高速压力机的振动及隔离.docx

欢迎光临安全人之家 https:/ 高速压力机的振动及隔离 1 概述 机械压力机的种类多、数量大、分布广，较多工厂都要使用，其振 动危害较大。据实际统计资料显示15，压力机基础振动强度通常 在60dB90dB之间， 较大型压力机基础振动强度可达130dB （实测） 。 压力机基础的振动频率成份实测在 15Hz30Hz 的范围内。对这种低 频振动，人们感觉并不灵敏，但对人体的危害却很大。长期在压力机 旁工作的人会出现内分泌失调、失眠、脾气暴躁、反映迟钝等症状。 另一方面，压力机激起的基础振动传至车间内其它精密设备，会干扰 其正常工作；传至柱基会对厂房造成附加应力；传至办公楼和居民区 会影响人们的正常工作和生活，并因此引起厂群矛盾。高速压力机相 对低速压力机而言，其行程次数一般在 200RPM1000RPM，其在运 行过程中产生的振动往往对周围环境造成不利影响， 消除和减少这种 影响的有效办法是对其采取隔振措施。 某汽车配件厂有三台用于生产汽车空调散热片的高速压力机，其中 两台公称压力为 100 吨，一台公称压力为 50 吨，生产时对周围居民 造成较大的影响，需进行隔振处理，根据城市区域环境振动标准和生 产工艺的需要，厂方对隔振效果有两点要求： （1）采取隔振措施后， 压力机台座位移幅值0.4mm； （2）距高速压力机 30m 处居民点的 环境振动，白天 VL75dB，夜间 VL72dB。本文在探讨高速压力机 振动原理的基础上，开展了隔振措施的工程试验研究。 2 高速压力机振动及隔振设计 欢迎光临安全人之家 https:/ 2.1 高速压力机振动分析 一般来说，高速压力机的振动是由激振力（动载荷）的大小来决定 的。高速压力机的激振力主要为曲柄滑块机构的惯性力和加工力，一 般情况下前者大于后者，但激振频率是前者小于后者。高速压力机的 行程次数约为 200RPM1000RPM，其对应的激振频率一般在 3Hz 16Hz。 2.2 高速压力机隔振设计 （1）激振力 在隔振设计中， 激振力即曲柄滑块机构的惯性力， 视为正弦力， 即： F0=m 0a（1） 式中 m 0与曲柄连杆机构相连接的运动部分（含上模具）质量 a运动部分的加速度 其中加速度 a 可由式（2）求出。 a=2X 0=（2f 扰）2X 0=QN 2X 0Sint（2） 式中 Q系数 N行程次数 X 0=行程数值（一般指在静态时，上下模具间的距离） 由式（1） ， （2）可得 F=m 0QN 2X 0Sint（3） 由（3）式可以看出，激振力的大小与运动部分的质量和行程次数的 平方成正比。 因此， 在保证产品质量的情况下， 适当减少行程次数 N， 可使激振力有较大幅度减少。 欢迎光临安全人之家 https:/ （2）加工力 实际上激振力还包括上、下模具接触时的打击力。打击力相当于瞬 时之间上模给下模一个冲量，对于高速压力机来说，此力小于曲柄滑 块机构的不平衡惯性力， 并且加工力激起的振动频率大于惯性力激起 的振动频率。从隔振的观点看，能隔离加工力引起的振动，也就能隔 离激振力引起的振动。 2.3 高速压力机隔振工程途径 （1）对于每分钟行程次数较高的高速压力机（每分钟行程次数大于 400 次） ，隔振系统的固有频率可选择 f 惯：f 0（34.5） ，这样既 能有效隔离惯性力，又能很好地隔离加工力，隔振效率较高。 （2）对于每分钟行程次数较低的高速压力机（每分钟行程次数小于 400 次） ，一般可以选择隔振系统的固有频率大于惯性力频率，即让 惯性力不衰减传入地基而将其他频率较高的扰力隔离，此时，隔振效 率较低。 （3）在隔振装置中，将固有频率设计成小于激振惯性力的频率，实 际上是利用高速压力机自身整体上下运动的惯性力和曲轴滑块机构 的惯性力互相抵消，从而达到隔振的目的。这样高速压力机自身必然 产生一定幅值的上下位移。一般将高速压力机的纵向位移控制在 0.5mm3mm 范围内对高速压力机本身及产品质量的影响较小。 3 高速压力机隔振实施效果 3.1 高速压力机的隔振 根据测试数据，100 吨压力机的振动频率以 5Hz 为主。在实践中有 欢迎光临安全人之家 https:/ 三种方法可以有效地控制高速压力机的振幅； （a）增大高速压力机的 附加质量； （b）用动力吸振器抑制高速压力机的振动； （c）在保证加 工质量的情况下，适当降低行程次数。 （1） 采用阻尼弹簧隔振器 假设阻尼比足够大， 能够在下一次冲击到来之前将附加位移消除掉， 则当阻尼比 0.1 时，台座位移幅度值按式（4）计算： （4） （设阻尼比 1） 为获得较高的隔振效率（大于 80%） ，根据实际情况，取压力机和隔 振台座的质量总和为 60 吨，针对 f 扰=5Hz 计算，得隔振系统的总刚 度 K=10624N/mm，