减振效果（通用4篇）
减振效果 篇1
振动压路机振动轮减振系统主要由橡胶减振块组成,该系统一方面要利用振动轮中偏心装置旋转产生的周期性振动,对路面进行压实,另一方面要减少振动轮向机架以及其他系统传递的振动,从而提高机器的可靠性和舒适性能。本文通过试验,验证振动轮减振效果。
1. 橡胶减振器的受力特点
橡胶减振器制作简单,减振刚度理论计算方法也比较成熟。振动压路机橡胶减振器均采用具有良好的耐油性和较大损耗因子的丁晴橡胶(NBR)制成。
橡胶减振器的断面形状有2种,即圆形截面和矩形截面。根据振动压路机橡胶减振器的受力方式,可将其分为传递扭矩和不传递扭矩2种类型。振动压路机前行走轮(振动轮)的驱动力矩M通过橡胶减振器传递到驱动轮上,此时橡胶减振器不但起到减振作用,还充当一个弹性联轴器,以传递驱动扭矩。而振动压路机振动侧的橡胶减振器则主要受剪切作用力。
由于橡胶减振器的受力状态不同,其动态特性也不同。振动压路机减振系统中的橡胶减振器,主要受剪切载荷或剪切与扭矩2种载荷共同作用。我们依据橡胶减振器的受力特点,对橡胶减振器的静压缩刚度和静剪切刚度进行了大量的试验研究。结果表明,在测试变形范围内,2种类型的橡胶减振块的静压缩刚度和静剪切刚度近似为一定值,静压缩刚度远大于静剪切刚度,且硬度越大,抵抗外负荷的能力越强。
2. 减振性能影响因素
橡胶减振器刚度与阻尼对振动压路机减振性能有显著影响。在研究这两因素对振动压路机减振性能影响时,需要大量不同刚度和阻尼的减振器,这在实际中很难实现,而通过仿真分析的方法则可以做到。采用动力学分析软件ADAMS,将橡胶减振块的刚度和阻尼对振动压路机减振性的影响进行仿真分析,再利用Matlab仿真软件进行数据分析。
本文重点分析橡胶减振器的刚度K、阻尼C对减振系统传递率η的影响,并选取阻尼比ζ和刚度比t这2个变量。仿真分两种情况进行:第一种情况为固定橡胶减振器的刚度K,改变阻尼比ζ使阻尼C相应地增大或减小,由此分析橡胶减振器的阻尼C与传递率η之间的关系。第二种情况为固定橡胶减振器的阻尼C不变,改变刚度比t使刚度K相应地变化,据此分析橡胶减振器的刚度K与传递率η。
3. 试验验证减振效果
经过对橡胶减振器进行动态仿真试验和分析,得出阻尼比ζ与传递率η的对应值,使用Matlab仿真软件进行拟合得到阻尼比ζ与传递率η的曲线(见图1)和为刚度比t与传递率η的曲线(见图2)。
由图1可以看出,当橡胶减振器的刚度K不变时,随着阻尼比ζ的增大,即阻尼C值增大,系统的传递率η增加,速率逐渐变缓,达到某一值后传递率η基本保持不变。
减振器阻尼C值越小,阻尼比的值ζ就越小,减振系统的传递率η就越小,系统的减振性能就越好。阻尼比越小,共振区内的传递率越大,减振效果就越差。为使振动压路机获得较好的减振效果,阻尼比ζ不能取的过大或过小,建议在0.15～0.3之间。
由图2可知,当橡胶减振器的阻尼不变时,增大减振器刚度比即将减振器刚度不断增大,减振系统的传递率也会逐渐增大。所以,在满足对上机架支撑作用的前提下,橡胶减振器的刚度K值越小,减振系统的传递率η越小,压路机的减振性能也越好。
另外,橡胶减振器的阻尼比ζ与刚度比t由0～1变化时,阻尼比ζ对减振系统的传递率η的影响范围为0～0.631,刚度比t对减振系统传递率η的影响范围为0～0.103。由此可以看出,阻尼比ζ对减振系统传递率η的影响远大于刚度比t对减振系统传递率η的影响。
利用振动压路机减振系统试验装置,对压路机减振系统动态性能进行试验,可对仿真计算结果进行验证。图3为测试用仪器及其连接示意图。
分别在振动轮、前框架的相应位置布置加速度传感器,并使振动轮在废旧轮胎上原地振动,测试压路机进行振动时各测点的振动烈度。振动轮测试点布置与前框架测点布置如图4所示。
测试结果如附表所示。由附表可以看出,振动轮两侧的减振效果均为97%以上,振动轮与机架的减振支撑均起到了较好的减振效果。
振动压路机的减振性能对其工作的可靠性、操作舒适性、零件的使用寿命以及噪声等都有很大的影响。我们将动态仿真减振支撑的参数进行优化后,振动轮与机架减振支撑系统减振效果得到了明显提升。
减振效果 篇2
关键词：船舶,新型蜂窝隔振器,减震效果
1 研究背景
在船舶的隔振系统中, 主要有三种不同的系统类型, 分别是单层、双层隔振系统及浮筏隔振系统。在隔振系统中, 隔振器是最常规也是最基础的结构, 在隔振器的隔振效果、抗冲击能力及降噪效果中已经很难有大的突破, 所以必须采用全新的设计理念和全新的设计结构、材料来进行创新设计。通过对于新型隔振器的深入研究, 得出蜂窝隔振器及其中隔振元器件比如橡胶隔振器及钢丝隔振器等的性能, 本文就主要对此进行研究分析。
2 新型蜂窝隔振器中正、负泊松比的性能比较
2.1 蜂窝隔振器的结构分析
蜂窝隔振器主要是由上面板、蜂窝中间组及下面板三部分所构成。其中隔振器的结构尺寸的构建主要是由其设备的震动频率及强度、要求、空间等所控制的。船舶隔振器主要是安装在船底的板架上, 其正上方则是震源。
2.2 新型蜂窝隔振器中正、负泊松比的性能分析
如图1所示, 这两者在一定程度上存在着减振性能的差异, 由此也可得知钢面板在于复合面板的蜂窝隔振器存在19db的差异, 正波动比的差异达到17db, 这也就说明了在低频段新型蜂窝隔振器有着非常好的隔振效果。在高频段虽然有些许波动, 但是并不影响整体的隔振效果, 其隔振效果还是非常好的。
2.3 钢面板与蜂窝隔振器之间的性能对比
在对新型蜂窝隔振器研究中得出以下两个表 (表1与表2) , 由其中的数值可得知, 蜂窝隔振器能够使频率降低, 其机器也能够完美的避开共振点。
由此可推断蜂窝隔振器具有良好的隔振性能, 蜂窝隔振器负泊松比的性能也能达到最佳状态。这是由于新型隔振器中的元周期是由蜂窝胞所组合, 其也具备最好的变形能力, 将动能转化为变能, 使减振见过达到最佳状态。通过改善蜂窝胞元在其中的分布层数, 还有其的长、宽及内壁的厚度, 也可以一定程度的改善蜂窝隔振器中的频率及其他物理特征, 从而使蜂窝隔振器更能符合船舶使用。
上文主要分析了新型蜂窝隔振器的性能及减振效果, 下文就隔振元器件进行全方位的分析, 比如橡胶隔振器及钢丝隔振器等其中的性能进行探讨。
3 橡胶隔振器的性能研究
橡胶隔振器主要是由多层的橡胶及钢面板所组成, 他的特点就是可以根据机器的需要调整期承受力及竖向刚度, 还可以与传统隔振器保持相同的水平, 所以在船舶及一些大型及其进行隔振的时候使用此类隔振器是最为合适的。橡胶隔振器近年来在我国各大行业中都有广泛的运用, 比如在矿石的开采中及建筑物抗震中。
由于船舶在战斗中极有可能会遭到各种武器的攻击, 使得船舶受到强烈冲击, 对于船舶的本身结构会造成变形及强烈的震动, 为了减少船舶中仪器设备的破坏及船舶的破坏、人员的伤亡等, 改造其抗振及抗冲击力是设计船舶最重要的一个步骤。要想使船舶的抗冲击力进一步的提高, 那么就要在船的基座上设计抗振较好的元器件。上文说道橡胶隔振器的种种优点, 那么采用其作为船舶中的抗冲击元器件也是一种较好的办法。采用橡胶隔振器, 可以将较大的冲击性转变为势能, 并且利用橡胶的优点将其缓缓的释放出来, 防止船舶中的设备及船舶自身受到破坏。橡胶隔振器还有以下几个优点: (1) 其具有较好的弹性, 可以承受较大的交变应力; (2) 其可以自由的变换形状, 并且可以自主调整自身的硬度, 满足及其对于强度和刚度的不同要求; (3) 其自身的阻尼度数大, 能够有效的抗振及共振; (4) 其有滞后的功能, 本身可存储大量的能力来抵抗冲击; (5) 其体积小, 安装、拆除更加方便。
橡胶隔振器用于船舶中是由于其自身结构简单, 由橡胶及其他金属元器件所构成, 但是橡胶隔振器的性能确实很高的。在进行橡胶隔振器的研制过程中, 要通过不停的实验、优化及改进, 才能保障其性能。
橡胶隔振器的力学性能主要包括了动、静刚度及冲击度等。在研究中得知同一个隔振器中的这三个指标变化是一致的, 比如在橡胶隔振器中增加其硬度或者内壁厚度, 那么动、静刚度和冲击度也会在一定程度上增大, 这三者之间存在着一定的联系。
其中动刚度是橡胶隔振器衡量其动态特征的有效指标, 其与冲击刚度的比值定义中存在一定的联系, 那就是冲动比;静刚度是橡胶隔振器在增加或者减少负荷的基础上测量其与变形增量关系的一个比率, 橡胶隔离器在使用的过程中就会用静刚度来衡量其变形量;冲击刚度是衡量橡胶隔振器中冲击性能的重要指标, 它是在橡胶隔振器计算其性能的参数, 冲击刚度的大小值影响了橡胶隔振器的抗振及抗冲击效果, 它主要是在橡胶隔振器受到超负荷的冲击时, 其与变形增量之间的对比概率。通过对橡胶隔振器的动态试验及冲击试验中可以看出其特性, 从中得出其的冲击刚度。
橡胶隔振器的性能及抗冲击性能直接影响到了船舶本身及船舶中设备的安全, 它的性能参数在某种程度上具有重大意义, 这也就是为什么橡胶隔振器可以运用到船舶上作为主要减振、抗噪音设备的原因。
4 钢丝绳隔振器的性能研究
在船舶的建造上面, 通常是使用橡胶隔振器作为主要隔振设备, 而钢丝绳隔振器主要主机隔振。在船舶主机隔振中一直是我国难以解决的问题, 尤其是以柴油机为主的船舶主机。在中速柴油及低速柴油主机的隔振中, 对于弹性的频率设计要求非常低, 这点并非那么容易实现的。另外船舶在航行的过程中与其主机存在稳定性的矛盾, 所以在此还要考虑其中的动力输出问题。随着我国社会经济、技术的发展, 此项技术也逐渐成熟, 但是船舶中的弹性元件还是以橡胶隔离器为主, 钢丝绳隔离器作为船舶中隔振, 此类报道在国外很是少见。
4.1 钢丝绳隔振器工作的原理
当机器受到外界的影响时, 就会引起其震动和冲击, 此时钢丝绳隔离器也会发生位移, 在此过程中钢丝绳之间的钢丝会产生摩擦和扭曲, 将动能转换为热能, 由于震动和冲击所带来的能量被此过程所消耗。另外在钢丝绳隔振器受到外界冲击的时候, 其形体还会发生变化这一特性, 就有效的避免了隔振器碰到底部这一现象, 避免了由于隔振器碰到底所产生的震动, 使机器能够正常运转, 保障了机器在运行中的安全性。
4.2 钢丝绳隔振器的广泛应用
由于钢丝绳隔振器的特性被我国各行各业广泛应用, 包括空调、水坝、风机等一些中小型机器中的隔振;还有汽车中的减振抗噪、船舶设备、导航设备系统、导弹的运输及发射系统、核电站及军用加固器等一些抗震设备等领域。
4.3 钢丝绳隔振器的性能
钢丝绳隔振器主要有以下性能: (1) 钢丝绳隔振器中的刚度可软可硬, 具有非线性, 可以使机器在正常运作的过程中变形小, 使机器工作稳定; (2) 钢丝绳隔振器的承载能力也较大, 分为为0.45千克到1000千克, 其中谐振点因子的放大倍数不超过3; (3) 钢丝绳隔振器的结构密集, 其设备精小, 占据空间也较小, 可以在多种场合中使用, 其安装和卸载也比较方便; (4) 钢丝绳隔振器可以承受的温度范围也比较大, 包括零下75℃到175℃; (5) 钢丝绳隔振器在受到强烈撞击的时候, 只会短时间的弹性变形, 而不会永久变形; (6) 钢丝绳隔振器的传递率也比较低, 和橡胶隔振器相比, 它的加速度值最大为1.76g, 传递率为97.7%, 而钢丝绳隔振器的加速度值最大为0.3g, 其传递率为16.6%; (7) 钢丝绳隔振器还具有耐高温的性能, 还可抗腐蚀, 并且也会受到烟雾、油及一些有机溶液的影响; (8) 钢丝绳隔振器可在多种受力状态下使用, 还具备三维隔振效果; (9) 钢丝绳隔振器还有非线性这一性能, 在抗冲击和隔振方面都比其他隔振器有优势。
5 结束语
本文对新型蜂窝隔振器及橡胶隔振器、钢丝绳隔振器等都做了性能分析。在对蜂窝隔振器性能分析的时候了解到其具有较好的变形特性, 可以使机器达到良好的减振效果;橡胶隔振器及钢丝绳隔振器在船舶主机上也可达到良好的减震效果, 这个结果无疑是令人欣慰的。这说明了我国在此技术方面得到了较好的成果, 减振性能方面存在的问题也将会得到进一步的解决, 也将为我国隔振器研究中创下了良好的基础。
参考文献
[1]张梗林, 杨德庆, 朱金文.船用新型蜂窝隔振器减振性能分析[J].中国舰船研究, 2013 (04) .
[2]张梗林, 杨德庆.船舶宏观负泊松比蜂窝夹芯隔振器优化设计[J].振动与冲击, 2013 (22) .
减振效果 篇3
1 现场测试
1.1 测试概况
东莞地铁R2线是一条北部—西南方向的快速干线, 线路全长37.788 km, 其中地下线33.78 km, 高架线3.644 km。其车辆类型为B型车, 最大轴重14 t, 六节编组, 设计最高行车速度为120 km/h。为了满足不同地段减振需要, 东莞R2线某区间采用了DZⅢ-1扣件和GJ-Ⅲ扣件。
1.2 测试方案
为了测试地铁车辆以高速120 km/h通过采用DZⅢ-1扣件和GJ-Ⅲ扣件轨道时, 钢轨、道床和隧道的竖向振动加速度, 选取了两个测试断面。测试断面均位于区间直线段且远离进出站位置, 避免了地铁车辆减速或加速对振动测试的影响。本次测试采集了钢轨、道床和隧道壁竖向振动加速度, 测点布置在钢轨外侧轨底、道床和隧道壁, 见图1。
现场测试采集仪使用德国IMC公司CS5008型系列智能信号采集仪, 最大采样频率40 k Hz。传感器为东华测试压电式振动加速度传感器。
2 测试结果分析
现场测试记录了至少20组列车通过两个测试断面时轨道结构竖向振动加速度时程数据。限于篇幅, 仅以1组120 km/h工况下, 两个测试断面上典型振动加速度时程数据为例进行时域和频域内对比分析, 研究GJ-Ⅲ扣件减振效果。
2.1 时域分析
首先对比各个测点在不同行车速度工况下振动加速度时程曲线, 分析轨道结构竖向振动加速度的时域变化规律, 如图2~图4所示。
从图2~图4可清晰分辨出地铁车辆经过采用GJ-Ⅲ扣件轨道时, 每节车厢引起的钢轨、道床和隧道壁的振动, 但采用DZⅢ-1扣件轨道很难分辨每节车厢通过轨道时刻。从图2~图4中可看出, 地铁车辆以相近的速度经过时, GJ-Ⅲ扣件的钢轨、道床和隧道壁竖向振动加速度最大峰值均略大于DZⅢ-1扣件。
2.2 频域分析
根据《城市区域环境振动标准》[4]定义Z振级 (VLZ) , d B。
其中, a为竖向振动加速度的有效值, m/s2;a0为基准加速度, 取值为1×106m/s2。根据式 (1) 计算钢轨、道床和隧道壁竖向振动加速度1/3倍频程谱, 如图5所示。由于地铁引起环境振动频率主要在200 Hz以内, 高频部分会随着传递距离的增大快速衰减, 因此本文钢轨、道床和隧道频率只取到200 Hz。
图5a) 和图5b) 分别为DZⅢ-1扣件和GJ-Ⅲ扣件工况下钢轨、道床和隧道壁竖向振动加速度1/3倍频程谱。从图5a) 中可看出, 由于采用DZⅢ-1扣件, 钢轨和道床间VLZ振级落差在13 d B~26 d B范围内, 且在1/3倍频程1 Hz~200 Hz范围内衰减较为均匀。而GJ-Ⅲ扣件工况下, 钢轨和道床间VLZ振级与DZⅢ-1扣件工况下明显不同。从图中可看出, 1/3倍频程1 Hz~80 Hz在范围内, 钢轨和道床间VLZ振级衰减不明显, 钢轨VLZ振级与道床几乎相同, 而在高频80 Hz~200 Hz范围内钢轨和道床间VLZ振级衰减快速增大, 最大值可达到32 d B。DZⅢ-1和GJ-Ⅲ扣件, 对比分析如图6所示。
从图中可看出, GJ-Ⅲ扣件测试断面隧道壁低频1 Hz~40 Hz范围内VLZ振级大于DZⅢ-1测试断面, 而在高频40 Hz~200 Hz则小于DZⅢ-1测试断面。低频范围内GJ-Ⅲ扣件测试断面隧道VLZ振级大于GJ-Ⅲ扣件测试断面, 这是由于GJ-Ⅲ刚度较小, 地铁车辆通过时准静态荷载对轨道结构冲击变大, 导致低频范围内隧道壁振动较大。
对比GJ-Ⅲ扣件和DZⅢ-1扣件两个测试断面隧道壁VLZ振级发现, GJ-Ⅲ扣件在高频40 Hz~200 Hz减振效果优于DZⅢ-1扣件, 而在低频1 Hz~40 Hz范围内则DZⅢ-1扣件减振效果较为明显。由于地铁引起环境振动在低频1 Hz~40 Hz范围内较小, 很难对人的正常生活产生影响。因此, GJ-Ⅲ扣件主要考虑在40 Hz~200 Hz范围内的减振效果。从图中可看出, 在40 Hz~200 Hz范围内GJ-Ⅲ扣件工况下隧道振动相比于DZⅢ-1扣件工况隧道Z振级降低值最高可达22 d B, 效果明显。
3 结语
对东莞R2线某区采用DZⅢ-1和GJ-Ⅲ扣件段轨道结构进行现场测试, 车辆以120 km/h左右速度通过测试断面时钢轨、道床和隧道壁的竖向振动加速度, 并对实测结果进行时域和频域分析, 研究地铁高速行驶时GJ-Ⅲ扣件的减振效果, 得到以下主要结论:
1) 相比于DZⅢ-1扣件轨道结构分散均匀的振动模式, 采用GJ-Ⅲ扣件轨道, 列车经过时轨道结构时域振动由若干集中振动簇组成, 能清晰分辨每节车厢经过测试断面时刻。且采用GJ-Ⅲ扣件轨道钢轨、道床和隧道壁竖向振动加速度最大峰值略大于DZⅢ-1扣件。
2) 采用DZⅢ-1扣件轨道, 钢轨和道床间竖向振动加速度衰减较为均匀, 衰减范围为13 d B~26 d B;采用GJ-Ⅲ扣件轨道, 钢轨和道床间竖向振动加速度在低频1 Hz~80 Hz范围内衰减不明显, 而在高频80 Hz~200 Hz衰减较大。
3) 对比两个测试断面隧道壁VLZ振级发现GJ-Ⅲ扣件在40 Hz~200Hz范围内有较好的减振效果, 在此频段内VLZ振级最大降低值可达22 d B。
参考文献
[1]韦凯, 梁迎春, 张攀, 等.地铁浮轨式扣件减振效果的测试与分析[J].铁道工程学报, 2016, 33 (5) :100-105.
[2]邓玉姝, 夏禾, 善田康雄, 等.城市轨道交通梯形轨枕轨道高架桥梁试验研究[J].工程力学, 2011, 28 (3) :49-54.
[3]李克飞, 刘维宁, 孙晓静, 等.北京地铁5号线地下线减振措施现场测试与分析[J].铁道学报, 2011, 33 (4) :112-118.
减振效果 篇4
1 空调风机弹簧减振器存在问题
漯河烟厂共有11台空气调节箱, 22组空气送回风机, 共安装132个JTD-200型弹簧减振器, 减振器安装尺寸及结构见图1。在使用过程中由于受环境湿度高和空调箱加湿地板偶有积水影响, 导致减振器弹簧钢锈蚀严重 (已使用3年) , 弹性失效, 引起风机振动加强, 噪声升高, 尤其是K4空调, 由于工艺要求为高温高湿条件 (常年湿度条件为72.0±5%RH) , 腐蚀更为严重。因此需要对此进行改进, 现以漯河烟厂K4空气调节箱送风机为例, 进行替代性研究论证。
2 空调风机基本参数
电机额定功率30KW, 电机额定转速1470r/min, 风机额定转速1220 r/min, 通风机质量为1220kg。减震基座安装6个JTD200型弹簧减震器。其安装示意图如图2所示。该空调箱担负对卷烟厂制丝工段贮叶房温湿度的调节[1], 工艺环境温湿度标准为35.0-40.0±2℃, 72.0±5%RH。
3 空调风机减振器材料的选择
为减少风机振动对环境的影响, 振动效果达到好的水平, 振动标准─传递率T取0.1~0.2, 则减振材料的静态变形值可按下式计算[2]:
δ—减振材料静态弹性形变值, 振源不振动时, 减振材料被压缩的高度, cm;
n—风机转速, r/min;
T—减振传递率, 取0.2即20%;
[2]查文献资料中关于减振基础计算曲线图表, 当n>1200 r/min时, 易采用橡胶减振材料。
4 橡胶减振器的选型计算
4.1 振源的干扰力计算
振源的干扰力f=n/60=1220/60≈20Hz
4.2 计算每个减振器的荷载
为考虑风机台座水平和台座上力负荷的平衡, 对称安装6个减振器, 则每个减振器平均负载为:
P=1220/6≈203kg=1989.4 N (牛)
4.3 减振器规格选择
查相关厂家JJQ型剪切减振器规格参数表。选择JJQ-3-3型橡胶剪切型减振器, 其静态压缩量δ≈12mm, 并查得其固有频率f0≈Hz;减震有效。 (f/f0<1时, 减震不起作用, f/f0=1时, 系统产生共振。)
所选振器静态压缩量δ=12>3mm (理论压缩量) , 合适。JJQ-3-3型减振器安装尺寸如图3所示。
5 橡胶减振器和弹簧减振器的比较
上述设计和计算表明, 采用橡胶减振器可行, 其优劣综合比较如下表1。
6 结语
选择空调风机减振器的减震材料及型号, 应对环境因素、经济性、减震标准、静载荷压缩量等相关因素综合考虑。经过研究推算, 我们以JJQ-3-3减振器替代JTD-200进行安装, 安装后用DZ-5振动测量仪对地脚一测试点进行测试, 测试数据见表2。更换后其振动总值和振幅均有下降, 达到振动标准要求, 减振降声效果明显。
摘要：目前, 卷烟厂空调设备空气调节箱送、回风机为了实现减少风机噪声和振动目的, 普遍采用弹簧减振器以减少和消除风机的振动, 但弹簧减振器的弹簧受空气湿度高影响易腐蚀失效, 失去弹性形变, 减震失效。通过对橡胶减振器进行选型设计, 确定以JJQ型减振器替代JTD弹簧减振器, 并进行安装测试, 计算分析和测试表明, 橡胶减振器克服了弹簧减振器的不足, 达到良好的减震和消音效果, 提高了减振器的使用寿命。
关键词：空调风机减振器,弹簧,橡胶,替代
参考文献
[1]国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京:中央文献出版社, 2003
[2]李岱森.空气调节[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.7