隔振原理及机械设备的隔振方法
隔振原理及一次隔振器动力参数设计
隔振原理及一次隔振器动力参数设计设计思想设计条件往巳知机械设备总体质量和激振圓频率。
的条件下,可根据要求的隔振系数7;进行在巳知机械设备或装置的总体质量加]和支承运动圆频率e的条件下,可根据隔振系数对传递系数都是一样的1从绝对传递系数公式中看出:在小阻尼情况下,无论阻尼大小怎样变化,只有频率比Z>y[2时,才有隔振效果,即7\vl2当Z>V2时,从绝对传递系数7;公式中还可看出.阻尼会降低隔振效果,所以,在隔振器设计中并不人为的加入殂尼3当Z>V2时,随着频率比的増加,隔振效果将更好:但当Z>5时,随着頻率比Z的増加,隔振效果的改善已不显著:当Z>10,髓着頻率比的増长,隔振效果的改菩已变得徹小。
所以,设计中频率比Z常在2〜10的范国内选取,最常用的频率比选取范围为3〜5隔振弹簧设计弹簧的最小、工作和极限变形童分别为:4 >0.2嘔%=q+B弹簧的最小、工作和极限变形量分别为:6 n0-2B max久=4 +^max注:1、符号意义:F。
一一澈振力幅值,N:U一一支承运动位移幅值,m:Q—一激振力或支承运动的圆频率,诧d/s:B一一简谐澈励稳态响应幅值,m:Bs一一隔振弹簧在数值为几的静力作用下的变形量,B s =F0/K^ m:——支承简谐运动,隔振物体与基础相对振动(X-U)R的振幅,in;。
-—系统的因有頻率,co t J = K x / m{» rad/s: Z ----------------- 频率比,Z = co I c%; g--------- 阻尼比,g = CJ 2c% ;2、一次隔振指的是经一级弹簧进行振动隔吏、隔振系统(如力学模型所示)是一个二阶单自由度系统。
隔振原理及机械设备的隔振方法课件
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阻尼的作用
在振动力 F的0 作用下,物体振动的垂向振幅
可由式(x 0 1-5)计算:
x0k[1(f/f0)2F ]2 042(f/f0)2
(1-5)
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 >
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3
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。
(1-4)
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振Байду номын сангаас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及0 阻尼比( )有关,三者关系可画 成如图1—2所示的曲线
由图1—2可知:
• 当 f / f=0 1时,传递率为极大,此时整个隔振系统 处于危险的共振状态;
• 当 f / f=0 时2 ,传递率 T=a 1,此时隔振系统无隔 振效果,但传递力也不放大;
• 当 f / f0> 2,传递率 T <a l,有一定的隔振效果,振 动传递率可按式(1—4)计算或从图1—2查出。
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图1-2 振动传递率曲线
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振动传递率与隔振效率
因此,要使隔振系统有效果,必须使 是f /说f0 >要获2得。满一意般的的隔处振理效方果法,是应取该为使2.5隔~振4.支5,承也系就 统的固有频率为振动力频率的 。
减振与隔振及方法
一、减振与隔振的概念减振是工程上防止振动危害的主要手段。
减振可分为主动减振和被动减振。
主动减振是在设计时就考虑消除振源或减小振源的能量或频率,在精密仪器、航空航天设备、大型汽轮发电机组及高速旋转机械中应用较多,但费用昂贵,普通工程机械中应用较少。
被动减振有隔振和吸振等。
隔振又可分为主动隔振和被动隔振。
为了防止或限制振动带来的危害和影响,现代工程中采用了各种措施,归纳起来有以下几条原则:1.减弱或消除振源(主动减振)这是一项积极的治本措施。
如果振动的原因是由于转动部件的偏心所引起的,可以用提高动平衡精度的办法来减小不平衡的离心惯性力。
对往复式机械如空气压缩机等也需要注意惯性力的平衡。
2.远离振源(被动隔振)这是一种消极的防护措施。
如精密仪器或设备要尽可能远离具有大型动力机械、压力加工机械及振动机械的工厂或车间,以及运输繁忙的铁路、公路等。
3.提高机器本身的抗振能力(主动减振)衡量机器结构抗振能力的常用指标是动刚度,动刚度在数值上等于机器结构产生单位振幅所需的动态力。
动刚度越大,则机器结构在动态力作用下的振动量越小。
4.避开共振区根据实际情况尽可能改变系统的固有频率(主动减振)或改变机器的工作转速(被动减振),使机器不在共振区内工作。
5.适当增加阻尼(阻尼吸振)阻尼吸收系统振动的能量,使自由振动的振幅迅速衰减,对于强迫振动的振幅有抑制作用,尤其在共振区内甚为显著。
6.动力吸振(被动吸振)对某些设备上的测量或监控仪表,采用在仪表下安装动力吸振器的方法可稳定仪表的指针,提高测量精度。
7.采取隔振措施用具有弹性的隔振器,将振动的机器(振源)与地基隔离,以便减少振源通过地基影响周围的设备,这就是主动隔振或积极隔振;或将需要保护的精密设备与振动的地基隔离,使之不受周围振源的影响,这就是被动隔振。
下面介绍隔振的基本理论。
被隔振的机器或设备与隔振器相比,可认为前者只有质量而不计弹性,后者是只有弹性和阻尼而不计质量,这样在只考虑单方向振动的情形下,可简化为单自由度隔振系统,如图1所示。
设备和仪器的隔振
设备和仪器的隔振一.橡胶隔振器橡胶隔振器适合于中小设备和仪器的隔振,适用频率范围4~15Hz。
橡胶隔振器不仅在轴向,而且在横向及回转方向上均具有很好隔振性能。
橡胶内部阻力比金属大得多,高频振动隔离性能好,隔声效果也很好,阻力比为0.05~0.23。
由于橡胶成型容易,与金属也可牢固粘接,因此可以设计制造各种形状的隔振器,而且重量轻,体积小,价格低,安装方便,更换容易。
其主要缺点是耐高温、耐低温性能差,普通橡胶隔振器使用的温度为0~70°,易老化,不耐油污,承载能力较低。
决定橡胶隔振器动、静刚度的因素:材料、硬度及形状。
决定橡胶隔振器性能的因素:橡胶的配方、硫化工艺。
(橡胶隔振器从形状分为:压缩型、剪切型及复合型)二. 隔振垫由具有一定形状的软材料构成(橡胶垫、软木、毛毡、海绵、玻璃纤维、泡沫)。
一般无一定形状尺寸,可拼装。
(1)橡胶隔振垫适用频率:10~15Hz(多层<10Hz);特点:高弹性、隔振冲噪性能,吸收能量(高频),易制造、安装,易粘接。
易受温度、油污、溶剂影响,易老化,寿命5~8年。
(2)毛毡适用频率30Hz左右。
其特点:经济、易装、易裁、易粘,防油,不易老化;防火、水能力差。
变形在25%内,载荷特性为线性,超过则为非线性。
(3)玻璃棉适于机器、建筑基础隔振。
其特点:耐火防腐蚀,稳定,但不防水。
(4)泡沫塑料发泡后可具有压缩性,其特点:软的支撑裁装方便,但载荷特性非线性,难以满足要求。
三. 隔振元件的选择(1)频率(1/2.5~1/4.5)。
固有频率f0≥20~30Hz,用毛毡、软木、橡胶垫或较硬的隔振器;f0=2~10Hz,选弹簧、橡胶或复合隔振器;f0=0.5~2Hz,选弹簧或空气弹簧隔振器。
(2)载荷静载荷应为允许载荷的90%,动、静载荷之和不超过允许载荷。
对于隔振垫,载荷是指单位面积上的载荷。
多隔振器应使载荷分布均匀,一边选用相同型的隔振器。
对隔振垫要求各部分的单位面积载荷基本一致。
第五章-隔振技术-第六章-阻尼技术
6.1.2 阻尼的产生机理 从工程应用的角度讲,阻尼的产生机理就 是将广义振动的能量转换成可以损耗的能量,
从而抑制振动、冲击、噪声。 1 .工程材料的内阻尼 材料阻尼的机理是:宏观上连续的金属材
料会在微观上因应力或交变应力的作用产生 分子或晶界之间的位错运动、塑性滑移等,
产生阻尼。在低应力状况下由金属的微观运
动产生的阻尼耗能,称为金属滞弹性。
当金属材料在周期性的应力和应变作用
下,加载线 和卸载线 在一次周期的应力循 环中,构成了应力 - 应变的封闭回线 ABCDA ,阻尼耗能的值正比于封闭回线的面 积。
粘弹性材料属于高分子聚合物,从微观结构上
看,这种材料的分子与分子之间依靠化学键或物 理键相互连接,构成三维分子网。高分子聚合物 的分子之间很容易产生相对运动,分子内部的化 学单元也能自由旋转,因此,受到外力时,曲折 状的分子链会产生拉伸、扭曲等变形;分子之间 的链段会产生相对滑移、扭转。当外力除去后, 变形的分子链要恢复原位,分子之间的相对运动 会部分复原,释放外力所做的功,这就是粘弹材 料的弹性;但分子链段间的滑移、扭转不能全复 原,产生了永久性变形,这就是粘弹材料的粘性, 这一部分功转变为热能并耗散,这就是粘弹材料 产生阻尼的原因。
系统频率。如果系统干扰频率 比较低,系
统设计时很难达到 的要求,则必须通
过增大隔振系统阻尼的方法以抑制系统的振
动响应。
5.2 隔振设计与隔振器 在隔振设计中,通常把 100Hz 以上的干 扰振动称作高频振动, 6-100Hz 的振动定义 为中频振动, 6Hz 以下的振动为低频振动。 常用的绝大多数工业机械设备所产生的 基频振动都属于中频振动,部分工业机械设
隔振原理及机械设备的隔振方法
(1-7) (1-8)
可假定系统的初始条件
P (t ) v0 dt t M
0
物体的位移(t>0)及速度可用式(1-9)、(1-10) 表达:
x v0 sin(0 1 2t )
0 1 2 e t
0
(1-9) (1-10)) 1 2 e0 t
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。
消极的冲击隔离
消极的冲击隔离如图1—3b所示,基础的脉冲位移由式 (1—13)表达:
U (t ) U 0 (-t<t<0) (t<-t,0<t)
(1-13)
物体的初始速度 v0 由式(1—14)表达: (1-14) 物体的位移与式(1-9)相同,隔离系数与式(1-12) 相同。 消极的冲击隔离和积极的冲击隔离的隔离原理是相同的, 为了达到一定的隔离效果,须选择较软的弹性支承并增大 系统的支承阻尼性能。
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
隔振器、隔振元件与隔振材料的分类 及主要性能
从理论上说,凡是具有弹性的材料均能作为隔振 元件,但在实际工程应用上受到很多条件的限制, 例如能否大量供应,性能是否稳定,使用寿命长 短以及是否具有防水、防油、防火性能等。兹将 目前国内大量使用的隔振元件和隔振材料介绍如 下。
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
隔振基本原理
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
THANK YOU!
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离高频/低频隔振
低频振动的隔离
1.对隔离大地脉动目前可选用气垫 2.对要求特别严格的实验室应当通过选点和采取隔振措
施相结合的办法来克服 3.采用局部零件隔振方法,而“长周期惯性悬挂”是可取
当 阻 尼 不 可 忽 略 时
二、ω和ρ对隔振效果的影响
二、ω和ρ对隔振效果的影响
三、隔振器的设计
积极隔振
消极隔振
高频振动干扰的隔离(100Hz以上) 中频振动干扰的隔离( 6Hz以上至100Hz之间) 低频振动干扰的隔离( 5Hz以下)
三、隔振器的设计
三、隔振器的设计
当确定隔振系统的参数后,还应根据具体要求选好隔振系 统的结构形式。
尽量使系统的质量中心处在垂直平面的中心轴上(结构的 中心轴上)。
最好使系统的质量中心在水平位置上处于弹性元件的支承 水平面附近,以提高系统的横向稳定性。
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
高频干扰往往振幅较小而频率高,它常会引起弹性元 件的纵向弹性共振。
在发生纵向弹性共振的情况下,负荷的弹性元件本身 则变成一个有分布参数的线性振动系统。隔振系统除有集 中参数的线性振动系统的一个固有频率ω0外,还有其他共 振频率ωk,这就是弹性元件的纵向弹性固有振动频率。所 以在设计隔振系统时,除考虑到集中参数的线性振动规律 外,还应注意不使主要的干扰频率与隔振系统的纵向固有 弹性振动频率相同,从而保证整个隔振系统在干扰力的作 用下能获得良好的隔振效果。
隔振基本原理及应用
主要内容
隔振的基本原理 ω和ρ对隔振效果的影响 隔振器的设计 高频、低频隔振
设备基础隔振设计探讨
设备基础隔振设计探讨摘要:本文对设计中常用的几种设备基础隔振方式进行了简要探讨,指出其优劣,以便在以后的设计中合理的选择隔振方式关键词:隔振排桩设备基础Abstract: in this paper, the design of the equipment used in several basic way of vibration isolation are discussed briefly, points out the advantages and disadvantages, so that the design of the later in the choice of reasonable way of vibration isolation Keywords: isolation row pile foundation equipment1、引言随着社会的进步和发展,机械加工行业已经进入精密和超精密时代。
精密仪器是现代工业生产、检测和科学实验的关键设备,然而当环境中振动的影响过大时,会造成设备加工质量达不到规定要求,或者仪器检测和实验数据不准,这都将导致严重的后果。
设备隔振主要分为两种,一种是对振动敏感的机器和设备,这类设备隔振的主要目的是保证在给定外部激励时,设备或其它关键区域(如精密制造设备中工件和工具之间、或设备哥元件之间)的相对振动不超过允许的极限值。
典型代表如精密机床、坐标测量仪等;另外一种是本身为振源的机器和设备,这类设备隔振的主要目的是将传递到基础的动态作用力减低到允许值以下。
典型代表如锻锤、水压机等产生冲击力的设备或激振器等振动频谱成分复杂的机器。
[1]这些动力设备虽经过静、动平衡,但仍有不平衡力存在,它们通过设备基础传递到地基上去,不仅会影响周围工作人员的工作和情绪,还会影响周围机器的正常运行。
因此,解决设备基础的振动控制问题具有重要意义。
2、隔振沟隔振沟是针对沿地基浅表水平传播的振动隔离的一种通用方法,当振动波在传播过程中遇到该屏障时,根据波的衍射作用,会在隔振沟后出现一个地面振动幅度相对降低的屏蔽区,从而达到屏蔽区削振的目的。
减振与隔振及方法
这两种情况下定义机器传递到地基的动荷载的最大值 FNmax 与 F0 的比值 K 表示隔振的效果,
称为隔振系数或力传递率。因此
K
=
FNmax
=
F0
cω
kB 1 +
2
2
( kB ) + ( cBω )
k
=
F0
F0
因
F0
= B0
k
和阻尼而不计质量,这样在只考虑单方向振动的情形下,可简化为单自由度隔振系统,如图
1 所示。
图 1 a)主动隔振和 b)被动隔振
图中 m 为机器或设备及底座的质量,k 和 c 为隔振器的刚性系数和粘滞阻尼系数。
如图 1 所示,主动隔振的振源是机器本身的干扰力 = 0 。如果机器直接安装在地基
cω
cω
n ω
=
= 2 ⋅ = 2ζλ
2
k
mωn
ωn ωn
则隔振系数 K 可写为
K=
1 + 4ζ 2 λ 2
(1 − λ )
当 ζ = 0 ,隔振系数 K 与频率比 λ 的关系为
2 2
+ 4ζ 2 λ 2
2
K=
1
1− λ2
对应于不同的阻尼比 ζ ,可得出一系列的 K 随 λ 变化的曲线如图 2 所示。
一Hale Waihona Puke 减振与隔振的概念减振是工程上防止振动危害的主要手段。
减振可分为主动减振和被动减振。
主动减振是在设计时就考虑消除振源或减小振源的能量或频率,在精密仪器、航空航天
设备、大型汽轮发电机组及高速旋转机械中应用较多,但费用昂贵,普通工程机械中应用较
设备减震方案
设备减震方案设备减震是一种重要的技术手段,旨在减少设备在运行过程中所产生的振动和噪声,提高设备的运行效率和稳定性,保护设备的正常工作。
本文将介绍设备减震的原理、适用范围以及常见的减震方案。
一、设备减震原理设备减震是利用减震材料或减震装置来吸收和隔离振动能量的过程。
在设备运行过程中,由于外力的作用或设备本身的震动产生振动能量,如果不进行减震处理,这些振动能量将会传递给设备周围的环境,导致噪音和设备的不稳定。
而设备减震可以通过改变振动的传递途径,将振动能量转化为其他形式的能量或吸收掉,从而减少振动的干扰和危害。
二、设备减震的适用范围设备减震广泛应用于各个行业和领域,特别是在需要保证设备正常运行和提高工作效率的情况下。
以下是设备减震常见的适用范围:1. 工业生产设备:如机械设备、生产线设备等;2. 电子设备:如计算机、服务器等;3. 医疗设备:如医用影像设备、手术器械等;4. 实验室仪器:如精密仪器、显微镜等;5. 建筑设备:如电梯、空调机组等。
三、设备减震方案设备减震方案的选择应根据具体设备的特点和需求来制定。
下面是几种常见的设备减震方案:1. 弹簧减振:利用弹簧的弹性来吸收振动能量,是一种简单有效的减震方法。
可以通过调整弹簧的刚度和数量来适应不同的设备和工况。
2. 橡胶减振:橡胶是一种具有良好弹性和吸震性能的材料,常用于减震装置中。
橡胶减振通过将设备与地面之间增加一层橡胶垫片或橡胶支座,减少振动传递,达到减震效果。
3. 隔振台:隔振台是一种常见的减震设备,通常被用于实验室等环境中。
隔振台采用高弹性的材料和结构设计,通过减小设备与地面的接触面积,将振动能量分散吸收。
4. 液体减振:液体减振是利用液体的黏性和阻尼特性来吸收振动能量,减少设备的振动和噪声。
常见的液体减振方式包括液体阻尼器和液体弹簧等。
5. 其他减震方案:根据实际需求,还可以采用气弹簧减振、电磁减振等其他减震方案。
综上所述,设备减震是保证设备正常运行和提高工作效率的重要手段。
风机隔振方式
风机隔振方式
风机隔振是一种重要的风机附件,它可以有效减少风机振动和噪音,提高其工作效率和使用寿命。
目前常见的风机隔振方式有以下几种:
1. 弹性支撑隔振方式:
这种方式使用弹性材料或弹簧等将风机与基座隔离,有效减少振动传递。
弹性支撑隔振可以减少振动对风机的损坏,同时降低振动对周围环境和设备的影响。
2. 阻尼器隔振方式:
阻尼器隔振方式常用于大功率风机和高速运转的风机。
它通过安装阻尼器来吸收和消除风机振动能量,使风机保持稳定运行。
阻尼器可以是液压阻尼器、摩擦阻尼器或涡流阻尼器等。
3. 动平衡调试隔振方式:
动平衡调试是一种通过调整风机转子的质量分布,使其在高速旋转时达到动平衡状态的方法。
采用动平衡调试隔振方式可以有效减少风机的振动,提高其运行效率和稳定性。
4. 声学隔振方式:
声学隔振方式是通过利用吸声材料和隔声结构来减少风机噪音的传播。
这种方式可以在一定程度上降低风机噪音对周围环境和人员的影响,提高工作环境的舒适度。
风机隔振的选择应根据实际情况和需求。
在选择隔振方式时,需要考虑风机类型、工作环境、振动频率和振幅等因素,以确定最适合的隔振方式。
同时,隔振装置的安装和维护也十分重要,需要确保正确安装和定期检测,以保证其隔振效果和运行质量。
风机隔振不仅可以提升风机的工作效率和稳定性,还能减少噪音对人体的伤害,改善工作环境。
因此,无论是工业生产中的风机还是居民建筑中的通风设备,选择合适的隔振方式都是非常重要的。
随着科技的发展,新的风机隔振技术也在不断涌现,给隔振领域带来了更多的可能性,相信在未来的发展中,隔振技术将得到进一步的优化和创新。
隔振原理的理论分析与应用
隔振原理的理论分析与应用一、引言隔振技术是一种常见的减振方法,被广泛应用于工程、航空、汽车等领域。
隔振原理是通过采用合适的隔振材料、结构设计等手段,减少外界震动对设备造成的影响。
本文将对隔振原理进行理论分析,并探讨其在实际应用中的一些案例。
二、隔振原理的理论分析1. 震动的传播在分析隔振原理之前,我们首先需要了解震动在媒介中的传播方式。
震动可以通过几种方式传播,如固体传导、空气传导和液体传导等。
在实际应用中,大部分情况下我们主要关注的是固体中的震动传播。
2. 隔振原理的基本概念隔振原理的核心思想是通过采用隔振材料和结构,将外界的震动隔离开来,使其无法传输到设备或结构中。
这样可以降低外界震动对设备的影响,提高其工作效率和寿命。
3. 隔振材料的选择在实际应用中,选择合适的隔振材料是非常重要的。
常见的隔振材料有橡胶、弹簧、减振垫等。
这些材料具有较好的弹性和减振性能,可以有效地将外界震动传导减小。
4. 结构设计的考虑因素在隔振原理的应用中,结构设计也是一个关键因素。
结构的刚度、质量分布等都会对隔振效果产生影响。
通常,我们会选择柔性结构或采用阻尼器、缓冲器等装置来减少震动传递。
5. 隔振原理的数学模型与计算方法隔振原理可以通过数学模型进行分析和计算。
常见的模型有单自由度系统模型和多自由度系统模型。
根据实际情况,我们可以选择合适的模型进行计算,进而评估和优化隔振效果。
三、隔振原理的应用案例1. 工业设备的隔振工业设备常常受到地震、机械振动等外界因素的影响,导致设备的正常运行受到限制。
通过采用隔振原理,可以有效地减少外界震动对设备的干扰,提高其稳定性和准确性。
在工业设备的隔振中,常见的应用案例有精密机械、涡轮机组、压缩机等。
通过合理的隔振设计和隔振材料的选择,可以保证设备的正常运转,并减小因震动引起的故障率。
2. 建筑结构的隔振隔振原理在建筑结构中的应用也非常广泛。
如高层建筑、大桥、地铁等结构,都可能因地震、风力等因素造成震动。
机械加工中振动的产生机理以及防治措施
机械加工中振动的产生机理以及防治措施摘要:机械装置的振动是机械加工中普遍存在的问题,是影响生产质量的因素之一。
因此,在机械加工过程中,必须采取有效措施控制机械振动的发生,以提高生产质量。
基于此,本文分析了机械加工中出现的振动类型及其产生的具体原因,进而探讨了控制机械加工中机械振动的手段,以期为机械加工企业提供参考。
关键词:机械加工,机械振动,控制措施在机械加工逐渐呈现智能化、数字化发展趋势的当下,不断优化机械装备制造工艺,实现产品生产加工的高效率、高品质。
但在具体的加工过程中,由于刀具与工件之间的周期性运动,加工过程中不可避免地会出现振动问题,要在不影响加工产品质量的情况下解决这一问题,就需要:研制的理由合理的解决方案,避免此类问题的再次发生。
一、机械加工中的振动问题及原因分析1、机械加工中常见的机械问题在机械生产加工过程中,很容易出现振动问题,机械振动基本上可以分为三种不同的类型,其中一种是自由振动,有一些外界扰动力会破坏机械系统的平衡,使得它在不同尺寸下显得灵活,这反过来又会导致机械振动问题。
这种机械振动不会对加工产生大的影响,因为系统本身在加工过程中会产生一些阻力,可以削弱自动振动的作用。
二是强迫振动,三是自激振动,这两种机械振动对加工的影响比较大,系统本身不具备衰减强迫振动和自激振动的能力,因此,它处理机械振动是必要的,具体振动的原因和特征将相应讨论。
寻找消除强迫振动和自激振动的有效方法。
2、各种机械振动的产生原因(1)自由振动自动振动的原因是由于外界因素的干扰,加工过程中切削力发生变化,产生一定的冲击力,破坏加工系统的平衡。
这类振动的本质是消除限制机械系统振动而引起机械振动问题的力,它是所有机械加工振动中最容易预防和控制的机械振动,具有相对对系统影响不大。
小。
(2)受迫振动受迫振动是在加工系统内外因素的共同作用下发生的。
由于外界的不断干扰,加工系统会引起内部和外部的交替变化,影响加工产品和机械设备的正常运行。
设备基础隔振施工工法(2)
设备基础隔振施工工法设备基础隔振施工工法一、前言随着科技的发展和社会的进步,振动成为了一种常见且无法避免的现象。
在一些特定的场合,振动不仅会对设备设施的正常运行造成影响,还会对周围环境和人员安全造成威胁。
为了解决这个问题,设备基础隔振施工工法应运而生。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例,为读者提供一份全面、准确、实用的参考指南。
二、工法特点设备基础隔振施工工法的特点主要包括以下几个方面:1. 隔振效果好:通过采取隔振技术措施,能够有效降低设备设施振动的传递。
2. 工法灵活:该工法适用于各种场所和设备设施,且适应性广,可以根据具体需求进行调整和优化。
3. 施工周期短:相比传统的隔振工法,设备基础隔振施工工法施工速度更快,能够有效缩短施工周期。
4. 维护方便:隔振结构的维护和检修方便,能够减少维护成本和设备停机时间。
三、适应范围设备基础隔振施工工法主要适用于以下场所和设备设施:1. 医院:对于手术室、核磁共振室等对振动敏感的设备设施,可采用设备基础隔振施工工法进行隔振处理,保证设备正常运行。
2. 办公楼:对于楼层间的振动传递和噪声扩散问题,可采用设备基础隔振施工工法进行处理,提升办公环境质量。
3. 工业厂房:对于振动大的机械设备,为了保护设备和周围设施不受振动影响,可采用此工法进行隔振处理。
4. 研发实验室:对于高精度的实验设备,可采用设备基础隔振施工工法进行处理,保证实验的准确性。
四、工艺原理设备基础隔振施工工法的工艺原理是通过改变设备基础的材料和结构,以及增加一定的减振元件来实现隔振效果。
减振元件主要包括弹簧、橡胶垫等,它们能够吸收和减少振动的传递,从而降低设备的振动幅度。
根据实际工程需要,需要进行详细的分析和设计,确定合适的隔振结构和减振元件,并将其与设备基础进行紧密结合。
在施工过程中,需要注意减振元件的安装位置和数量,以及与设备基础的连接方式,以确保隔振效果的最大化。
隔振基本原理
隔振基本原理主动隔振和被动隔振的共同点是安装减振器(弹簧),但减振器安上去后,可能使要保护的电子产品的振动减小了。
也可能使振动比原来更大。
因此必须了解振动的基本原理,否则可能会得到相反的结果。
1.病动系统的组成机械振动时物体受交变力的作用,在莱一位置附近做往复运动。
如电动机放在一简支梁上,当电动机旋转时,由于转子的不平衡质量的惯性力引起电动机产生上下和左右方向的往复运动。
当限制其左右方向的运动时,就构成了最简单的上下方向的振动(单自由度系统的正弦振动),如图5—50(a)所示。
亿宾微电子电动机放在简支梁上,电动机的转动中心在0点,转子质量为mf,重心偏移在口点,偏心距为‘,转子转动的角速度为m,则转动时,转子产生的离心力为EJ,zJ的垂直分量为y2,水平分量为D:。
如果限制左右方向的运动,则电动机仅受yJ的交变作用。
如果只考虑简支梁的弹性,不计其质量,电动机连同底座的质量为m,视为一个集中质量,则电动机的振动模型可表示为图5—50(b),该图即为其力学模型。
研究机械振动时,往往把实际的复杂系统进行简化,抓主要因素,得出力学模型,然后用力学模型进行分析计算。
几种常见的振动力学模型如图5—5l所示,5—51(a)是单自由度系统自由振动;图5—51(b)是单自由度系统阻尼自由振动;图5—51(c)、5—51(d)是单自由度系统的强迫振动的两种形式。
固5—5l(c)中激振以交变力形式存在,图5—51(d)中激振以支承振动位移的形式加于系统。
物体呼弹性回复力和重力的作用,并只能在一个方向上振动的机械振动称为单自从图5—52(b)可以看出,这种振动只要一开始,就会不停地进行下去,这显然是不行的。
只要给振动系统加上阻尼f(常用阻尼比D表示),如图5—5l(b)所示,振动就很挟消失,这种振动称为阻尼自由振动。
3.单自由度系统的阻尼强迫振动实际产品的持续振动是取外来激振对弹性系统做功,即输入能量以弥补阻尼所消耗的能量来进行的。
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消极隔振
对于消极隔振,如图1—1b所示,可用隔振系
数振幅与表基示础其T振隔p 幅振之效比果,,(它或的是含振义动是速被度隔幅离值的、物加体速
度幅值的比值)用式(1—6)计算:
Tp
x0 U0
1 4 2 ( f / f0 )2 [1 ( f / f0 )2 ]2 4 2 ( f / f0 )2
(1-6)
冲击隔离
和周期性激励力的振动隔离相似,对于脉冲冲击也可 以考虑隔离,也分为积极的与消极的两类。积极的冲击隔 离是隔离段压机、冲床及其它具有脉冲冲击力的机械,以 减少其对环境的影响;消极的冲击隔离是隔离基础的脉冲 冲击、使安装基础上的电子仪器及精密设备能正常工作, 舰船上的设备为了防止因爆炸引起的强烈冲击而设计的隔 离系统显然也属此列。图1—3为单自由度冲击隔离系统 的力学模型示意图。
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:
F0 FT F0
(1 Ta )%
(1-2)
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。
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:
Ta
(f
/
1 f0 )2
1
(1-3)
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:
Ta
1 4 2 ( f / f0 )2 [1 ( f / f0 )2 ]2 4 2 ( f / f0 )2
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。
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
式中 x0 ——物体的垂向振幅(cm); U0 ——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:
▪ 当 f / f0 1 时,发生共振,应力求避免;
▪ 不论阻尼大小,只有 f / f0 2,才有隔振效果;
▪ 一般情况下,建议把 f / f0取为2.5~4.5。 ▪ 对于大型的或重要的设备以及有特殊要求的情况,
振效果,但传递力也不放大; ▪ 当 f / f0 > 2,传递率Ta<l,有一定的隔振效果,
振动传递率可按式(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 / f0 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
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。Leabharlann 积极隔振与消极隔振的力学模型
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。
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,在确定振动力作用下物体振动越小。增大质量还包 括增大隔振底座的面积,以增大物体的惯性矩,可减小物体的 摇晃。但质量的增加并不能减小传递率。 ▪ 阻尼——隔振系统的支承阻尼有以下的作用:在共振区减小共 振峰,抑制共振振幅;减弱高频区物体的振动,在隔振区为系 统提供了一个使弹簧短路的附加连接,从而提高了支承的刚度, 使传递率增大。因此阻尼的作用有利也有弊,设计时应特别注 意.
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 力度F为0 cos((1/ts))、—振—动这力是的单频一率频为率的2 周(Hz)期-激垂励直力作、用角在速物 体M上,基础同时也受到弹簧力及阻尼力,物体
(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Ta 与频率比( f / f0)及阻尼比( )有关,三者关系可 画成如图1—2所示的曲线
由图1—2可知: ▪ 当 f / f0=1时,传递率为极大,此时整个隔振系统
处于危险的共振状态; ▪ 当 f / f0= 2时,传递率 Ta=1,此时隔振系统无隔
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Fr
与作用在物体上的外力F0 相比,这个比值 Ta 称为
振动传递率,用式(1—1)表示:
▪
Ta
|
FT F0
|
(1-1)
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。
果,应该使隔振支承系统的固有频率为振
动力频率的 1 ~ 1 2.5 4.5
。
阻尼的作用
在振动力 F0 的作用下,物体振动的垂向
振幅 x0 可由式(1-5)计算:
x0 k
F0 [1 ( f / f0 )2 ]2 4 2 ( f / f0 )2
(1-5)
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 / f0 > 2 时,阻尼反而使传递 率增大。