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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划隔振器橡胶材料硬度对其固有频率影响的研究隔振工程复习要求1、熟悉各类隔振器材的性能特点及应用技术。2、掌握隔振设计的基本方法。3、了解各类阻尼材料的性能特点及应用技术。一、常用隔振器的分类从理论上说，凡是具有弹性的材料均能作为隔振器材来使用，但在实际工程应用上往往会受到一些限制。满足以下条件的可作为隔振器材使用：弹性性能优良，刚度低；承载力大，强度高，阻尼适当；耐久性好，性能稳定，不因外界温度、湿度等条件变化而导致性能发生较大变化；抗酸、碱、油的侵蚀能力较强；取材容易，价格稳定；加工
2、制作和维修、更换方便；无毒，无放射性；具有阻燃性能。隔振器材分类较复杂，可按材料种类或结构形式划分，也可按用途进行分类。见表5-2-29。1、橡胶隔振器橡胶隔振器是利用橡胶材料制成的最简单的隔振元件，也是工程中常用的隔振装置。分为压缩型、剪切型、压剪复合型。橡胶隔振器一般由约束面和自由面构成，约束面通常和金属相接，自由面则是指垂直加载于约束面时产生变形的那一面。橡胶隔振器的隔振参数不仅于使用的橡胶材料成分有关，还与构成形状、受力方式等因素有关。橡胶隔振器与弹簧相比有如下特点：橡胶较易成型，与金属能牢固地黏结在一起，可做成各种任意复杂形状。橡胶有内摩擦，临界阻尼较大，因此很少发生钢弹簧那样的强烈
3、共振，或者螺旋弹簧特有的通过共振现象。另外，橡胶隔振器通常是由橡胶和金属结合而成的，金属与橡胶复合后的声阻抗较大，能够有效地起到隔声作用。橡胶隔振器的弹性系数可以通过改变橡胶成分、改变结构等办法在较大范围内变更，以满足设计和使用的需要。橡胶隔振器对太低的固有频率不适用，静态压缩量也不能太大。因此，对具有较低的干扰频率的系统和重量特别大的设备不适用，较适用于中、小型设备的隔振，常用的适用频率范围为515Hz。橡胶隔振器性能受温度影响较大。高温下使用性能不好；在低温下使用弹性系数会改变。压缩型橡胶隔振器的设计步骤：确定隔振器载荷动刚度、静刚度根据被隔振对象总静载荷和所用的隔振器的数量，求出每个隔振
4、器承载的静载荷W；根据隔振体系要求的固有频率f0，求出竖向动刚度kzd。W(2?f0)2g式中：kzd单个隔振器竖向动刚度，N/cm；W单个隔振器的静载荷，N。kzd?橡胶材料的动态和静态弹性模量和它的肖氏硬度有关，根据橡胶的硬度查阅相关资料，就可以确定动态系数nd，nd是动、静态弹性模量之比。然后可确定隔振器的竖向静刚度kzs。kzs?kzdndGSH2式中：G动态切变模量,N/cm；D?1/3Ed；S隔振器支撑面积；H隔振器的高度。则隔振器的水平刚度为：kx?确定隔振器的几何尺寸HkzsW；隔振器的支撑面积为S，有S?。Es?t?skzsAB式中：?t,?s分别为温度系数、形状系数；其中形
5、状系数?s与?s有关，?s?或?s?；Es静态弹性模量。4H隔振器的竖向静变形为?，有?隔振器设计注意事项：应根据使用的环境条件选择合适的橡胶。在橡胶和金属的结合面，避免有可能造成应力集中的结构，并以圆角代替锐角。在实际应用中，橡胶隔振器的最大应力发生在橡胶与金属黏结面上，因此在校核强度时，除了橡胶本身的允许应力外，还需要考虑橡胶和金属间的黏结强度，取两者中的较小值作为设计的依据。在设计或选用橡胶隔振器时，要考虑到尽可能避免使橡胶长期在受拉状态下工作，橡胶的变形应按厚度控制在许可的百分比范围内。对于圆筒形或剪切型隔振器，为了消除橡胶的收缩应力，提高其耐久性，在制造时必须给以适当预压。当采用这种
6、措施时，半径方向或者压缩方向的刚度将增大约10%，而轴线方向或剪切方向则将减小，因此刚度的正确数值，要按产品实测值为准。隔振器的主要性能参数是刚度和阻尼。根据加载力变化速度的不同，分为静刚度、动刚度、冲击刚度三种，对于弹簧隔振器来说，这三者基本上是相同的，而橡胶隔振器的三种刚度是不同的。需要指出的是，温度对橡胶隔振器的刚度影响很大，温度降低，刚度增大；温度升高，刚度则减小。2、弹簧隔振器弹簧隔振器是目前应用较广泛的隔振器，包括螺旋弹簧式隔振器、板条钢板式隔振器和卷带式隔振器三种类型。螺旋弹簧式隔振器应用最广泛，在各类风机、破碎机、压力机、锻锤机的振动控制上常被采用，设计合理，可获得满意的隔振效
7、果。板条钢板式隔振器是由多根钢板叠加在一起构成的。具有良好的弹性，变形时钢板间产生摩擦阻尼。只在一个方向上具有隔振作用，用于火车、汽车的车体减振。弹簧器有如下优点：可以达到较低的固有频率，例如5Hz以下。可以达到比较大的静态压缩量，通常达到20mm的压缩量。承载能力高，可以承受比较大的荷载。耐高温、耐油污、性能稳定不老化。钢弹簧的工作方式可以是压缩式，也可以是拉伸式，使用非常灵活。弹簧隔振器有如下缺点：由于存在自振动现象，容易传递中频振动。阻尼太小，对共振频率附近的振动隔离能力比较差。在高频区域，隔振效果差。金属弹簧的水平刚度比较小，通常采用附加黏滞阻尼器的方法或在弹簧钢丝外敷设一层橡胶，以增
8、加隔振器的阻尼。3、隔振垫隔振垫是由具有一定弹性的软材料，如橡胶、软木、毛毡、海绵橡胶、玻璃纤维、矿渣棉及泡沫塑料等构成。由于弹性塑料本身的自然特性，一般没有确定的形状尺寸，实际应用中可以根据具体要求来拼或裁切成一定外形尺寸。橡胶隔振垫橡胶隔振垫选用橡胶为材料，天然橡胶由于变化小、拉力大、受破坏时延伸率长，价格低廉，所以应用较多。橡胶隔振垫有五种类型：平板橡胶垫、肋形橡胶垫、三角槽橡胶垫、凸台橡胶垫、剪切形橡胶垫。橡胶橡胶垫的性能与橡胶隔振器相似，主要优点是具有持久的高弹性，有良好的隔振、隔冲击和隔声性能；造型和压制方便，能满足刚度和强度的要求；具有一定的阻尼性能，可以吸收机械能量，对高频振动
9、量的吸收尤为突出；由于橡胶材料和金属表面间能牢固的黏结，因此不但易于制造安装，而且还可以利用多层叠加减小刚度，改变其频率范围，价格低廉。缺点是：易受温度、油质、臭氧、曝光及化学溶剂侵蚀的影响，造成性能变化及老化，易松驰，寿命较短等。软木隔振垫软木是一种应用历史悠久的隔振垫材料。软木具有质轻、耐腐蚀、保温性能好、施工方便等特点，并有一定的弹性和阻尼，适用于高频或冲击设备的隔振。毛毡毛毡的适用频率范围为30Hz左右，适用于对车间内中小型机器隔振降噪处理，毛毡隔振系统的固有频率主要取决于毛毡的厚度，而不是它的面积和静荷载，毛毡压得越密实，系统的固有频率就越高。通常采用的毛毡厚度为1025mm，当承受
10、270N/cm2压力时，固有频率约为2040Hz。其优点：价格便宜、容易安装，可以随意裁剪使用，与其他材料表面黏结性强；变形在25%以内时载荷特性为线形。玻璃纤维玻璃纤维是一种松散纤维材料，它靠本身良好的弹性和纤维间的压缩和摩擦而具有一定的阻尼和弹性，是一种良好的隔振材料，使用较为普遍。玻璃纤维的优点是不易老化、不腐、不蛀，又有抗酸、抗碱和抗油的良好性能，也不会燃烧。海绵橡胶和泡沫塑料橡胶和塑料本身是不可压缩的，在其变形时体积几乎不变，如在橡胶或塑料内形成空气或气体的微孔，它就有了压缩性，经过发泡处理的具有空气微孔的橡胶和塑料称为海绵橡胶和泡沫塑料。由海绵橡胶和泡沫塑料构成的弹性支撑系统，其优
11、点主要表现为使用这种材料可获得很软的支撑系统；裁切容易、安装方便；载荷特性表现为显著的非线性；产品很难保证质地均匀。4、弹性吊架弹性吊架，也称弹性吊钩，它实际上也是一种隔振器，只不过支承方式是悬挂式的。用于管道及隔声结构悬吊的，可以防止管道的振动传给建筑结构，也可以防止固体噪声相互传播。在高层建筑或声学要求较高的场所应用较多，如给水管道用弹性吊架悬挂在楼板下或混凝土梁下，流速大的风管也用弹性吊架悬吊。弹性吊架的基本结构可分为三部分：外壳、弹性体和连接部分。二、隔振应用技术在振动控制中，隔振是投资不大却行之有效的方法。隔振分为两类：积极隔振和消极隔振。都是在振源或防振对象与支撑结构之间加隔振器材
12、。1、隔振设计的原则和适用情况隔振设计的原则隔振设计是根据机器设备的机器特性、振动强弱、扰动频率以及环境要求等因素，尽量选用振动较小的工艺流程和设备，确定隔振装置的安放部位，并合理的使用隔振器等。主要亲自遵循以下原则：隔振设计时，必须了解机器设备的振动特性，以及可能产生的后果。合理采用隔振元件，弹性吊架和非刚性连接等隔振措施。机器设备的机座刚性和重量应保证设备的正常运行和减轻磨损。机器基础应独立，并与其他机器基础、房屋基础之间分开或留缝。尽量选用振动较小的设备或驱动频率较高的设备，以提高隔振效果。隔振器在平面上的布置，力求使其刚度中心与隔振体系的重心在同一垂直线上。隔振设计的适用情况控制设备引
13、起的基础或楼板的振动，引起的噪声或振动直接产生危害。在机器设备内部，振动部件通过结构件向非振动部件传递振动。敏感的仪器或设备受基础传递的环境振动而无法正常工作。一般来说，对固体声和基础振动比较敏感的地点需要进行隔振，机座重量比较轻的设备需要进行隔振，或增加惰性块后再进行隔振。2、隔振设计的步骤隔振设计前的准备工作收集被隔设备的资料：设备的型号、规格及轮廓尺寸图等，设备的质心位置、质量和质量惯性矩，设备底座外廓图、附属设备、管道位置和坑、沟、孔洞的尺寸、灌浆层厚度、地脚螺栓和预埋件的位置等，与设备和其基础连接的有关管线图。勘察现场条件、确定设备安装位置和掌握支撑结构形式。掌握隔振装置工作的环境条
14、件，如温度、接触物等。收集隔振安装需要的图纸资料，包括动力设备和机架的重量和重心的位置，以及设备底座外形尺寸和地脚螺栓的位置等。所选用或设计的隔振器的特性。明确隔振设计的任务根据不同的隔振类型，分析振动设备的扰动力频率f。如果有几个频率不同的振动源都需要隔离，则激振力频率应该取频率最小的那个作为设计计算值。扰动力频率f常常是现有设备的固有参数不可改动。确定振动传递比T根据设计原则和有关资料，以及实际工程需要确定振动传递比T。简单隔振系统的振动传递比T由下式计算：T?1f?()2f0式中：T振动传递比；f机器设备的扰动频率，Hz；f0机器设备与隔振装置组成的隔振系统的固有频率，Hz。在隔振系统有阻尼的情况下，由下式计算：?f2?1?(2?)f0?T?2f2?f2?1?()?(2?)?f0?f0?式中：?阻尼比，?c/c0。确定固有振动频率f01/2根据现场隔振要求，由扰动力频率f以及振动传递比T可以确定隔振系统的固有振动频T1?T由于机组外力频率f与机组本身重力作用下弹性支座的静态下沉量dcm(cm)有着重要关系。因此隔振系统的固有频率f0也可以用下式计算。15对于钢弹簧：f0?dcmdcm率f0：f0?f对于橡胶等弹性材料：f0?Ed5?dcmEs式中：Ed,Es材料动态和静态弹性模量。同时应保证f/f0?2。一般情况f/f0应取5，要获得较大的静态压缩量，并取得
