負剛度于減震器制作之討論

LIAOYAO

    前段時間制作了幾套彈簧橡膠減震器，用于SPM 130以下的沖壓機上，效果還不錯，改善了車間地板震動的問題。照片曾發表于“振動與噪聲專題，大家參與 ”，為方便討論再轉貼于本帖。
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$ k  {- K/ ~" {7 ^3 ?$ c( Y. w" F    同類型的減震器使用于1100KN、800KN和600KN等不同噸位的沖壓機，其中有沖壓速度達170 SPM的沖壓機就效果不佳，整部機器晃動過大，不能滿足車間的要求。

- g( m1 J6 Y/ o; X! S$ P0 _. c    重新查核資料并經過計算后，明白失效的原因在于減震器的固有頻率不合宜，目前固有頻率為 3.1Hz，共振區在2.3~4.33Hz，和實際驗證的情況吻合，即沖壓速度從140~260 SPM都不能滿足車間要求，而這區段的沖壓速度是車間常用的生產速度，只有降低減震器的固有頻率方可滿足SPM 130以上的這些機器上。

" m7 ]7 S) \3 M  x- Q2 S: L/ Q    想過用不同的機構或阻尼物來降低固有頻率，都很難低至 1Hz；提高固有頻率則震動也會增加，就不是俺要的結果。在搜尋資料時有個詞映入眼中，這又激起無限的希望，“負剛度”可以和“正剛度”相抵，那么要制作出固有頻率 1Hz的減震器就不再是那么艱難咯，

& {" \- @+ ~$ [& u9 P    “負剛度”和俺剛認識對它還不清楚，路過的老師有認識“負剛度”的還請駐足指導。 感謝。
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easylife

減震器選擇有兩個關鍵指標剛度（固有頻率）和阻尼。

LIAOYAO

easylife 發表于 2012-5-12 08:53
減震器選擇有兩個關鍵指標剛度（固有頻率）和阻尼。

回  版主
' s6 Q! D* X6 ~1 B' @% G$ n4 i阻尼不足時減震器振幅會隨著不平衡量增高而增加；
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去年也試過環隙液壓缸，就有發生“閉鎖速度”使得震動直接傳達到地板。
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憨老馬

因為經常做設備安裝工作,個人對此問題很感興趣,但覺得大噸位而且有沖擊的機械,光靠減震器是很難滿足要求的,安裝此類機械還必須在地基的設計上解決根本的問題,如將其設計成懸浮式的,與車間地面有隔震帶,基礎墊層有足夠深度和寬度.

easylife

LIAOYAO 發表于 2012-5-12 10:04
+ P4 [! G8 Y! Q, K; f* x/ v) D回  版主
+ _. h5 Y9 I( R/ b阻尼不足時減震器振幅會隨著不平衡量增高而增加；

) H. N, n: F5 F5 k2 b5 g這個問題很有意思，前兩年也做過類似工作，是對一臺精密設備進行被動隔振系統(passive vibration isolation system)改造，近一年下來最后滿足也設備工作環境要求。
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先介紹下隔振系統震動傳遞曲線：
) \5 V) U: g# w+ E) j$ K意義不介紹了，教材及網上都有。
) H  `# Y& S# C5 H  chttp://www.google.com.hk/url?sa=t&rct=j&q=vibration+transmiss+curve&source=web&cd=1&ved=0CHMQFjAA&url=http%3A%2F%2F203.158.253.140%2Fmedia%2Fe-Book%2FEngineer%2FVibration%2FShock%2520And%2520Vibration%2520Handbook%25205th%2520Ed%2F70811_30.pdf&ei=s9WtT9n4FqmjiAe6iPz0CA&usg=AFQjCNF3v5yifqH-4iI2NwMaz9u1nP4zvA&cad=rjt
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我的理解是：被動隔振器主要有一下幾種（主要討論豎直向單自由度隔振處理）：
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- u4 |' Z" {& P金屬彈簧： 系統固有頻率可以做到很低，但是阻尼很小。優點是 擾動源頻率和系統固有頻率差很遠時， 隔振效果非常好。 缺點就是一旦共振放大很嚴重。

橡膠減震器：一般最低頻率可以做到10赫茲左右，阻尼一般。減震效果一般，成本低，適合常用。
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9 Q9 g6 |! K5 i0 l6 ^2 {) a空氣彈簧減震器：頻率最低可以做到1赫茲左右甚至0.5，好的阻尼可以調節（兩個氣室）。高級的可以加水平調節系統，這樣系統即使重心變化設備也不會傾斜-- 如三坐標應用。 隔振效果好， 適合要求要求高的場合。 缺點是成本較高，高級的點需要氣源持續供氣。

6 x+ I4 x+ n& i, \: U6 w& }" k其他的類型不怎么了解，
當初我是要隔離隨機振動，從橡膠減震器+單室封閉空氣彈簧 最后升級到了阻尼可調，帶水平調節的兩氣室空氣彈簧， 還加了配重降低系統頻率。試驗結果證明效果很好。
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針對樓主問題有兩個方案建議：
: y$ l: f. {# [9 k+ v) Y1： 還是采用橡膠墊類型減震， 同一種減震墊，在100噸重設備上有用，但放到10噸設備上隔振效果就一定沒有那么好了。 因為系統頻率和重量有關系，這個可以參照供應商的產品數據曲線， 如http://www.bilz-usa.com/isolation_pad_materials.htm  （進入網頁后頂上的鏈接里面）。 所以應該真的不同重量和頻率的設備選用不同德減震墊。
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5 k+ x- M' ]: c0 J2. 空氣彈簧(air isolator): 推薦德國Bilz， 細節可以咨詢供應商。

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LIAOYAO

1. 針對樓主問題有兩個方案建議：
   
2. 1： 還是采用橡膠墊類型減震， 同一種減震墊，在100噸重設備上有用，但放到10噸設備上隔振效果就一定沒有那么好了。 因為系統頻率和重量有關系，這個可以參照供應商的產品數據曲線， 所以應該真的不同重量和頻率的設備選用不同德減震墊。
   
3. 2. 空氣彈簧(air isolator): 推薦德國Bilz， 細節可以咨詢供應商。

復制代碼

1、由于鋼架沖壓機的重心比較高，而機架左右寬度偏窄，因氣墊高度有110mm高，為防止使用操作問題而產生的隱患，如氣墊失效或發生共振導致傾倒事件，暫時不考慮。

2、橡膠墊的固有頻率一般比較高，減震效果會比固有頻率低的減震器要差一些。在改裝前就是使用臺灣生產的橡膠墊，效果就是老總來車間說“你們要拆我的廠房啊”{:soso_e113:} 。

' J/ \7 w. J: [( t( c/ n* N不同重量和頻率的設備選用不同的減震墊，事實就是如此，俺在高速沖床用的就不是這樣的，是用粘滯阻尼彈簧減震器。彈簧配置是依據設備不同而不同，也可以在相同的設備使用不同的彈簧配置。

過些天后還要試摩擦型的阻尼器，零件已發包制作中。 試后結果再于本帖和大家分享。
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水水5

剛度就是固有頻率么？

低調給誰看

都是高手 學習了

xiaoshxin

全路面起重機的油氣懸架，怎么樣

xiaoshxin

xiaoshxin 發表于 2012-5-13 09:22
全路面起重機的油氣懸架，怎么樣

6 J. Y8 _5 ~9 K, ^  n' ^, r這個差不多吧，還是根據你的質量和油缸的數量來定吧