较多,并且已有定型产品。
●常用的为钢圆柱螺旋弹簧隔振器。
●钢弹簧隔振器应用非常广泛,从各种精密仪器隔振到数十吨的锻锤、数百吨重的铁路轨道隔振,甚至整个大楼的隔振,钢弹簧隔振器都可以取得满意的效果。
●钢弹簧隔振器的最大优点是固有频率低,通常其频率范围可以2~6Hz,因此其隔振效果非常好(特别是低频段),对低速旋转(转速小于800rpm)的设备更为有效。
●钢弹簧隔振器的另一个突出优点是可以进行非常精确的计算,在荷载范围内它的压缩量与负荷之间呈良好的线性关系,因此可准确计算,得到隔振系统的压缩量与固有频率。
●弹簧的设计方法非常成熟,可以根据需要设计出各式各样的隔振器满足各种要求。
●钢弹簧隔振器的缺点是阻尼很小,通常自身阻尼比约为0.001~0.05,因此,在通过固有频率区域时会产生剧烈的振动,此时应该与阻尼器同时使用。
●此外钢弹簧还存在高频失效的问题,根据内部质量共振原理,在激振频率大于一定数值时,振动以弹性波的形式在其中传播,无法获得应有的隔振效果。
●高频失效可以采取在弹簧隔振器的上下盖板垫、橡胶隔振垫、柔性减振材料的方法来解决。
●将一定数量的弹簧,以某种形式的外壳,通过预压螺栓组成一个整体,则形成弹簧隔振器。
●外壳按几何形状可分为圆形或矩形;构造可分封闭式、半封闭式或外露式等。
弹簧隔振器的结构如图11所示。
有时在弹簧隔振器下部或上部或上下部加一层邵氏硬度为40°~60°的橡胶板,其目的有两个:(1)减少弹簧隔振器高频短路和固体传声传递。
(2)增加安装面摩擦力,阻止水平移动。
将弹簧隔振器和阻尼结构组成一体,则组成阻尼弹簧隔振器。
如图12所示为某公司研制并生产的大荷载黏滞性阻尼弹簧隔振器的几种结构形式。
三、橡胶隔振器1.橡胶隔振器性能特点橡胶隔振器和橡胶隔振垫在隔振中应用极为广泛,其主要优点为:(1)可自由选取形状和尺寸,制造比较简单,可根据需要选择3个相互垂直方向的刚度;通过改变橡胶硬度、隔振器内外部结构可以大幅度改变隔振器的性能,以满足各种刚度的要求。
(2)可使隔振系统的固有频率达到较低水平,通常可达到10~15Hz,并且具有较高的阻尼,对高频振动能量的吸收有很好的效果,通常可不需要再安装阻尼隔振器。
(3)不会产生高频失效的现象,橡胶隔振器能使高频的结构噪声(也叫固体噪声)显著降低,通常能使得100~3200Hz频段内的结构噪声降低达20dB左右。
(4)无论在拉、压、剪切和扭转受力情况下,变形都比较大。
和金属弹簧隔振器相比,其主要缺点为:(1)其固有频率难以达到5Hz以下,因此对于低转速设备不适用。
(2)其抗环境污染与抗温度变化能力较弱,容易受到日照、湿度、臭氧等环境影响,寿命较短。
另外在长时间荷载作用下,会产生蠕变现象,不能长期接受较大应变。
橡胶隔振器一般寿命为3~5年。
2.橡胶隔振器类型●根据受力方式,橡胶隔振器可分为压缩式(或称挤压式)、剪切式和压缩剪切复合式。
●压缩式一般承载能力大,多适用于荷载大或者安装空间小的场所。
●压缩式隔振器在形状结构上还可以做成各种形式,以适应安装条件的要求。