一種高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振器抗沖擊性的實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振器抗沖擊性的實現(xiàn)方法，屬于隔振技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在日常生活中，振動、沖擊隨處可見，其帶來的危害也非常大。在車輛行駛、房屋建設(shè)、道路鋪設(shè)、飛機升空、火箭發(fā)射、機車運行等各個領(lǐng)域，都存在振動和沖擊現(xiàn)象。如前所述，除了振動之外，沖擊也普遍存在于生產(chǎn)生活中，對儀器儀表等設(shè)備產(chǎn)生較大的損害，嚴重影響設(shè)備的使用壽命。
[0003]在工程實際中，應(yīng)對振動和沖擊的隔振器有:金屬彈簧隔振器、液壓隔振器、鋼絲繩隔振器、橡膠隔振器等。根據(jù)自身特點，這些隔振器有不同的應(yīng)用領(lǐng)域。高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振系統(tǒng)能夠減少振動對設(shè)備帶來的損害，但是當有較大沖擊載荷產(chǎn)生時，該隔振系統(tǒng)就會產(chǎn)生較大變形，嚴重限制了該隔振系統(tǒng)的隔振效果。
[0004]目前，有很多關(guān)于高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振系統(tǒng)抗沖擊性的研究，并建立了一些物理模型。但是，現(xiàn)有研究只停留在科學實驗方面，還不能應(yīng)用到實際的生產(chǎn)生活中。
[0005]橡膠隔振器可以在壓縮和拉伸狀態(tài)時起隔振效果，其具有較大的內(nèi)阻尼系數(shù)，適用于靜態(tài)位移小動態(tài)位移短暫且較大的情況，并且橡膠可以做成各種形態(tài)的隔振器，適用于各種隔振空間的要求，但是橡膠隔振器易老化變形，多數(shù)只適用于高頻振動隔振。鋼絲繩隔振器是利用鋼絲繩間的摩擦阻尼消耗振動沖擊的能量，可以實現(xiàn)較大的隔振區(qū)間，但是鋼絲繩隔振器阻尼系數(shù)小，共振區(qū)隔振效果差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振器抗沖擊性的實現(xiàn)方法，該方法基于高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振的特點，設(shè)計出一種由橡膠與鋼絲繩隔振器構(gòu)成的復(fù)合隔振器。該復(fù)合隔振器在設(shè)備響應(yīng)位移較小的情況下，只有鋼絲繩隔振器發(fā)揮隔振作用；在沖擊激勵較大的位移情況下，橡膠與鋼絲繩隔振器一起發(fā)揮隔振作用。通過測試這種復(fù)合隔振器，發(fā)現(xiàn)其隔振頻率寬，并能很好地吸收和消耗沖擊激勵的能量，減少了沖擊激勵對設(shè)備產(chǎn)生的損害，延長設(shè)備的使用壽命。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，解決已有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振器抗沖擊性的實現(xiàn)方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1、對需要隔振的設(shè)備中沖擊激勵的特點進行分析，由于設(shè)備振動工況復(fù)雜，振動沖擊往往會引起設(shè)備的劇烈振動，進而影響設(shè)備的使用性能和壽命，不同的設(shè)備對隔振器都有具體的嚴格要求；
[0009]步驟2、分析高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振器承受的沖擊激勵特點，在振動和沖擊激勵下，其隔振器具有剛度非線性的特點，即有較高的靜態(tài)剛度和較低的動態(tài)剛度，可有效地提高隔振頻域范圍，并可以在較小位移響應(yīng)條件下，耗散較多的沖擊能量；
[0010]步驟3、測試分析單一橡膠、鋼絲繩隔振器的隔振特點，振動傳遞率曲線圖，具體包括以下子步驟:
[0011](a)將橡膠隔振器置于質(zhì)量塊和激振臺之間，質(zhì)量塊上貼有位置傳感器，并記錄質(zhì)M塊初始位置為x0 ；
[0012](b)給激振臺提供正弦慢掃頻的振動激勵，其振幅為X，振動激勵通過橡膠隔振器傳到質(zhì)量塊上，通過質(zhì)量塊上的位置傳感器測出不同頻率下質(zhì)量塊最大位移處的位置Xl(f)，并得出橡膠隔振器的振動傳遞率曲線Tr = (X1-x0) /x;
[0013]然后，將橡膠隔振器換成鋼絲繩隔振器，并重復(fù)上述子步驟(a)、(b)，同樣得出鋼絲繩隔振器的振動傳遞率曲線圖；通過對測試結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，橡膠隔振器僅僅適用于高頻率隔振，低頻率隔振效果差，鋼絲繩隔振器雖然具有較寬的隔振頻域，但是不能承受較大的振動沖擊；
[0014]步驟4、測試分析復(fù)合隔振器A的隔振特點，結(jié)合橡膠、鋼絲繩隔振器的特點，采用將圓柱形橡膠塊內(nèi)嵌到鋼絲繩內(nèi)，即構(gòu)成復(fù)合隔振器A，其中橡膠塊頂部、底部分別與上、下鋼板通過膠水粘貼在一起，橡膠塊置于鋼絲繩隔振器下鋼板的中心位置，其直徑與上、下鋼板最小直徑相同，并重復(fù)步驟3中的子步驟(a)、(b)，測試出復(fù)合隔振器A的振動傳遞率曲線圖，得出復(fù)合隔振器A的隔振特性，并與單一橡膠、鋼絲繩隔振器的隔振特性對比，從中發(fā)現(xiàn)復(fù)合隔振器A雖然結(jié)合了橡膠與鋼絲繩隔振器的隔振特點，強化了一些隔振特性，但是減小了隔振區(qū)間，不能應(yīng)用于低頻率隔振；
[0015]步驟5、測試分析復(fù)合隔振器B的隔振特點，根據(jù)復(fù)合隔振器A所存在的缺點，需要調(diào)整圓柱形橡膠塊的高度，橡膠塊底部與鋼絲繩隔振器的下鋼板通過膠水粘合在一起，橡膠塊頂部與鋼絲繩隔振器的上鋼板之間留有3_5mm的空隙，即構(gòu)成復(fù)合隔振器B，并重復(fù)步驟3中的子步驟(a)、(b)，測試出復(fù)合隔振器B的振動傳遞率曲線圖，得出復(fù)合隔振器B的隔振特性，并與復(fù)合隔振器A進行對比，從中發(fā)現(xiàn)復(fù)合隔振器B在小振幅、小沖擊激勵情況下，只有鋼絲繩隔振器起隔振作用，在大振幅、大沖擊激勵情況下，橡膠與鋼絲繩隔振器共同起作用，這不僅保留了復(fù)合隔振器A的隔振優(yōu)點，還克服了復(fù)合隔振器A不能應(yīng)用于低頻率隔振的缺點，增加了隔振器的隔振頻域；
[0016]步驟6、測試分析對稱安裝在設(shè)備兩側(cè)復(fù)合隔振器B的隔振特點，復(fù)合隔振器B對于設(shè)備的振動、沖擊隔振具有單向性，為了更好地起到隔振效果，本方法采用兩個復(fù)合隔振器B，并對稱安裝在需要隔振設(shè)備的兩側(cè)，測試在振動沖擊下的隔振特性，得出振動傳遞率，發(fā)現(xiàn)對稱安裝方式的隔振效果要優(yōu)于單一安裝方式，并具有雙向隔振特性;根據(jù)需要隔振的設(shè)備實際工況，還可以采用兩個以上的復(fù)合隔振器B對設(shè)備進行隔振;復(fù)合隔振器B中鋼絲繩的股數(shù)與尺寸、橡膠塊的形狀與材料，可以根據(jù)需要隔振的設(shè)備實際受到的振動、沖擊情況加以選擇。
[0017]本發(fā)明有益效果是:一種高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振器抗沖擊性的實現(xiàn)方法，包括以下步驟:(I)對需要隔振的設(shè)備中沖擊激勵的特點進行分析，(2)分析高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振器承受的沖擊激勵特點，(3)測試分析單一橡膠、鋼絲繩隔振器的隔振特點，(4)測試分析復(fù)合隔振器A的隔振特點，(5)測試分析復(fù)合隔振器B的隔振特點，(6)測試分析對稱安裝在設(shè)備兩側(cè)復(fù)合隔振器B的隔振特點。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明基于高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振的特點，設(shè)計出一種由橡膠與鋼絲繩隔振器構(gòu)成的復(fù)合隔振器B。該復(fù)合隔振器B在設(shè)備響應(yīng)位移較小的情況下，只有鋼絲繩隔振器發(fā)揮隔振作用;在沖擊激勵較大的位移情況下，橡膠與鋼絲繩隔振器一起發(fā)揮隔振作用。通過測試這種復(fù)合隔振器B，發(fā)現(xiàn)其隔振頻率寬，并能很好地吸收和消耗了沖擊激勵的能量，減少了沖擊激勵對設(shè)備產(chǎn)生的損害，延長設(shè)備的使用壽命。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明方法步驟流程圖。
[0019]圖2是復(fù)合隔振器A的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是復(fù)合隔振器B的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖4是對稱安裝在設(shè)備兩側(cè)的復(fù)合隔振器B的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5是幾種隔振器振動傳遞率曲線圖。
[0023]圖中:1、圓柱形橡膠塊，2、鋼絲繩，3、上鋼板，4、下鋼板，5、需要隔振的設(shè)備。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0025]如圖1所示，一種高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振器抗沖擊性的實現(xiàn)方法，包括以下步驟:
[0026]步驟1、對需要隔振的設(shè)備中沖擊激勵的特點進行分析，由于設(shè)備振動工況復(fù)雜，振動沖擊往往會引起設(shè)備的劇烈振動，進而影響設(shè)備的使用性能和壽命，不同的設(shè)備對隔振器都有具體的嚴格要求；
[0027]步驟2、分析高靜態(tài)低動態(tài)剛度隔振器承受的沖擊激勵特點，在振動和沖擊激勵下，其隔振器具有剛度非線性的特點，即有較高的靜態(tài)剛度和較低的動態(tài)剛度，可有效地提高隔振頻域范圍，并可以在較小位移響應(yīng)條件下，耗散較多的沖擊能量；
[0028]步驟3、測試分析單一橡膠、鋼絲繩隔振器的隔振特點，振動傳遞率曲線圖，具體包括以下子步驟:
[0029](a)將橡膠隔振器置于質(zhì)量塊和激振臺之間，質(zhì)量塊上貼有位置傳感器，并記錄質(zhì)M塊初始位置為xO ；
[0030](b)給激振臺提供正弦慢掃頻的振動激