常用的隔振器类型
2017-03-16 13:27:49来源: 作者:xdnet
工程实际中应用的隔振振器主要有金属弹簧隔振器、钢丝绳隔振器、橡胶隔振器、金属橡胶隔振器、空气弹簧隔振器。
1.金属弹簧隔振器
金属弹簧隔振器是使用最早的一类隔振器。工程上用得较多的有圆柱形螺圈弹簧隔振器、圆锥形螺圈弹簧隔振器、蝶形弹簧隔振器等。弹簧材料一般选用锰钢、硅锰钢、铬钒钢等。由于钢质弹簧具有理想的弹性,其应力和应变在很大范围内呈线性,其材料和结构参数可在较大范围内改变,能适应不同的载荷、变形量和较低的共振频率的要求。此外,螺圈弹簧隔振器还具有造价低廉、不怕腐蚀性环境、耐高温等优点。但是,螺圈弹簧隔振器阻尼较小,不能提供足够的阻尼来抑制振动,且其中、高频隔振性能差。
2.橡胶隔振器
橡胶隔振器是应用最为广泛的一类隔振器,在机车车辆、船舶、汽车、飞机、桥梁及仪表等隔振领域被广泛运用。橡胶隔振器是利用粘弹性阻尼结构弹性变形来实现减振作用,把振动能转换为阻尼材料的内摩擦能,并有着高的转换效率。其既可以使用在压缩状态,也可以使用在剪切状态。在应用中,若橡胶材料和阻尼结构参数选取合理,即 可达到良好的阻尼隔振目的。橡胶隔振器作为运用最为广泛的隔振器,是由于其具有如下优点:
(1) 可以硫化成各种形状,以适应空间的要求,通过调整橡胶配方组分来控制硬度,可满足对各个方向刚度和强度的要求。
(2) 具有足够的内阻尼,适用于静态位移小而动态位移虽短暂但很大的情况,隔振效果好,有利于越过共振区,衰减高频振动和噪声。
(3) 弹性模量比金属小得多,可产生较大弹性形变。
(4) 没有滑动部分,易于保养。
(5) 质量小,安装和拆卸方便。
但是在实际应用中,橡胶隔振器也有以下几个缺点:
(1) 耐高、低温性能和耐油性能不如金属材料。
(2) 不能直接曝露于外部环境中,容易老化。
(3) 长期用于大载荷时会产生蠕变和滞后。
(4) 低频时隔振性能差。
3.钢丝绳隔振器
钢丝绳隔振器最早由美国于20世纪70年代末研制成功,是一种典型的非线性隔振器,其阻尼特性与变形有关,具有良好的隔振性能。当振幅足够大时,钢丝绳隔振器是利用各股钢丝绳之间的干摩擦阻尼吸收且耗散振动能量的隔振器。当振幅较小时,钢丝绳隔振器的各股钢丝绳不产生干摩擦阻尼,依靠钢丝绳元件的弹性隔振。钢丝绳隔振器是新一代新颖的弹性元件,其优点己经逐渐被人们所认识,在舰船、航空航天等领域的实际使用中得到了证实。应用的前景十分广阔。突出的优点有以下几点:
(1)兼顾了弹性支承元件隔振、缓冲、降低高频结构噪声的三大功能。
(2)采用了不锈钢丝绳及不锈钢夹板,可用于恶劣的环境条件。
(3)性能稳定,寿命长,一般不需更换。
(4)其特有的绳结构,抑制了通常的金属隔振器很难避免的高频波动效应。
(5)具有明显的非线性特性,在抗冲击、被动隔振等方面具有其它隔振器无法企及的优良特性。
钢丝绳隔振器可以产生很大的动态位移,可以衰减强烈的冲击,同时吸收和耗散大量的低频和高频振动。但是钢丝绳隔振器干摩擦阻尼较小,共振时的隔振效果较差。
4.金属橡胶隔振器
金属橡胶隔振器是一种新型隔振器,这种新型隔振器是由金属丝经过螺旋成型、拉长、缠绕毛坯、模压等几道工序制成,其内部结构是由金属丝相互交错勾联形成的空间网状结构,同时又具有类似高分子橡胶材料那样的弹性和阻尼性能,受到载荷作用产生变形时,细金属丝勾链结构之间发生滑移、摩擦、挤压、弹性变形,由干摩擦阻尼耗散大量的振动能量,起到减振缓冲的作用。由于金属橡胶属于非连续体孔隙材料,在一定条件下随振动次数的增加,它不会像连续体金属材料一样突然断裂而失效,而是其内部的金属丝发生局部断裂产生累积损伤。由于金属橡胶由螺旋状金属丝制成,不仅具备橡胶材料一样良好的弹性,而且还有金属材料所具有的抗腐蚀、抗辐射、耐高低温、耐腐蚀性、不易老化等特性,因此,金属橡胶隔振器很适合在特殊环境条件下使用。金属橡胶还具有易制成各种形状、各种相对密度、重量轻、刚度可调节等优点,而且具有很高的动静态强度。目前金属橡胶隔振器在汽车舰船、航空航天等领域被广泛应用。
5.空气弹簧隔振器
空气弹簧是在一密封容器中冲入压缩空气,利用气体的可压缩性体现弹簧作用。常用的空气弹簧隔振器由弹簧体、附加气室以及高度控制器三部分组成。
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