二次隔振动力参数设计

项目

主动(积极)隔振

被动(消极)隔振

力学模型

设计已知条件

当一次隔振满足不了隔振要求时，需采用二次隔振，所以，一次隔振器动力参数设计的已知条件以及一次隔振设计确定的动力参数均为二次隔振设计的已知条件，即已知系统的参数m₁、K₁、C₁、激振力幅值F₀或支承运动幅值U、激振角频率ω、传给基础的允许动载荷幅值[F_T0]或被隔振物体允许的位移幅值[B₁]

确定的动力参数

二次隔振设计所要确定的动力参数是二次隔振架的参振质量m₂和二次隔振弹簧的刚度K₂。为方便设计，引用刚度比S、质量比μ、振幅比Δ和一次隔振系统的固有圆频率ω_n四个物理量：

由于K₂＝SK₁，m₂＝μm₁，于是将确定K₂和m₂的问题转化为确定S和μ的问题

系统的固有频率

系统稳态响应振幅

刚度比与质量比的关系

式中　K_s——两弹簧静变形量之比，，设计中K_s的取值可在0.8~1.2的范围内选择；

δ₁₀——K₁弹簧在m₁g作用下的静变形量，m；

δ₂₀——K₂弹簧在(m₁+m₂)g作用下的静变形量，m

主要考核指标

传给基础的动载荷幅值

传到机械设备的位移幅值

隔振系数η

设计思想

在考察二次隔振与一次隔振传给基础的动载荷幅值之比K_p和二次隔振m₂与m₁振动位移幅值之比关系中，寻求在Ks给定条件下确定质量比μ的计算公式

被动隔振与主动隔振的隔振系数(绝对传递系数)完全一样，所以，可将U看成F₀，将B₁看成F_T2，按主动隔振确定质量比μ，不影响被动二次隔振的隔振效果

二次隔振与一次隔振传给基础动载荷幅值之比

等效主动二次隔振稳态振幅

等效主动一次隔振稳态振幅

振幅比

质量比

式中正负号的选取应使μ为正值

动力参数

二次隔振架参振质量　　m₂＝μm₁

二次隔振弹簧刚度　　　K₂＝K_s(1+μ)K₁

辅助考核指标

设计思想

为防止机体m₁、二次隔振架m₂和基础(包括固定在它上面的物体)沿空间六个方向的相互碰撞，机体和基础间的最小间隙应大于B_1max(或δ_max)，机体m₁和二次隔振架m₂间的最小间隙应大于δ_1max，二次隔振架m₂和基础间的最小间隙应大于B_2max(或δ_2max)

为防止机体m₁和二次隔振架m₂在振动过程中跳离隔振弹簧，弹簧的静压缩量δ_n1、δ_n2应分别大于δ_1max、B_2max(或δ_2max)，允许极限压缩量δ'_j1、δ'_j2应分别大于(δ_n1+δ_1max)、(δ_n2+Β_2max)或(δ_n2+δ_2max)；对非压缩弹簧，允许相对变形量应大于二倍δ_1max、B_2max或δ_2max

隔振弹簧设计参数确定

用δ_1max确定一次隔振弹簧的变形量

用B_2max或δ_2max确定二次隔振弹簧的变形量

或　　　　　　　

根据刚度分配原则和弹簧的布置情况，确定出各组弹簧的一只弹簧的刚度，用该刚度分别去乘弹簧的各变形量δ₁、δ_n、δ_j得到相应的力P₁、P_n、P_j