1、隔振理论的要素及隔振设计方法 联系客服

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隔振理论的要素及隔振设计方法

采用隔振技术控制振动的传递是消除振动危害的重要途径。

隔振分类 1、 主动隔振

对于本身是振源的设备,为了减少它对周围的影响,使用隔振器将它与基础隔离开来,减少设备传到基础的力称为主动隔振,也称为积极隔振。 2、 被动隔振

对于允许振幅很小,需要保护的设备,为了减少周围振动对它的影响,使用隔振器将它与基础隔离开来,减少基础传到设备的振动称为被动隔振,也称消极隔振。

隔振理论的基本要素

1、 质量m(Kg)指作用在弹性元件上的力,也称需要隔离构件(设备装置)负

载的重量。

2、 弹性元件的静刚度K(N/mm)

在静态下作用在弹性元件上的力的增量T与相应位移的增量δ之比称为刚度 K=T(N)/δ(m)。如果有多个弹性元件,隔振器安装在隔振装置下,其弹性元件的总刚度计算方法如下:

如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件并联安装在装置下其总刚度K=K1+K2+K3+…+Kn。

如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件串联安装在装置下其总刚度1/K=(1/K1)+ (1/K2) + (1/K3) +(…) + (1/Kn)。

3、 弹性元件的动刚度Kd。对于橡胶隔振器,它的动刚度值与隔振器橡胶硬度的

高低,使用橡胶的品种有关,一般的计算办法是该隔振器的静刚度乘以动态系数d,动态系数d按下列选取:

当橡胶为天然胶,硬度值Hs=40-60,d=1.2-1.6 当橡胶为丁腈胶,硬度值Hs=55-70,d=1.5-2.5 当橡胶为氯丁胶,硬度值Hs=30-70,d=1.4-2.8

d的数值随频率、振幅、硬度及承载方式而异,很难获得正确数值,通常只考虑橡胶硬度Hs=40°-70°。按上述范围选取,Hs小时取下限,否则相反。 4、激振圆频率ω(rad/s)

当被隔离的设备(装置)在激振力的作用下作简谐运动所产生的频率,激振力可视为发动机或电动机的常用轴速n

其激振圆频率的计算公式为ω=(n/60)×2π n—发动机(电动机)转速n转/分 5、固有圆频率ωn(rad/s)

质量m的物体作简谐运动的圆频率ωn称固有圆频率,其与弹性元件(隔振器)刚度K的关系可由下式计算:ωn(rad/s)=√K(N/mm)÷m(Kg) 6、振幅A(cm)

当物体在激振力的作用下作简谐振动,其振动的峰值称为振幅,振幅的大小按下列公式计算:A=V÷ω

V—振动速度cm/s

ω—激振圆频率,ω=2πn÷60(rad/s) 7、隔振系数η(绝对传递系数)

隔振系数指传到基础上的力FT与激振力FO之比,它是隔振设计中一个主要要

素,隔振系数按不同的隔振类型分别选取,一般选择范围0.25-0.01,最佳选择范围为0.11-0.04。 8、频率比(Z)

系统的激振频率ω与固有频率ωn之比称为频率比Z,它的大小可根据选取的隔振效率来计算:Z≥1÷√η,在隔振系统中只有Z > √2,即η< 0.5才有隔振效果。 9、阻尼系数C

当固体(弹性体)在外力作用下产生变形,以滞后形式消耗能量产生的阻尼称为阻尼系数,作为橡胶隔离器来说,它的大小可按下列公式计算:C=βK÷ωn, β为力学材料损耗固子。β值按橡胶硬度和胶料品种选取。

橡胶硬度 β

胶料品种 β K—弹性体动刚度 ωn—弹性体固有频率 10、临界阻尼Ce

临界阻尼是一个系统内粘滞阻尼的最低值,它允许系统偏离后回到初始位置而不产生振动。 11、阻尼比ζ

在有粘滞阻尼系统中,实际的阻尼系数C与临界阻尼系数Ce之比称为阻尼比。 ζ=C/Ce,在橡胶隔离器中按胶料品种及硬度确定:

氯丁橡胶 0.15-0.3 丁腈橡胶 0.25-0.4 苯乙烯橡胶 0.15-0.3 30° 0.05 50° 0.1 70° 0.15 胶料为天然胶时,阻尼比为0.025-0.075 胶料为丁腈胶时,阻尼比为0.075-0.15 胶料为氯丁胶时,阻尼比为0.075-0.30 胶料为丁基橡胶时,阻尼比为0.12-0.50

阻尼比随着硬度H的增加而增加,H=40时,取下限,H=70时,取上限。 在有阻尼的隔振设计中,设ωd为有阻尼时的固有频率,ωn为无阻尼时的固有频率,a为材料的衰减系数,ωd=√ωn2-a2

ζ(阻尼比)=C/Ce=a/ωn a=ζωn ωd=√ωn2-(ζωn )2=ωn×√1-ζ2 当ζ=0.05时,ωd=0.99875ωn 当ζ=0.2时, ωd=0.98ωn ωd≈ωn

因阻尼比在隔振设计中影响很小,所以在隔振设计中,一般对阻尼比不进行考虑。

隔振系统的特性

1、 隔振效率(η)(绝对传递率)在主动隔振系统中为传到基础上的力FT与

激振力FO之比,在被动减振中为设备的振幅与基础振幅之比。

2、 相对传递率在被动隔振系统中,相对传递率为被隔振设备相对基础的位移,

δo=A-U,与基础位移幅值U之比,即η隔振要求的最小间隙。

3、 运动响应β,在主动隔振系统中,设备的位移振幅,A与静变位Ast之比,

为运动响应,即β=A/Ast,由于Ast=FO/K ,所以β=AK/FO ,为保证设备在

R=δ

o/U,δo影响隔振效果,是