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基础同时也受到弹簧力及阻尼力

作者:南非太阳城 来源:本站原创 日期:2021-01-30 15:47 点击: 

  隔振原理及机械设备的隔振技巧_机械/仪表_工程科技_专业资料。隔振原理及机械设备的隔振技巧

  隔振原理及隔振器、隔振原件与 隔振材料的性能和选择 本章内容 ? 隔振原理及机械设备的隔振方法 ? 隔振器、隔振元件与隔振材料的分类及主 要性能 ? 隔振器、隔振元件与隔振材料的选用 ? 单双层隔振与浮筏隔振 隔振原理及机械设备的隔振方法 ? 积极隔振与消极隔振 ? 振动传递率与隔振效率 ? 隔振系统中控制振动的三个基本因素 ? 冲击隔离 ? 机械设备振动隔离设计要点 积极隔振与消极隔振 一般采取以下措施来防止或减弱有害的机械 振动: 消除或减小振源, 切断及抑制从振源向外界的振动传递; 防止振动物体或结构的共振。 中间一项就是振动隔离的问题。振动隔离的 目的是:防止机器设备的振动对建筑结构及环境 的影响;防止建筑结构或基础的振动对机器设备 的影响。前者为积极隔振,后者为消极隔振。 振动隔离的实例 振动隔离的实例不胜枚举,属于前者的 还有动力机械、机械加工设备及破碎机械 的振动隔风;属于后者的还有精密加工设 备-如刻线机、高精度数控机床及电子分 析仪器等的弹性支承;车辆的支承装置是 为了减少因轨道路面不平而引起的车轮振 动向车身传递也属于消极隔振之列。 积极隔振与消极隔振的力学模型 ? 图1-1 积极隔振与消极隔振的力学模型 ? a) 积极隔振 b)消极隔振 振动传递率与隔振效率 ? 图1—1 a示出了质量为M、刚度为k、粘性阻尼系 数为c的单自由度振动系统(积极隔振),当外 力F cos( ? t) ——这是单一频率的周期激励力、角速 ? 度为?(1/ s)、振动力的频率为 2? ( Hz ) -垂直作用在物 体M上,基础同时也受到弹簧力及阻尼力,物体 同样也受到弹簧力及阻尼力,物体按一定的规律 运动。把基础所受到的弹簧力及阻尼力的合力F r 与作用在物体上的外力 F 0 相比,这个比值 T a 称为 振动传递率,用式(1—1)表示: ? FT (1-1) Ta ? F0 0 振动传递率与隔振效率 振动传递率的含义是:传到基础上的力 是原振动力的百分之几。如果物体直接固 定在基础上,那么振动力就全部传到基础 上,此时。所以,只有当小于1时,才有隔 振效果。 振动传递率与隔振效率 有时还可以用隔振效率来表示隔振效果, 可用式(1-2)计算: F ?F ?? ?( 1 ? T )% (1-2) F 隔振效率的实际含义是:振动力被隔离 掉百分之几。一般说振动传递率的概念用 得较多,因为振动传递率曲线非常形象地 说明了系统隔振好坏程度与某些参数的关 系。 0 T a 0 振动传递率与隔振效率 表1-1 振动传递率和隔振效率的关系 振动传递率与隔振效率 对于小阻尼系统,例如钢弹簧的支承系 统,其振动传递率可用式(1-3)计算: 1 T a ? (1-3) ( f / f0 )2 ?1 对于粘性阻尼系统,如橡胶隔振器支承 系统,其振动传递率可用式(1—4)计算: 2 2 1 ? 4 ? ( f /f ) 0 T a? 22 2 2 [ 1 ? ( f /f ) ]? 4 ? ( f /f ) 0 0 (1-4) 振动传递率与隔振效率 从式(1—3)及(1—4)可以看出,振动传递率T a 与频率比( f / f 0)及阻尼比( ? )有关,三者关系可 画成如图1—2所示的曲线时,传递率为极大,此时整个隔振系统处 当 f= 于危险的共振状态; / f 0 时,传递率 T a 1,此时隔振系统无隔振 2 当 f= = 效果,但传递力也不放大; f0 T a l,有一定的隔振效果,振 2 当 f /> ,传递率 < 动传递率可按式(1—4)计算或从图1—2查出。 图1-2 振动传递率曲线 振动传递率与隔振效率 因此,要使隔振系统有效果,必须使 f /f 2 > 。一般的处理方法是取为 2.5~4.5,也就是说要获得满意的隔振效 果,应该使隔振支承系统的固有频率为振 1 1 ~ 动力频率的 。 2 . 5 4 .5 0 阻尼的作用 在振动力 F 的作用下,物体振动的垂向 振幅 x 0 可由式(1-5)计算: F x? ( 1 - 5 ) k[ 1 ? ( f/f )] ? 4 ?( f/f ) 0 0 0 22 2 2 0 0 阻尼的作用在振动传递率曲线上看得很 清楚,在共振区内,阻尼可以抑制传递率 的幅值,使物体的振幅也不至于过大在非 共振区,当 f / f 0 > 2 时,阻尼反而使传递 率增大。 消极隔振 对于消极隔振,如图1—1b所示,可用隔振系 数 表示其隔振效果,它的含义是被隔离的物体 Tp 振幅与基础振幅之比,(或是振动速度幅值、加速 度幅值的比值)用式(1—6)计算: 1 ? 4 ?(f/f ) x T? ? (1-6) U [ 1 ? ( f/f ) ] ? 4 ?(f/f ) 2 2 0 0 p 0 22 2 2 0 0 式中 x 0 ——物体的垂向振幅(cm); U 0 ——基础的垂向振幅(cm)。 消极隔振系数与积极隔振的振动传递率表达 式完全一样。 对于消极隔振与积极隔振,都应强调以下几 点: f / f ?1 当 时,发生共振,应力求避免; 2 不论阻尼大小,只有 f / f ?,才有隔振效果; f 0 2.5~4.5。 一般情况下,建议把 f /取为 对于大型的或重要的设备以及有特殊要求的情况, 可按六个自由度计算,请参考有关专著。对于涉 及随机过程的随机振动的隔离,本书未予讨论。 0 0 隔振系统中控制振动的三个基本因素 隔振系统中控制振动及其传递的三个基本因素是:弹簧或隔振 器的刚度、被隔离物体质量及系统支承的阻尼。它们各自的影响简述 如下: 刚度——隔振器的刚度越大,隔振效果越差,反之隔振效果越好。必须 指出的是,对于一个设计正确的隔振系统,支承的刚度计算最重要, 但弹簧及隔振器的刚度对物体振幅的影响不大。 质量——被隔离物体的质量M使支承系统保持相对静止,物体质量越大, 在

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