壓力機(jī)的振動(dòng)和隔離
2010-05-20 10:24:57
1 概述
機(jī)械壓力機(jī)的種類多、數(shù)量大、分布廣，較多工廠都要使用，其振動(dòng)危害較大。據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料顯示[1—5]，壓力機(jī)基礎(chǔ)振動(dòng)強(qiáng)度通常在60dB—90dB之間，較大型壓力機(jī)基礎(chǔ)振動(dòng)強(qiáng)度可達(dá)130dB（實(shí)測(cè)）。壓力機(jī)基礎(chǔ)的振動(dòng)頻率成份實(shí)測(cè)在15Hz～30Hz的范圍內(nèi)。對(duì)這種低頻振動(dòng)，人們感覺并不靈敏，但對(duì)人體的危害卻很大。長(zhǎng)期在壓力機(jī)旁工作的人會(huì)出現(xiàn)內(nèi)分泌失調(diào)、失眠、脾氣暴躁、反映遲鈍等癥狀。另一方面，壓力機(jī)激起的基礎(chǔ)振動(dòng)傳至車間內(nèi)其它精密設(shè)備，會(huì)干擾其正常工作；傳至柱基會(huì)對(duì)廠房造成附加應(yīng)力；傳至辦公樓和居民區(qū)會(huì)影響人們的正常工作和生活，并因此引起廠群矛盾。高速壓力機(jī)相對(duì)低速壓力機(jī)而言，其行程次數(shù)一般在200RPM—1000RPM，其在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)往往對(duì)周圍環(huán)境造成不利影響，消除和減少這種影響的有效辦法是對(duì)其采取隔振措施。
某汽車配件廠有三臺(tái)用于生產(chǎn)汽車空調(diào)散熱片的高速壓力機(jī)，其中兩臺(tái)公稱壓力為100噸，一臺(tái)公稱壓力為50噸，生產(chǎn)時(shí)對(duì)周圍居民造成較大的影響，需進(jìn)行隔振處理，根據(jù)城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)工藝的需要，廠方對(duì)隔振效果有兩點(diǎn)要求：（1）采取隔振措施后，壓力機(jī)臺(tái)座位移幅值＜0.4mm；（2）距高速壓力機(jī)30m處居民點(diǎn)的環(huán)境振動(dòng)，白天VL＜75dB，夜間VL＜72dB。本文在探討高速壓力機(jī)振動(dòng)原理的基礎(chǔ)上，開展了隔振措施的工程試驗(yàn)研究。
2 高速壓力機(jī)振動(dòng)及隔振設(shè)計(jì)
2.1高速壓力機(jī)振動(dòng)分析
一般來說，高速壓力機(jī)的振動(dòng)是由激振力（動(dòng)載荷）的大小來決定的。高速壓力機(jī)的激振力主要為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的慣性力和加工力，一般情況下前者大于后者，但激振頻率是前者小于后者。高速壓力機(jī)的行程次數(shù)約為200RPM—1000RPM，其對(duì)應(yīng)的激振頻率一般在3Hz～16Hz。
2.2高速壓力機(jī)隔振設(shè)計(jì)
（1）激振力
在隔振設(shè)計(jì)中，激振力即曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的慣性力，視為正弦力，即：
F0=m 0a（1）
式中m 0——與曲柄連桿機(jī)構(gòu)相連接的運(yùn)動(dòng)部分（含上模具）質(zhì)量
a——運(yùn)動(dòng)部分的加速度
其中加速度a可由式（2）求出。
a=ω2X 0=（2πf 擾）2X 0=QN 2X 0Sinωt（2）
式中 Q——系數(shù)
N——行程次數(shù)
X 0=行程數(shù)值（一般指在靜態(tài)時(shí)，上下模具間的距離）
由式（1），（2）可得
F=m 0QN 2X 0Sinωt（3）
由（3）式可以看出，激振力的大小與運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量和行程次數(shù)的平方成正比。因此，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，適當(dāng)減少行程次數(shù)N，可使激振力有較大幅度減少。
（2）加工力
實(shí)際上激振力還包括上、下模具接觸時(shí)的打擊力。打擊力相當(dāng)于瞬時(shí)之間上模給下模一個(gè)沖量，對(duì)于高速壓力機(jī)來說，此力小于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的不平衡慣性力，并且加工力激起的振動(dòng)頻率大于慣性力激起的振動(dòng)頻率。從隔振的觀點(diǎn)看，能隔離加工力引起的振動(dòng)，也就能隔離激振力引起的振動(dòng)。
2.3高速壓力機(jī)隔振工程途徑
（1）對(duì)于每分鐘行程次數(shù)較高的高速壓力機(jī)（每分鐘行程次數(shù)大于400次），隔振系統(tǒng)的固有頻率可選擇f 慣：f 0＞（3～4.5），這樣既能有效隔離慣性力，又能很好地隔離加工力，隔振效率較高。
（2）對(duì)于每分鐘行程次數(shù)較低的高速壓力機(jī)（每分鐘行程次數(shù)小于400次），一般可以選擇隔振系統(tǒng)的固有頻率大于慣性力頻率，即讓慣性力不衰減傳入地基而將其他頻率較高的擾力隔離，此時(shí)，隔振效率較低。
（3）在隔振裝置中，將固有頻率設(shè)計(jì)成小于激振慣性力的頻率，實(shí)際上是利用高速壓力機(jī)自身整體上下運(yùn)動(dòng)的慣性力和曲軸滑塊機(jī)構(gòu)的慣性力互相抵消，從而達(dá)到隔振的目的。這樣高速壓力機(jī)自身必然產(chǎn)生一定幅值的上下位移。一般將高速壓力機(jī)的縱向位移控制在0.5mm～3mm范圍內(nèi)對(duì)高速壓力機(jī)本身及產(chǎn)品質(zhì)量的影響較小。
3 高速壓力機(jī)隔振實(shí)施效果
3.1 高速壓力機(jī)的隔振
根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，100噸壓力機(jī)的振動(dòng)頻率以5Hz為主。在實(shí)踐中有三種方法可以有效地控制高速壓力機(jī)的振幅；（a）增大高速壓力機(jī)的附加質(zhì)量；（b<
