隔振技术与阻尼减振

1、第12章 隔振与阻尼减振,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、阻尼减振,一、振动对环境的影响和评价,1）人能感觉到的振动频率范围在1-100Hz； 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：,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。,ISO2631标准（整体振动标准）： 规

2、定了人在振动作业环境（频率范围1-80Hz）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：,城市区域环境振动标准（GB10070-88） 城市区域环境振动测量方法（GB10071-88）,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）参量控制 f/f0 4）采用隔振技术（控制振动传递，如防振沟、隔振器等） 5)结构声的隔离 声阻抗,振动源,传递介质,接受者,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：,系数越小，隔振元件传递

3、的力越小，隔振效果越好。,三、隔振原理,振动级：,隔振效率：,如：当干扰力通过隔振系统后，其振幅降低到原来的1/10时，即T0.1，则干扰力的振动级降低了20dB.,传振系数越小，隔振效率越高。,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：f为干扰力频率，f0为系统的固有频率。,对上式的讨论：,（1）当f/f01时，即干扰力的频率远小于隔振系统的固有频率，在书中图12-4中的AB段的T1，说明干扰力全部通过隔振装置，即隔振系统不起作用。,（2）当f/f01时，即干扰力的频率等于或接近隔振系统的固有频率，即BC段的T1，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

4、产生共振现象。,（3）当f/f021/2时，即干扰力频率大于隔振系统的固有频率的21/2 倍，即CD段的T1，隔振系统才真正起隔振作用。,综合上述两种讨论，可知：,1）欲得到好的隔振效果，必须设计较低的f0，并且只有当f/f021/2，才能获得好的隔振效果；,2）如果干扰频率f比较低，或者因其他原因，只能做到f/f021/2时，此时可采取增加阻尼来限制干扰力的放大作用。,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f0大，所以f/f0的值比设计值小，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

5、动大。,四、隔振设计与计算,隔振元件（隔振器或隔振材料）： 1、钢弹簧（螺旋弹簧、板条弹簧） 2、橡胶 3、玻璃毛毡 4、软木 5、空气弹簧,1.螺旋弹簧减振器设计程序, 确定机器设备的重量 W、激振力频率f、预期的隔振效率 、安装支点的数目 N； 根据相关图表(P212图10-8)，由激振力频率 f 和按设计所要求的隔振效率 查的螺旋弹簧的静态压缩量 x； 由下式确定选用弹簧的劲度K K=W/ N x 根据弹簧的劲度K，从生产厂家的产品目录中选择或是自行设计委托加工制造。,螺旋弹簧减振器设计及计算,确定弹簧条直径 d C 弹簧圈直径D与弹簧条直径d比值，即D/d=410 K 系数，k=（4C

6、+2）/（4C-3） W0 一个弹簧上的载荷，N r弹簧材料的容许扭应力，对纲弹簧，取4104N/cm2 确定弹簧有效工作圈数n0,n0=G d4 /8K D3,d=1.6k W0 C / r,螺旋弹簧减振器设计及计算, 确定弹簧的全部圈数n n=n0+n 当n07时，n=1.5； 当n07时， n=2.5 计算未受载荷的弹簧高度H H=n d+（n-1）d/4+x 验算未受载荷的弹簧高度H与弹簧圈直径D的比值是否满足H / D2,2.橡胶减振器设计, 确定橡胶材料的厚度d； d=x Ed / 确定所需要的面积S S=P/ X-最大静态压缩量 Ed 橡胶的动态弹性模量 -橡胶的允许负载,kg/cm2 P-机组重量,kg,五、阻尼减振,1、阻尼减振原理 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，由于阻尼作用，一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,2、阻尼材料 基料： 如沥青、橡胶、树脂等 填料： 如膨胀珍珠岩粉、石棉绒、石墨、碳酸钙、硅石等 溶剂： 如汽油、醋酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等,五、阻尼减振,3、阻尼减振措施 自由阻尼结构： 将一定厚度的阻尼材料粘合或喷涂在金属