橡胶隔振设计指导
设计和选用的原则:
优先选用标准产品,对于一些有特殊要求而又无标准的产品,则可根据需要自行隔振
设计。
隔振设计主要流程:
1)输入:隔振系统固有频率和减振装置刚度的要求,输出:减振装置的形状和几何
尺寸;
2)输入:系统通过共振区的振幅要求,输出:阻尼系数或阻尼比;
3)输入:隔振系统所处的环境和使用期限,输出:橡胶的材料。
隔振设计原则:
结构紧凑、材料适宜、形状合理、尺寸尽量小以及隔振效率高。
具体设计和选用时,
还应注意以下因素:
1)载荷特点:确保支撑物的重心与支撑点中心重合,载重后的支撑面与基础面平行。
很多零件支撑大多采用几何对称布置,而设备的重心却往往偏离几何对称轴,设计时需将该偏差考虑进去。
在设计和选用减振器时,不仅要考虑总重量,还应考虑各支撑部位的重力大小,以确定每个减振器的实际承载量,使产品安装减振器后,其安装平面与基础平行。
2)减振装置的总刚度应满足隔振系数的要求。
此外,无论产品的支撑布置是否与几
何中心对称,均应使各支撑部位的减振装置刚度对称于系统的惯性主轴。
3)减振装置的总阻尼既要考虑系统通过共振区时对振幅的要求,也要考虑隔振区隔
振效率,尤其是在频率较高时对振动衰减的要求。
减振装置设计:
橡胶减振器是以橡胶作为减振器的弹性元件,以金属作为支撑骨架,故称为橡胶一金
属减振器。
这种减振器由于使用橡胶材料,因而阻尼较大,对高频振动的能量吸收尤为显著,当振动频率通过共振区时,也不至产生过大的振幅。
橡胶能承受瞬时的较大
形变,因此能承受冲击力,缓冲性能较好。
这种减振器采用天然橡胶,受温度变化大,当温度过高时,表面会产生裂纹并逐渐加深,最后失去强度。
此外,天然橡胶耐油性差,对酸性和光等反应敏感,容易老化。
近年来化工技术的发展,人工橡胶使其工作
性能大大提高,如有多种可在油中使用的改性橡胶,出现了使用温度可在 1 00 ℃以上的改性橡胶。
常用的橡胶减振器有 JP 型和 JW 型,性能基本相同,仅结构外形上有区别。
这两种减振器额定载荷范围是 45 ~ 157.5 N ,在常温和额定负荷下,垂直方向静压缩位移为1.2 ~ 2.0 mm ,其固有频率可查表求出。
硬度:用于减振装置的橡胶肖氏硬度范围为 30 - 700 胶的疲劳现象不明显。
实验表明,经 3 0 万次振动后,其弹性模量几乎没有变化。
温度:橡胶材料对温度比较敏感,在不同的温度下橡胶的弹性模量会发生变化。
当电子设备及其隔振系统的温度变化范围较宽时,尤其要注意当弹性模量改变时对隔振性能的影响。
橡胶材料的弹性模量通常是在常温下给出的,如果产品的环境温度交化较大,在计算弹性模量或刚度时,应将求得的参数乘上温度影响系数,,所得修正参数才是橡胶材料在实际环境中的性能参数。
.然后根据材料受温度影响的程度,判断其是否适应产品在不同环境中的使用要求。
形状系数:弹性模量与橡胶的相对变形和外形尺寸有关。
根据橡胶的使用状态,将其表面分为约束面与自由面。
约束面为加载面,在加载过程中,该面不变形;自由面是非加载面,该面在加载时产生变形。
约束面积与自由面积两者的比值称为形状系数。
相同的橡胶材料,形状系数不同其性才量也不同。
在实验中,将测量所得的与形状系数有关的弹性模量称为表观弹性模量。
形状系数越大,则橡胶的总硬度越大。
当橡胶减振器形状不太复杂时,其弹簧刚度可直接用计算方法求得。
当形状复杂时,一般是将其分解成若干简单形状,分别求出各简单形状的刚度值,然后组合成减振器的刚度。
橡胶减振器的选用原则为:①由电子设备的使用场合及运载工具,可以明确其所承受机械因素的性质和大小,如振动频率、加速度和冲击加速度等。
②由电子设备的使用温度条件,可以明确所需减振器的工作条件。
如一般橡胶减振器的工作温度为一
40 ~ 80 ℃。
过冷橡胶硬化,过热则橡胶软化。
③由电子设备的外形、尺寸、重量和重心位置等,可以决定布置减振器的位置,并确定支撑点(设备上固定减振器的点)数量。