在隔振技術應用領域中存在的誤區

                      播 雨

0 前言

  在隔振技術應用中有時為了降低固有頻率提高隔振效率或采用降速提高隔振效率，理論和實踐都可證明，實際上存在誤區。不僅達不到想象的效果，有時反倒適得其反。本文從理論上加以證明。

1 誤區一，加大質量塊提高隔振效率

隔振系統的固有頻率：      F_n=               （1）

  式中：K—彈性元件的彈性系數（彈簧剛度），N/cm；m—系統振動部分質量，kg  

    由 公式（1）可知，為了降低固有頻率，可以增大 系統振動部分或減小彈簧剛度。

增大質量常常采用惰性塊，實際上是走進了一個誤區。

   下面用一個例子說明，壓縮機質量為480kg左右,選擇4付ZD-3阻尼彈簧減震器，豎向剛度為40 N/mm,工作轉速500rPm,通過計算，隔振系數和隔振效率分別為0.132154和86.78，如表1所示。   

     

固有角頻率 ωn	激振力角頻率ω	彈簧剛度K1(N/m)	振動質量 m1/kg	彈簧數量 /個	隔振系數 ft	隔振效率 η
17.89	52.36	40000	500	4	0.132154	86.78
17.89	52.36	40000	1000	8	0.132154	86.78
17.89	52.36	40000	1500	12	0.132154	86.78

  表1           隔振效率計算結果

   這個表中的數據說明增加惰性塊質量的同時，必須提高彈性元件的總剛度，既增加彈簧數量，以使彈性元件保持一定變形量，否則彈簧不在最佳工作狀態，影響減震效果。

    因此，加大惰性塊質量并沒有提高隔振效率。為了提高隔振效率，只能選擇在允許變形范圍內的低剛度減震器或者說選擇固有頻率低的彈簧減震器。

2 誤區二，用降速方法達到減震降噪目標

  減震降噪工程中又一種做法是采用降速企圖達到減震降噪目的。實際上也是誤區。

 

計算一下傳遞力比值，就可以知道。

 

                 F_C1/F_C2=T_f1 ·F₁/T_f2·F₂      (2)

 

式中， F_C1，F_C2分為高、低速時的傳遞力，T_f!，T_f2為高、低速時的隔振系數，F₁，F₂為高、低速時激振力。

    激振力F₁= M·A(ω₁)²，F₂= M·A(ω₂)²，由于是同一機組，故振幅A與質量M不變，因此，F₁/F₂=(ω₁)²/(ω₂)²，從而(2)式改寫為，

                     F_C1/F_C2=(T_f1/T_f2)·(ω₁)²/(ω₂)²            （3）

  由（3）式可知，傳遞力的比值與頻率比的平方成正比，與隔振系數比成正比。直接從公式很難確定傳遞力的變化，我們采用軟件通過實例計算找出規律。

   以制冷壓縮機組為實例，機組重量為2800kg, 轉速由2850rpm通過調頻降低到1450rpm， 計算一次隔振與二次隔振時，降速對傳遞力的影響。計算結果如下表1和圖1所示。

                

                       表1 傳遞力比值計算結果

激振力	一次隔振力	二次隔振力	二次隔振力
頻率	比值	比值μ=0.357	比值μ=0.179
293.2	1	1	1
282.7	1.0003	1.077	1.08
261.8	1.0008	1.26	1.27
230.4	1.0021	1.64	1.67
209.4	1.0032	2	2.04
167.6	1.0069	3.22	3.38
151.8	1.0092	3.99	4.25

    由計算可知，采用降速達到降噪目的，其實適得其反。如圖1所示，對于一次隔振幾乎沒有什么效果，但對于二次隔振，傳遞力不但不降低反而增大。

不可否認的是降速對于空氣傳聲有效，但這不是本文的研究內容。

3，結論

    隔振工程中采用加大質量塊去提高隔振效率是一個誤區；通過降速來降低傳遞力也是一個誤區，對二次隔振，不但不降低反倒升高傳遞力。隔振工程中只有選擇合適的減震器，或采用二次隔振技術才是降低固有頻率，提高隔振效率的有效方法。                          

 

 參考文獻: 略