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機械社區(qū)

標題: 負剛度于減震器制作之討論 [打印本頁]

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作者: LIAOYAO    時間: 2012-5-12 01:58
標題: 負剛度于減震器制作之討論

$ I' N8 s  c6 K8 w* q0 a
    前段時間制作了幾套彈簧橡膠減震器，用于SPM 130以下的沖壓機上，效果還不錯，改善了車間地板震動的問題。照片曾發(fā)表于“振動與噪聲專題，大家參與 ”，為方便討論再轉(zhuǎn)貼于本帖。

    同類型的減震器使用于1100KN、800KN和600KN等不同噸位的沖壓機，其中有沖壓速度達170 SPM的沖壓機就效果不佳，整部機器晃動過大，不能滿足車間的要求。
/ e; g! Q+ `) [- z2 k  u
    重新查核資料并經(jīng)過計算后，明白失效的原因在于減震器的固有頻率不合宜，目前固有頻率為 3.1Hz，共振區(qū)在2.3~4.33Hz，和實際驗證的情況吻合，即沖壓速度從140~260 SPM都不能滿足車間要求，而這區(qū)段的沖壓速度是車間常用的生產(chǎn)速度，只有降低減震器的固有頻率方可滿足SPM 130以上的這些機器上。

    想過用不同的機構(gòu)或阻尼物來降低固有頻率，都很難低至 1Hz；提高固有頻率則震動也會增加，就不是俺要的結(jié)果。在搜尋資料時有個詞映入眼中，這又激起無限的希望，“負剛度”可以和“正剛度”相抵，那么要制作出固有頻率 1Hz的減震器就不再是那么艱難咯，
5 k; c1 @+ l0 i$ z
    “負剛度”和俺剛認識對它還不清楚，路過的老師有認識“負剛度”的還請駐足指導(dǎo)。 感謝。
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作者: easylife    時間: 2012-5-12 08:53
減震器選擇有兩個關(guān)鍵指標剛度（固有頻率）和阻尼。
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作者: LIAOYAO    時間: 2012-5-12 10:04

easylife 發(fā)表于 2012-5-12 08:53
減震器選擇有兩個關(guān)鍵指標剛度（固有頻率）和阻尼。

回  版主
阻尼不足時減震器振幅會隨著不平衡量增高而增加；

! U& b2 p& i/ v- R去年也試過環(huán)隙液壓缸，就有發(fā)生“閉鎖速度”使得震動直接傳達到地板。
  N  l. r) H4 \- r& P5 Q

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作者: 憨老馬    時間: 2012-5-12 10:33

- D9 U2 A) ?$ m4 X# J6 I: T
因為經(jīng)常做設(shè)備安裝工作,個人對此問題很感興趣,但覺得大噸位而且有沖擊的機械,光靠減震器是很難滿足要求的,安裝此類機械還必須在地基的設(shè)計上解決根本的問題,如將其設(shè)計成懸浮式的,與車間地面有隔震帶,基礎(chǔ)墊層有足夠深度和寬度.

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作者: easylife    時間: 2012-5-12 11:49

LIAOYAO 發(fā)表于 2012-5-12 10:04
回  版主
0 G: ?. U5 E3 W% N. z阻尼不足時減震器振幅會隨著不平衡量增高而增加；

4 H5 ^7 Y+ _) A這個問題很有意思，前兩年也做過類似工作，是對一臺精密設(shè)備進行被動隔振系統(tǒng)(passive vibration isolation system)改造，近一年下來最后滿足也設(shè)備工作環(huán)境要求。
/ M+ K; L' a' A* a( l- f, G8 G
$ p. V( O  |% o9 G( e4 z8 D1 T% w先介紹下隔振系統(tǒng)震動傳遞曲線：
意義不介紹了，教材及網(wǎng)上都有。
http://www.google.com.hk/url?sa=t&rct=j&q=vibration+transmiss+curve&source=web&cd=1&ved=0CHMQFjAA&url=http%3A%2F%2F203.158.253.140%2Fmedia%2Fe-Book%2FEngineer%2FVibration%2FShock%2520And%2520Vibration%2520Handbook%25205th%2520Ed%2F70811_30.pdf&ei=s9WtT9n4FqmjiAe6iPz0CA&usg=AFQjCNF3v5yifqH-4iI2NwMaz9u1nP4zvA&cad=rjt
. \6 R1 w& i* Y# O4 O  @[attach]249507[/attach]
& R/ M4 U5 T5 v/ U( p) e6 _
我的理解是：被動隔振器主要有一下幾種（主要討論豎直向單自由度隔振處理）：

4 M6 d" M4 |) t# V) H: x金屬彈簧： 系統(tǒng)固有頻率可以做到很低，但是阻尼很小。優(yōu)點是 擾動源頻率和系統(tǒng)固有頻率差很遠時， 隔振效果非常好。 缺點就是一旦共振放大很嚴重。

* f! B8 k1 L1 u. d0 `橡膠減震器：一般最低頻率可以做到10赫茲左右，阻尼一般。減震效果一般，成本低，適合常用。

- K# e, a) D& [: V9 f空氣彈簧減震器：頻率最低可以做到1赫茲左右甚至0.5，好的阻尼可以調(diào)節(jié)（兩個氣室）。高級的可以加水平調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這樣系統(tǒng)即使重心變化設(shè)備也不會傾斜-- 如三坐標應(yīng)用。 隔振效果好， 適合要求要求高的場合。 缺點是成本較高，高級的點需要氣源持續(xù)供氣。

0 v8 V) F# ?0 `8 ^0 [; \其他的類型不怎么了解，
0 o* c4 v3 \$ s7 Z當(dāng)初我是要隔離隨機振動，從橡膠減震器+單室封閉空氣彈簧 最后升級到了阻尼可調(diào)，帶水平調(diào)節(jié)的兩氣室空氣彈簧， 還加了配重降低系統(tǒng)頻率。試驗結(jié)果證明效果很好。
/ ?, j3 {( u/ T5 c/ \$ `% w3 b) Z

9 k& ^7 B6 t( f5 @7 W針對樓主問題有兩個方案建議：
; e3 R- G) R  m$ j+ b/ X" r2 I1： 還是采用橡膠墊類型減震， 同一種減震墊，在100噸重設(shè)備上有用，但放到10噸設(shè)備上隔振效果就一定沒有那么好了。 因為系統(tǒng)頻率和重量有關(guān)系，這個可以參照供應(yīng)商的產(chǎn)品數(shù)據(jù)曲線， 如http://www.bilz-usa.com/isolation_pad_materials.htm  （進入網(wǎng)頁后頂上的鏈接里面）。 所以應(yīng)該真的不同重量和頻率的設(shè)備選用不同德減震墊。
8 ?0 Y) i. L' u
) u! [" u0 }# b2 G* a2. 空氣彈簧(air isolator): 推薦德國Bilz， 細節(jié)可以咨詢供應(yīng)商。

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作者: LIAOYAO    時間: 2012-5-12 14:11

1. 針對樓主問題有兩個方案建議：
   ' w8 D% B- ?$ K3 t  n/ w& m8 |. x
2. 1： 還是采用橡膠墊類型減震， 同一種減震墊，在100噸重設(shè)備上有用，但放到10噸設(shè)備上隔振效果就一定沒有那么好了。 因為系統(tǒng)頻率和重量有關(guān)系，這個可以參照供應(yīng)商的產(chǎn)品數(shù)據(jù)曲線， 所以應(yīng)該真的不同重量和頻率的設(shè)備選用不同德減震墊。
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3. 2. 空氣彈簧(air isolator): 推薦德國Bilz， 細節(jié)可以咨詢供應(yīng)商。

復(fù)制代碼

1、由于鋼架沖壓機的重心比較高，而機架左右寬度偏窄，因氣墊高度有110mm高，為防止使用操作問題而產(chǎn)生的隱患，如氣墊失效或發(fā)生共振導(dǎo)致傾倒事件，暫時不考慮。

; h1 [4 {1 D, t" L& S2、橡膠墊的固有頻率一般比較高，減震效果會比固有頻率低的減震器要差一些。在改裝前就是使用臺灣生產(chǎn)的橡膠墊，效果就是老總來車間說“你們要拆我的廠房啊”{:soso_e113:} 。
6 c: |# d& f9 H, h. y9 y
# e5 O% {5 E3 x6 X+ i! v不同重量和頻率的設(shè)備選用不同的減震墊，事實就是如此，俺在高速沖床用的就不是這樣的，是用粘滯阻尼彈簧減震器。彈簧配置是依據(jù)設(shè)備不同而不同，也可以在相同的設(shè)備使用不同的彈簧配置。
  F( j7 b4 V: b7 p/ X3 b
過些天后還要試摩擦型的阻尼器，零件已發(fā)包制作中。 試后結(jié)果再于本帖和大家分享。

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作者: 水水5    時間: 2012-5-12 20:51
剛度就是固有頻率么？

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作者: 低調(diào)給誰看    時間: 2012-5-13 00:48
都是高手 學(xué)習(xí)了

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作者: xiaoshxin    時間: 2012-5-13 09:22
全路面起重機的油氣懸架，怎么樣

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作者: xiaoshxin    時間: 2012-5-13 10:26

xiaoshxin 發(fā)表于 2012-5-13 09:22
全路面起重機的油氣懸架，怎么樣

. n, A+ o- A& W6 v這個差不多吧，還是根據(jù)你的質(zhì)量和油缸的數(shù)量來定吧

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作者: LIAOYAO    時間: 2012-5-13 16:55

[attach]249614[/attach]	負剛度是指隨著結(jié)構(gòu)變形的增加，結(jié)構(gòu)剛度在下降; 結(jié)構(gòu)剛度是材料剛度（彈性剛度和塑性剛度）與幾何剛度矩陣之和，幾何剛度是負的（屈曲時幾何剛度的絕對值較大），結(jié)構(gòu)總剛度就是負的了。
[attach]249615[/attach]	碟形彈簧具有非線性變形特性,并且在一定條件下,碟形彈簧具有負剛度的特性。將碟形彈簧在負剛度區(qū)間與正剛度彈簧并聯(lián),通過合理選擇參數(shù),使得隔振系統(tǒng)的剛度在平衡點附近趨向于零,隔振系統(tǒng)的固有頻率可以達到極低,從而使其隔振頻帶加寬,可實現(xiàn)低頻隔振的目的。

5 |+ L, N' {0 u& _0 B7 `3 d  m9 S- W9 ^

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" C; H+ p" \1 N% `- Y6 N$ i+ V

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作者: LIAOYAO    時間: 2012-5-13 19:18
網(wǎng)搜到廠家的錄像演示 1/2-Hz vibration isolation systems.
/ e. b/ m! O5 K1 u) z! m
% K& \1 I# S0 l" z; c% z; Qhttp://www.minusk.com/media/video_mo_c.flv

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作者: LIAOYAO    時間: 2012-5-14 06:26
正負剛度彈性元件并聯(lián)的減振裝置

    前言：一種正負剛度彈性元件并聯(lián)的減振裝置，克服了一般的用正剛度彈性元件構(gòu)成的減振裝置，其鋼度、固有頻率不容易做到任意低的不足。該裝置利用正負剛度相消的原理，將正負剛度彈性元件并聯(lián)使用，其剛度可以做到任意低，而且還可以通過調(diào)節(jié)正負剛度彈性元件的預(yù)變形量，實現(xiàn)對減振裝置額定載荷能力的大幅度調(diào)節(jié)。從而為減振尤其是低額及超低頻減振提供了有效的手段。


4 q- U: k0 x% M8 }) x2 A- K* u# L; _% ^[attach]249643[/attach]

& t$ d" }2 z# v1 r; D! w" T8 I6 }$ x: K

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作者: 小凱hu    時間: 2012-5-14 08:30
好帖，中國機械精度一直達不到歐美水平呀！！！！
1 y# m# \7 t8 S5 A4 J

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作者: 捉妖師    時間: 2012-5-14 08:43
看得云里霧里的，還有好多不懂的啊

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作者: LIAOYAO    時間: 2012-8-4 17:18
摩擦型的阻尼器已經(jīng)試機，功能滿足車間的要求；
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在低速區(qū)或低頻區(qū)（1.5Hz~2.0Hz)還是有些不滿意，機器的晃動有些偏大，雖然車間已經(jīng)可以接受，但是自己還是不能滿意這樣的效果。
6 B4 E. R: D* I! B
試機的頻率范圍是從1Hz~6Hz；沒有買加速計測量，因此無法提供量化數(shù)據(jù)。

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作者: LIAOYAO    時間: 2012-8-12 00:02
6# 所說的 摩擦型阻尼減震器  
說明：藉由摩檫器產(chǎn)生阻尼以消能，

照片：
原用之橡膠墊于減震器對照
" J1 \) @, Y- j' Z! g/ p
6 m# S6 i! E. j[attach]257709[/attach]   [attach]257710[/attach]

600KN沖壓機 試機速度60~170 (1Hz~2.83Hz)
1 k: J1 I6 q, ~) w% k9 ?' ~+ a8 t
[attach]257707[/attach]    [attach]257708[/attach]
: h2 Y, _- U: ?' h( K! W

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作者: cc果凍    時間: 2013-12-6 16:40
樓主厲害，學(xué)習(xí)了

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作者: 神仙老虎狗    時間: 2015-10-10 16:47

LIAOYAO 發(fā)表于 2012-8-12 00:02
5 i: x& S+ g4 N3 G4 w& t' {7 c6 s0 Z6 `: V+ @6# 所說的 摩擦型阻尼減震器  
說明：藉由摩檫器產(chǎn)生阻尼以消能，

請教大俠，圖中紅綠模具彈簧的規(guī)格，看上去內(nèi)徑應(yīng)該超過φ30；
5 k5 l$ }9 X; j6 h' n
兩種顏色彈簧能混用么？謝謝！
* A$ D- Z& ?9 h+ G% K$ g+ Q

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作者: LIAOYAO    時間: 2015-10-10 17:49

神仙老虎狗 發(fā)表于 2015-10-10 16:47
請教大俠，圖中紅綠模具彈簧的規(guī)格，看上去內(nèi)徑應(yīng)該超過φ30；

兩種顏色彈簧能混用么？謝謝！

1 G1 U3 G$ n# L; G3 y, g廣通公司有70這種規(guī)格
3 r; I+ |: k. {; \% k4 U* t( ^5 ^' b
+ Y8 C+ J  b! Y; M1 [; |7 W1 u[attach]367075[/attach]
0 u% e4 z! z- U3 Q! X5 K4 u" o/ k

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作者: yangdexin39    時間: 2017-4-7 15:40

LIAOYAO 發(fā)表于 2012-5-14 06:26
4 t* T9 R* ~6 q$ q4 A* g正負剛度彈性元件并聯(lián)的減振裝置
' m$ \! A; k% E+ K; f8 g
    前言：一種正負剛度彈性元件并聯(lián)的減振裝置，克服了一般的用正剛度 ...

0 m( k; L" K$ k& L+ Q& H% F: T能具體說明一下什么結(jié)構(gòu)是正負剛度結(jié)合使用的減震結(jié)構(gòu)么

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作者: 減振專家    時間: 2020-1-14 09:51

LIAOYAO 發(fā)表于 2012-5-12 14:11
, y2 P4 A" _) m- w/ U8 q7 l1、由于鋼架沖壓機的重心比較高，而機架左右寬度偏窄，因氣墊高度有110mm高，為防止使用操作問題而產(chǎn)生的隱 ...

這一款彈簧阻尼減震器，采用的液態(tài)阻尼，頻率可以做到2點多，廣泛用于高速沖床上

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