技術達人教你徹底解決機電設備振動和噪聲
發布時間:2015-12-31 責任編輯:sherry
【導讀】噪聲來源於振動,解決好了振動問題,噪聲問題也會迎刃而解,所以本文表麵是探討振動和噪聲兩個問題,其實是同一個問題。
振動的兩個基本指標是振幅和頻率,解決振動問題,就圍繞著這兩個概念展開,要麼降低振幅,要麼調整振動頻率點。
頻率可分為固有頻率Wn和激勵頻率W,固有頻率源於產品的結構特征,由質量、質量分布、質心位置、剛度等多個因素和多個因素間的相互作用所確定。固有頻率計算公式為(公式1)k是物體的剛度,m是物體的質量。激勵源的頻率點應避開固有頻率Wn。當Wn=W的時候,就發生了諧振,諧振時候的振幅最大。
當頻率比(公式2),即進入隔振區,使振動傳遞係數小於1,才有減振和隔振效果。在機械質量m已確定的情況下,降低其可降低固有頻率。

若Wn<,既增大衰減率,又遠離“共振區”。例如,當阻尼比<0.1,頻率比為3.6時,就可衰減90%的振幅。
有了以上的理論基礎,下麵是幾個基於上麵理論的解決辦法。
1從振動發生源上處理
從振動源上處理:既然是激勵頻率落進了1.414Wn的範圍內,那就想辦法使激勵頻率提高,常見辦法有:
如果是步進電機,就對步數細分,通過細分改驅動脈衝的步進頻率加倍使步與步之間的差距縮小;
如果有減速器、傳送帶、chuansongchilun,jiutongguogaibianzhudonglunyucongdonglundebanjingbizhi,gaibianchuandongbi,zheyangbeiqudongdezhongduanyaoxiangbaochiyuanlaidesudu,zhudonglundezhuansushibiyaojiakuai,zhuansuhejilipinlvchengzhengbili,jilipinlvtigao,houmiandezhendongganyingguyoupinlvweibian,lianggepinlvcuokai,zhendongziranjianruo;
2從振動傳遞路徑上處理
如果振動源是不可避免的,那就在傳遞路徑上加隔振措施處理,從原理上看,剛性越強解決辦法如下:
傳chuan動dong軸zhou用yong彈dan性xing聯lian軸zhou器qi,這zhe樣yang避bi免mian了le軸zhou和he軸zhou不bu同tong心xin的de轉zhuan動dong下xia,力li矩ju傳chuan遞di不bu受shou損sun失shi,且qie軸zhou和he軸zhou不bu對dui心xin而er帶dai來lai的de相xiang互hu周zhou期qi性xing剛gang性xing位wei移yi也ye可ke改gai觀guan,這zhe種zhong周zhou期qi性xing相xiang對dui位wei移yi是shi震zhen動dong和he噪zao聲sheng的de根gen源yuan;
傳動之間用皮帶輪柔性連接,振動源與支撐件基座間加緩衝減震材料或裝置;
彈(dan)簧(huang)懸(xuan)掛(gua)振(zhen)動(dong)源(yuan),對(dui)緩(huan)衝(chong)減(jian)震(zhen)很(hen)有(you)作(zuo)用(yong),但(dan)會(hui)有(you)三(san)個(ge)問(wen)題(ti)需(xu)要(yao)克(ke)服(fu),一(yi)是(shi)啟(qi)停(ting)時(shi)機(ji)器(qi)會(hui)抖(dou)動(dong),二(er)是(shi)不(bu)能(neng)傳(chuan)遞(di)力(li)矩(ju),因(yin)為(wei)彈(dan)簧(huang)本(ben)身(shen)是(shi)不(bu)能(neng)傳(chuan)遞(di)扭(niu)矩(ju)的(de),三(san)是(shi)運(yun)輸(shu)時(shi)要(yao)考(kao)慮(lv)固(gu)定(ding),裝(zhuang)機(ji)後(hou)還(hai)要(yao)拆(chai)去(qu),比(bi)較(jiao)麻(ma)煩(fan);
設she計ji導dao振zhen措cuo施shi,把ba振zhen動dong導dao走zou,振zhen動dong仍reng在zai,但dan離li我wo們men較jiao遠yuan了le。常chang見jian的de是shi大da發fa電dian機ji,在zai固gu定ding在zai地di麵mian的de時shi候hou,在zai基ji座zuo四si周zhou挖wa溝gou,孤gu零ling零ling的de形xing成cheng一yi個ge溝gou裏li的de地di樁zhuang,振zhen動dong從cong地di下xia傳chuan出chu去qu,到dao了le樓lou房fang的de時shi候hou,再zai通tong過guo樓lou房fang地di基ji往wang上shang返fan,會hui把ba振zhen動dong減jian弱ruo好hao多duo。
3對振動感應係統的處理
振動源解決不了,傳播路徑解決不了,或者解決成本太高,可以在受震動點改進,雖然這個辦法不是首選,具體的方法如下:
在滿足強度要求的情況下,選用低剛度材料製作構件(特別是製作支承件)是一種減振的有效途徑。Wn降低,遠離了激勵源頻率W;對自行式機械,將剛性懸掛改為彈性懸掛;對固定設備,將彈性件、阻尼件和質量件構成串和並聯、xianchuanhoubinghuoxianbinghouchuandengduozhongxingshizuhexitongdedanxingzhichengzhuangzhi,dounenganzhaowomendeyudingyaoqiu,shixitongdedengxiaogangdudiyuyuanyoudegangdu,congerdadaojianzhendemude。
加重固定基座的質量,降低固有頻率點;
注意單純依靠降低剛度、降低固有頻率來提高減振性能有時並不可取。一是隨著剛度的降低,係統設備的靜態位移也會增加,會使空間布置、彈性尺寸、結構設計帶來困難。二是對於不同工作要求的設備,通常有一個最低剛度的限製值,尤其是有力矩傳遞、力傳遞的時候,單純降低剛度也不是辦法。
另(ling)外(wai)可(ke)以(yi)實(shi)施(shi)結(jie)構(gou)的(de)合(he)理(li)布(bu)局(ju),分(fen)析(xi)預(yu)計(ji)到(dao)產(chan)品(pin)使(shi)用(yong)中(zhong)將(jiang)處(chu)於(yu)既(ji)有(you)豎(shu)向(xiang)振(zhen)動(dong),又(you)有(you)俯(fu)仰(yang)角(jiao)振(zhen)動(dong)等(deng)耦(ou)合(he)振(zhen)型(xing)時(shi),注(zhu)意(yi)結(jie)構(gou)的(de)合(he)理(li)性(xing),質(zhi)量(liang)對(dui)稱(cheng)分(fen)布(bu)的(de)可(ke)能(neng)性(xing),並(bing)確(que)定(ding)出(chu)振(zhen)幅(fu)為(wei)零(ling)點(dian)結(jie)構(gou)上(shang)的(de)“節點”,以便對振動敏感的機械儀表、儀器或駕乘操作者坐椅能設置在“節點”或其附近。
4共鳴空腔的處理
youshihouhuiyudaoyizhongqingkuang,bajiqizhuangqilai,zaoshenghenda,danzhendongfuduyebushihenda,bajiqichaikai,zaoshengmingxianjianxiao,zhegexianxiangshigongming,gongmingdechanshengshileisiyinxiangxiaoguodegongzhen,chulidebanfashibakongqiangpohuaidiao,kongqiangneidechuanbojiezhishikongqi,zaikongqiangzhongbodong,kongqibojilijikechanshengqingweizhendong,youqishiduikaimojudezhusuke,keneiyoudianjidengchuandongzhuangzhishi,rongyichanshengzhezhongxianxiang。
針(zhen)對(dui)其(qi)產(chan)生(sheng)機(ji)理(li),實(shi)施(shi)反(fan)向(xiang)工(gong)程(cheng)設(she)計(ji),破(po)壞(huai)其(qi)空(kong)腔(qiang)和(he)空(kong)氣(qi)震(zhen)動(dong)傳(chuan)播(bo)的(de)路(lu)徑(jing),破(po)壞(huai)殼(ke)體(ti)薄(bo)壁(bi)的(de)震(zhen)動(dong),解(jie)決(jue)的(de)辦(ban)法(fa)是(shi)在(zai)機(ji)箱(xiang)中(zhong)加(jia)空(kong)氣(qi)隔(ge)板(ban)或(huo)海(hai)綿(mian),擋(dang)住(zhu)空(kong)氣(qi)的(de)震(zhen)動(dong)傳(chuan)播(bo);另外是在殼體上加筋,使殼體的剛性增強,這樣即使有震動空氣傳到壁上,也不會產生殼體的微小變形產生震動進而成為共鳴。
5注意的問題
通tong過guo調tiao整zheng頻pin率lv點dian的de方fang式shi實shi現xian減jian震zhen時shi,機ji器qi啟qi停ting的de過guo程cheng會hui出chu現xian瞬shun間jian加jia速su或huo減jian速su,這zhe樣yang激ji勵li頻pin率lv會hui經jing過guo固gu有you頻pin率lv點dian,例li如ru步bu進jin電dian機ji支zhi撐cheng機ji構gou固gu有you頻pin率lv10Hz,步進電機的頻率100Hz,正常工作狀態下,100Hz的激勵頻率肯定不會引起共振,但啟動時,得經曆0Hz—10Hz—100Hz這樣的過程,停機時得經曆100Hz—10Hz—0Hz的過程,所以會出現啟停過程的震動,如果機器設計要求較高,不能不考慮這個影響。
zhendongguilvbiaoming,juyouduozhongzhendong,duozhongzhenxing,bingqiezongshiyizuidideguyoupinlvsuoduiyingdezhenxingweizhu。zaijiyoushuxiangzhendongyouyoufuyangzhendongdeouhezhenxingshi,weibimianchanshengjuliedefuyangzhendong(因人和設備對俯仰振動耐受力更低,破壞性更大),在激勵頻率W、俯仰角振動固有頻率Wn1.和豎向振動固有頻率Wn2之間,使W>Wn1>Wn2成立,實踐證明有利於係統動態特性。
shebeidedanxingzhichengnengshixianzhendonggeli,danbuzhibudang,zeyiyinqiouhezhendong。dangdanxingzhichengduichengbuzhiyushebeidesigejiaochu,dangzhixinchuyushoudaoshuxiangganraolizuoyongshi,shebeizhizuoshuxiangfangxiangzhendong,bingbuhuiyinjinqitaxingshidezhendong,dangganraolidaxiaoweizhibubian,danxingzhichenggedingdianyuzhixinjihuzaitongyipingmian,danshiyousigedanxingzhichengyanzongxiangbuzhibuduichengshi,shebeihuibansuishuxiangzuoshang、下xia振zhen動dong的de同tong時shi,還hai作zuo沿yan質zhi心xin橫heng軸zhou的de俯fu仰yang振zhen動dong。這zhe種zhong多duo個ge方fang向xiang同tong時shi發fa生sheng的de振zhen動dong稱cheng為wei耦ou合he振zhen動dong。如ru果guo在zai沿yan橫heng軸zhou方fang向xiang的de支zhi承cheng布bu置zhi也ye不bu對dui稱cheng,那na麼me就jiu會hui引yin起qi共gong振zhen型xing同tong時shi出chu現xian的de耦ou合he振zhen動dong。多duo一yi種zhong振zhen型xing,就jiu多duo一yi個ge固gu有you頻pin率lv,也ye就jiu多duo了le一yi次ci引yin起qi共gong振zhen的de機ji會hui。這zhe對dui設she備bei的de正zheng常chang運yun轉zhuan不bu利li,也ye使shi彈dan性xing支zhi承cheng裝zhuang置zhi的de設she計ji和he使shi用yong帶dai來lai很hen多duo的de困kun難nan。
激勵頻率的產生一是來自自身,一是來自外界。自身的激勵頻率在多數工況下,要麼是工作任務要求所確定的(如在某一確定的轉速下工作),要麼是隨機的無法控製的(如自行式設備由地麵不平引起的激振)。由於旋轉的不平衡會使旋轉機械形成故障,例如風機轉子,煙氣粉塵粘在葉片上引起風機的不平衡運轉,在工藝上過濾粉塵、烘幹等措施都可以削減振動。
yishangshizhendonghezaoshengdechangjianwentihejiejuesilu,zaiyougaoshendewoyegaobudongle,jiudezhaozhendongceshiyishidiceyixia,querenpinlvhezhenfu,shuntengmogua,zhubuwangwaiyanshenceliang,genzongdaozhendongyuan,ranhouzaifenxizhaodaozainagehuanjiejiejuewentidejianbianerjingjidebanfa。
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