隔振设计及注意事项
5.1.1隔振设计顺序
电子设备等的隔振设计顺序大致如下：
（1） 掌握电子设备等产生的或可能传入的激振力的频率、方向及大小。
（2） 使被隔振系统（被隔振对象及隔振器）的固有频率f 大于或者等于主
要激励力的固有频率0f 的三分之一，但至少f 应在0f 的71%以下。
但是对不太重要的激振力，未必要求'0f f ≤70%（'0f 为这个激振力
的固有频率），只要f 不靠近'0f ,不发生共振即可。
（3） 安装隔振器后，若设备的各向振动完全解耦，则在激励力P 下，设备
所产生的振动振幅A 为：
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20212g f f W f P A -=π 其中，W 为设备及与其一起振动的附加部件的重量。
若A 超过了它的容许值，可增加W 使A 在容许值范围内。
为增加W ，可使设备安装在钢架或水泥台架上，该台架再弹性支承的基础上，这是只要增加架台重量即可达目的。
（4） 求设备与架台整体的重量、重心位置、惯性主轴位置及绕三个惯性主
轴的惯性矩。
改变台架的重量分布，使其惯性主轴尽量与水平面、垂直面平行。
（5） 决定防振材料。
若希望垂直方向的固有频率在4~5Hz 以下，多用线
圈弹簧，否则多用防振橡胶，这是应按设备的形状、激振力的大小、种类决定防振橡胶的形式。
（6） 合适配置隔振弹性元件，使设备的六个自由度振动尽可能解耦。
（7） 选择弹性元件的弹簧常数使“2”的要求得到满足。
一般先选上、下
方向的弹簧常数使满足“2”的要求。
设弹性元件三个方向的弹簧常数分别为p k 、q k 、r k ，由已确定的上、下方向的弹簧常数p k ，可按弹性元件的种类、形状、大小确定p q k k 及p r k k 之值，继续进行。
一直到满足“2”中的要求。
（8） 倾斜支承时，先假定p k ，计算出倾斜角有0°~90°范围内的固有频
率，画出固有频率随倾角α的变化曲线，由曲线确定合适的α值。
最后决定p k 、q k 、r k ，使各固有频率满足“2”的要求。
（9） 大多数电子设备尺寸较大，常用对称分布的四个隔振弹簧。
在求的某
轴向的隔振弹簧常数k 后，根据设备重心及四个隔振弹簧的安装位置，只要使各点所安装的隔振弹簧的常数满足一定的要求，刚振动中各弹簧变形量相等，设备不会发生歪斜。
（10） 计算隔振效果及弹簧应力，看是否在规定范围内，否则从头重新进
行。
完成了隔振设计，只求出隔振用弹性元件的弹簧常数。
要求达到实际的工程使用，还得选出满足上述要求的减震器[16]。
这我将在下一节进行讨论。
5.1.2设计上的注意事项
①允许应力变形:
如前所述，对于橡胶来讲，在动态使用的情况下，由于应力----变形的相位差，在其内部会造成积蓄，于是在机械振动疲劳的同时，会由于时间长而导致材料老化。
因此，在设计防振橡胶时，要考虑橡胶部份的应力或变形，从这一点出发，需要确定一个动态疲劳寿命的基准。
其具体数据示于防振橡胶，在MIT 型振动试验机上，以变形作为变量进行疲劳试验的结果可以看出，增大频率，虽然会使寿命有所降低，但不及变形的影响那么明显。
大致标准如下表所示。
应该指出，表中容许变形是基本值，容许应力是对通常的形状系
2 表5—1
②最小变形
在考虑防振橡胶的疲劳寿命时，很重要的一点是确定最小变形值，当变形通过零值的状态时，无论是采用哪种变形方式，疲劳寿命总是最低。
因而，在设计时应注意，不要让变形过于通过变形的相互关系。
当最小变形为零时，即0min H H =，那就是指，在动态中变形通过零界状态。
实验结果得出图4-6是以最小变形为零的情况为基准的，由图可知:在最小变形为零值时，寿命最低。
与上述相反，采用预压缩的办法可以使防振橡胶的耐久性获得大幅度的提高。
因此，利用这一效应的制品是很常见
min /
d
εε
图5—2 疲劳寿命与圆角半径的关系
③圆角半径：
对于两端与金属板粘着的一般防振橡胶来说，在此端面上的圆柱半径，
对疲劳寿命有很大的影响。
当这超过疲劳强度时，就.会发生应力集中和折
裂痕等，造成疲劳寿命大幅度降低。
对于圆角半径过小的情况而言，半径增
大1倍，寿命几乎可提高10倍。
图4-6中的实验数据揭示了这个关系。
④使用环境:
从动态特性、耐久性、耐性变性，及加工性能作综合性能来看，作为防振橡胶以使用天然橡胶为最佳。
但是，当它暴露在室外直射阳光下使用时，由于臭氧、氧和阳光的协同作用，将会加速其老化。
在不受阳光照射或者使用条件不那么苛刻的情况下使用于室外时，可以通过在表面形成惰性的薄膜来加以保护。
但是，一般在室外使用时，多采用氯丁橡胶。
作为防振橡胶材料，氯丁胶的地位仅次于天然橡胶。
当要求耐油时，多采用氯丁或丁腊橡胶。
但是，问题是耐热性，在实用上温度限制在0
80c，超过这个温度，将会
产生不可逆的化学变化，故不能使用。
另外，低温限制在30℃左右。
超过这
个界限，宜用金属弹簧。
在低温下发生的虽是可逆变化，但是其特性的变化
还是很大的[17]。
从上述情况看，在制造防振橡胶时，当然应该选择适合于其使用环境的
材料，用作防振橡胶的橡胶材料的特性。