噪声控制技术——隔振

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1、2021/9/202振动的隔离一．隔振原理隔振分为主动隔振（积极隔振）和被动隔振（消极隔振）。主动隔振是将振源与支持振源的基础隔离开来。如下图a.被动隔振是将需要防振的物体与振源隔开。如在精密仪器的底下垫上橡皮垫或泡沫塑料，将放置在汽车上的测量仪器用橡皮绳吊起来等。被动隔振的力学模型如下图b第七章噪声控制技术——减振与隔振2021/9/203主动隔振装置及简化力学模型ba2021/9/204被隔振的设备和隔振器相比，可以认为前者是只有质量没有弹性的刚体，后者是只有弹性和阻尼而质量可以忽略不计。这样对于只考虑一个振动情况，可简化为下图所示的单自由度隔振系统。图中的m为被隔振的设备及其安装台座

2、的质量。分别为弹簧的刚度及阻尼器的阻尼系数。单自由度振动系统2021/9/205积极隔振积极隔振的振源是机械设备本身的源振力，设未隔振时（即与基础刚性联接，k趋于无穷）传给基础的动载荷为F。当有弹性元件的隔振时，传给基础的动载荷为N，则N与F的比值表示隔振效果，称为隔振系数（传递系数）。有时也用隔振效率表示。2021/9/206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（）的合力，对于单自由度振动系统来讲，力（kA）与（）之间有90o相位角。因而合力2021/9/2072021/9/208由上式计算可得隔振系数的关系曲线。由图可知

3、主要与设备激振频率，隔振系统固有频率及系统的阻尼有关隔振系数变化曲线2021/9/209无论阻尼大小，只有当频率比时，＜1，才有隔振效率，而且随着的增加，意味着（）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。增大阻尼可减小在起动和停车过程中经过共振区间的最大振幅，但在时，却增大，隔振效果变差。故阻尼选取应考虑这两方面的要求。由于一般隔振材料的阻尼系数不大，钢弹簧为0.01-0.05；空气弹簧为0.1-0.4。橡胶为0.15-0.3。故在＝2.5-5的范围内计算隔振系数时，工程设计中常不考虑阻尼的影响。即令＝0，有2021/9/

4、2010由上式可一目了然，在忽略阻尼时，当时，产生共振；当＝时，＝1，此两种情况时，隔振器均无作用；当＞时，＜1，隔振器产生作用，即固体声传播减小。隔振系数与固体声衰减量的关系为由上式可知，采取隔振措施后，当设备振动减小到原来的1/2时，设备振动能量的传播降低6dB2021/9/2011消极隔振对于消极隔振的振源是基础的振动。隔振效果用设备隔振后的振幅（或振动速度、加速度）与振源的振幅（或振动速度、加速度）的比值表示，也称隔振系数。若振源为基础的垂直简谐振动，则消极隔振系统的隔振系数的计算与积极隔振的计算相同。2021/9/2012二、隔振设计步骤通过计算，测量或根据统计算资料，确定被隔振

5、的机械设备所受到的激振振源的大小，方向，频率和频谱。确定被隔振的机械设备尺寸，重心和中心主惯性轴的位置，计算其质量和惯性矩。重心位置应尽可能低。按频率比≥2.5－5的要求，计算隔振系统的固有频率（若振源不单一，则取激振频谱中的最低分量，然后根据计算出的隔振系统的固有频率，计算隔振器的刚度（多自由度计算的最高频率部分的刚度）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。2021/9/2013三、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悬挂式隔振方式20

6、21/9/2014隔振器的设计和选择从理论上讲凡具有弹性的材料均可作为隔振器，但往往受到性能，寿命，耐热，防油等因素限制，工程上实际应用的隔振器分为两大类。一类是防振垫层。它利用弹性材料本身的自然特性，形状尺寸按需要拼排或载切而成。常用的有毛毡，软橡皮，海棉，玻璃纤维等。另一类是专用隔振器，使用时可作为机械零件装配。常见的有金属弹簧隔振器，阻尼材料隔振器（橡胶隔振器）和由二者合成的隔振器及空气弹簧隔振器等。