《第五章隔振与阻尼》-精选·课件.ppt

第五章 隔振与阻尼 人对振动的感觉与振动频率、振幅的关系 1.2 隔振基本原理 隔振：是通过降低振动强度来减弱固体声传播的技术。 振动：通常是物体沿直线或弧线相对于基准平衡位置所作的往复运动成为振动。 全身振动：人直接位于振动物体上时所受到的震动。 局部振动：手持振动物体时引起的人体局部振动。 由于弹性装置的隔振作用，设备产生的扰动力向地基的传递特性将发生改变，设计合理时，振动传递将被降低，从而收到减振降噪的效果。根据隔振目的的不同，通常将隔振分为主动隔振（积极隔振）和被动隔振（消极隔振）两类。 （1）主动隔振 隔振机械设备本身的振动力通过其机脚、支座传至基础或基座，即隔离振源，目的在于隔振或减少动力的传递，使周围环境或建筑结构不受机械振动的影响。 一般动力机器、回转机械、锻冲压设备的隔振都属于积极隔振。 （2）被动隔振 防止周围环境的振动通过支座、底座传到需要保护的仪器，即隔离响应。一般电子仪表、精密仪器、载重设备、消声室、音响要求高的楼厅建筑、车载运输物品的隔振都属于消极隔振。 隔振系统中控制振动及其传递的基本因素是：弹簧或隔振器的刚度、被隔离物体质量系统支撑。 1）刚度 隔振器的刚度越小，隔振效果越好，反之隔振效果越差。 2）质量 在激励力固定、系统固有频率不变的情况下，增加被隔离物体的质量，则可以减小其响应的振幅。 3）阻力 振动传递比T与频率比z的关系主要表现为： （1）当z远小于1时，即T≈1，说明干扰力可以通过隔振装置全部传递至基础，装置未起到隔振作用。 （2）当0.2≤z ≤ 时，此时T＞1时，这说明隔振措施极不合理，不仅不起隔振作用，反而放大了振动的干扰，甚至发生共振。 （3）当z≥ 时，干扰力的频率大于隔振系统固有频率的 2倍，T＜1，干扰力部分通过隔振装置隔振系统起到隔振效果，一般z越大，T越小，隔振效果越好。 当考虑体系有阻尼情况时，即在体系中安装阻尼器，如橡皮垫等，则体系的传振系数如式所示，振动传递比T与阻尼比ξ的关系主要变现为： （1）当z≤2时，即隔振系统不起隔振作用甚至发生共振的区域，阻尼比ξ越大，T值则越小，这说明在这段区域增大阻尼对控制振动是有利的。 （2）当z≥2时，即隔振系统起隔振作用的区域，阻尼值越小，T值越小，说明在这段区域间阻尼越小，对控制振动越有利，工程上阻尼值ξ一般为0.02～0.2之间。 （3）当无阻尼时，T的最大值出现在频率比为1处；当有阻尼时，最大的T值出现在z小于1的区域。 从理论上说，凡是具有弹性的材料均能作为隔振元件。 这些材料应符合的要求：动弹性模量低，即弹性好刚度小；承载力大，强度高，耐久性好，不易疲劳破坏；阻尼性能好，使用寿命长； 应用条件限制：能否大量供应、性能是否稳定、使用寿命长短、是否具有防水、防油、防火性能。 隔振元件通常分为隔振垫和隔振器两大类。前者有橡胶隔振垫、软木、乳胶海绵、玻璃纤维、毛毡、矿棉毡等；后者有橡胶隔振器、金属弹簧、钢丝绳隔振器、空气弹簧等。 常见的隔振材料的性能比较见下表： 隔振材料 常用减振元件外貌 2.1 隔振器 隔振器是一种弹性支撑元件，是经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配件。 2.1.1金属弹簧隔振器 常见种类：金属螺旋弹簧隔振器、金属 蝶形弹簧隔振器、不锈钢弹簧隔振器。 优点：静态压缩量大，固有频率低，低频（2～4Hz），隔振良好；耐受油、水和溶剂的侵蚀，不受温度变化的影响；不易老化或蠕变； 缺点: 本身阻尼极小，（阻尼比约0.005） 导致共振时传递率非常大；高频时容易沿钢丝传递振动高频振动隔振效果差，被称为高频失效。 2.1.2橡胶隔振器 将橡胶固体剪切成型，可以形成各种各样的橡胶隔振器。它是使用最广泛的一种隔振元件。 橡胶隔振器即具有良好的隔振缓冲和隔振性能，而且体积小，质量轻，价格低，加工容易，安装方便；适合于小型设备和仪器的隔振，适用频率范围为4～15Hz。 缺点是不耐老化、不耐高温；普通橡胶使用温度范围是0～70℃，在空气中容易老化，一般寿命5 ～10年，载荷性能不一致，会产生松弛现象；不耐油污，承载能力低。 2.2 隔振垫 隔振垫是利用弹性材料本身的自然特性，一般没有确定的形状尺寸。常见的隔振垫有具有一定弹性的材料（如软木、毛毡、橡胶垫、海绵、玻璃纤维及泡沫塑料等）构成。 橡胶隔振垫的优点是价格低廉，安装方便，可剪裁成所需的尺寸并能重叠起来使