隔振理论的要素及隔振设计方法
采用隔振技术控制振动的传递就是消除振动危害的重要途径。
隔振分类
1、 主动隔振
对于本身就是振源的设备 , 为了减少它对周围的影响 , 使用隔振器将它与基础 隔离
开来 , 减少设备传到基础的力称为主动隔振 , 也称为积极隔振。
2、 被动隔振
对于允许振幅很小 ,需要保护的设备 , 为了减少周围振动对它的影响 , 使用隔振 器
将它与基础隔离开来 , 减少基础传到设备的振动称为被动隔振 , 也称消极隔振。
隔振理论的基本要素
1、 质量m(Kg)指作用在弹性元件上的力，也称需要隔离构件(设备装置)负载的 重
量。
2、 弹性元件的静刚度 K(N/mm)
在静态下作用在弹性元件上的力的增量 T与相应位移的增量3之比称为 刚度
K=T(N)/ S (m)。如果有多个弹性元件，隔振器安装在隔振装置下，其弹 性元件
的总刚度计算方法如下 :
如有静刚度分别为K1、K2、K3-Kn个弹性元件并联安装在装置下其总刚
度 K二K1+K2+K3++Kn
如有静刚度分别为K1、K2、K3-Kn个弹性元件串联安装在装置下其总刚
度 1/K=(1/K1)+ (1/K2) + (1/K3) +(
3、 弹性元件的动刚度 Kd。对于橡胶隔振器，它的动刚度值与隔振器橡胶硬度的
高低 , 使用橡胶的品种有关 , 一般的计算办法就是该隔振器的静刚度乘以动态 系
数 d, 动态系数 d 按下列选取 :
当橡胶为天然胶 , 硬度值 Hs=40-60, d=1 、 2-1 、 6
当橡胶为丁腈胶 , 硬度值 Hs=55-70, d=1 、 5-2 、 5
当橡胶为氯丁胶 , 硬度值 Hs=30-70,d=1、 4-2 、 8
d 的数值随频率、振幅、硬度及承载方式而异 , 很难获得正确数值 , 通常只考 虑
橡胶硬度 Hs=40°-70 °。按上述范围选取 ,Hs 小时取下限 , 否则相反。
4、 激振圆频率3 (rad
⑸
当被隔离的设备 ( 装置 ) 在激振力的作用下作简谐运动所产生的频率 , 激振力可
视为发动机或电动机的常用轴速 n
其激振圆频率的计算公式为3 =(n/60) X 2
n
n—发动机(电动机)转速n转/分
5、 固有圆频率3 n(rad/s)
质量m的物体作简谐运动的圆频率3 n称固有圆频率，其与弹性元件(隔振器)刚
度K的关系可由下式计算：3 n(rad⑸二 VK(N/mm尸m(Kg)
6、 振幅 A(cm)
当物体在激振力的作用下作简谐振动 , 其振动的峰值称为振幅 , 振幅的大小按下 列
公式计算：A=V
—3
V—振动速度cm/s
3—激振圆频率，3 =2 n
n+ 60(rad/s)
7、 隔振系数n (绝对传递系数
)
…)+ (1/K n)
隔振系数指传到基础上的力 FT 与激振力 FO 之比 ,它就是隔振设计中一个主要 要
素，隔振系数按不同的隔振类型分别选取，一般选择范围0、25-0、01,最佳选择范 围
为 0、11-0、04。
&频率比（Z）
系统的激振频率3与固有频率3 n之比称为频率比 乙它的大小可根据选取的 隔振
效率来计算:Z > 1-V n，在隔振系统中只有Z > V2,即n < 0、5才有隔振效 果。
9、阻尼系数C
当固体（弹性体）在外力作用下产生变形，以滞后形式消耗能量产生的阻尼称为
阻尼系数，作为橡胶隔离器来说，它的大小可按下列公式计算：C= （3 K+3 n, B为力
学材料损耗固子。B值按橡胶硬度与胶料品种选取。
橡胶硬度
30° 50° 70°
3
0、05 0、1 0、15
胶料品种 氯丁橡胶 丁腈橡胶 苯乙烯橡胶
3
0、15-0、3 0、25-0、4 0、15-0、3
K —弹性体动刚度
3
n—弹性体固有频率
10、 临界阻尼Ce
临界阻尼就是一个系统内粘滞阻尼的最低值，它允许系统偏离后回到初始位置 而
不产生振动。
11、 阻尼比
Z
在有粘滞阻尼系统中，实际的阻尼系数C与临界阻尼系数Ce之比称为阻尼比
Z =C/Ce,在橡胶隔离器中按胶料品种及硬度确定：
胶料为天然胶时 , 阻尼比为 0、 025-0、 075
胶料为丁腈胶时 , 阻尼比为 0、 075-0、 15
胶料为氯丁胶时 , 阻尼比为 0、 075-0、 30 胶料为丁基橡胶时 , 阻尼比为 0、12-
0 、50
阻尼比随着硬度H的增加而增加，H=40时，取下限,H=70时,取上限。
在有阻尼的隔振设计中，设3d为有阻尼时的固有频率，®n为无阻尼时的固有 频
率,a为材料的衰减系数，3 d=Vw n2-a2
Z （阻尼比）=C/Ce二a/ 3 n a= Z3
n
3 d=^3 n2-（ Z3 n ） 2= 3 n 1- Z2
当 Z =0、05 时，3 d=0、998753 n
当 Z =0、2 时，3 d=0、983 n
3 d~3
n
因阻尼比在隔振设计中影响很小 , 所以在隔振设计中 , 一般对阻尼比不进行考 虑。
隔振系统的特性
1、 隔振效率（n ）（绝对传递率）在主动隔振系统中为传到基础上的力 FT与激振
力
FO之比，在被动减振中为设备的振幅与基础振幅之比。
2、 相对传递率在被动隔振系统中，相对传递率为被隔振设备相对基础的位移
，5
o二A-U,与基础位移幅值U之比，即n R= 5 o/U, 5o影响隔振效果，就是隔振要
求的最小间隙。
3、 运动响应B ,在主动隔振系统中，设备的位移振幅,A与静变位Ast之比,为运 动响
应，即B二A/Ast,由于Ast= FO/K ,所以B =AK/FO ,为保证设备在隔振过程
中具有足够的活动空间，隔振器具有的间隙应大于设备的位移振幅 A,运动响
应也称动力放大系数。
隔振设计的步骤
1、 通过计算 , 测量对比或调查统计等方法确定被隔离设备的原始数据 , 包括设备 及
安装台座的尺寸 , 重量 , 重心与中间主惯轴的位置 , 以及振源的大小 , 方向频 率
或频谱。
2、 根据隔振的具体要求 , 主动隔振时允许传到基础上的力 , 被动隔振时设备允许
的振幅确定隔振系统中的隔振效率 n与运动响应B ,按公式Z> 1-Vn，计
算频率比乙按频率比Z= 3 + 3 n计算系统的固有频率3 n,如果在设备上作用 着多
个振源，在计算频率比Z时,应取激振频率3的最小值，对于多自由度系 统 , 应
取系统的最高固有频率 , 以保证各个激振频率与固有频率都能满足 Z=2、5-5 的要
求。
3、 根据公式K=1/Z2X mX3 2计算隔振器的总刚度，其中Z-频率比,m-隔振物体 的质
量 (Kg), 3 - 激振频率 (rad/s), 如果有 n 个隔振器并联安装 , 每个隔振器 的刚度
为 K1=K/n 。
对多自由度的隔振系统可先估计隔振器的刚度 , 再验算固有频率。
4、 计算主动隔振时传递到基础的力 , 或被动隔振时设备的振幅 , 核算就是否符合 隔
振要求 , 如果不满足要求 , 可适当增加设备底座的重量 , 进一步降低设备的 重心
位置 , 或改变减震器的参数。
隔振就就是在振源与减振体之间安装隔振装置，以隔绝或减弱振 动能
量的传递。隔振分为主动隔振与被动隔振。设备本身就是振 源,为了降
低它对周围其它设备的 影响而采取隔振措施的，称主 动隔振;对于需
要防振的设备，为了降低周围振源对它的影响而 采取的隔振措施
，
叫被动隔振。对于单自由度的隔振系统，主动隔 振与 被动隔振的力
学模型见图1、图2。
隔振系统的隔振效果以隔振系数来表示。主动隔振的隔振系 数就
是通过隔振器传到支承上、的力幅与激振力之比；被动隔振 的隔振系
数则就是振动体的振幅与支承的振幅之比。其表达式均 为
：
式中：n为隔振系统的隔振系数；E为隔振器阻尼比，为实 际
阻尼C与临界阻尼Cc之比；入为隔振系统频率比，为激振频率 f与
隔振器固有频率fn之比。
隔振器的隔振效率&以下式表示
:e =(1 - n ) X 100%