壓力機的振動和隔離
2010-05-20 10:24:57
1 概述
機械壓力機的種類多、數(shù)量大、分布廣，較多工廠都要使用，其振動危害較大。據(jù)實際統(tǒng)計資料顯示[1—5]，壓力機基礎(chǔ)振動強度通常在60dB—90dB之間，較大型壓力機基礎(chǔ)振動強度可達130dB（實測）。壓力機基礎(chǔ)的振動頻率成份實測在15Hz～30Hz的范圍內(nèi)。對這種低頻振動，人們感覺并不靈敏，但對人體的危害卻很大。長期在壓力機旁工作的人會出現(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，壓力機激起的基礎(chǔ)振動傳至車間內(nèi)其它精密設(shè)備，會干擾其正常工作；傳至柱基會對廠房造成附加應(yīng)力；傳至辦公樓和居民區(qū)會影響人們的正常工作和生活，并因此引起廠群矛盾。高速壓力機相對低速壓力機而言，其行程次數(shù)一般在200RPM—1000RPM，其在運行過程中產(chǎn)生的振動往往對周圍環(huán)境造成不利影響，消除和減少這種影響的有效辦法是對其采取隔振措施。
某汽車配件廠有三臺用于生產(chǎn)汽車空調(diào)散熱片的高速壓力機，其中兩臺公稱壓力為100噸，一臺公稱壓力為50噸，生產(chǎn)時對周圍居民造成較大的影響，需進行隔振處理，根據(jù)城市區(qū)域環(huán)境振動標準和生產(chǎn)工藝的需要，廠方對隔振效果有兩點要求：（1）采取隔振措施后，壓力機臺座位移幅值＜0.4mm；（2）距高速壓力機30m處居民點的環(huán)境振動，白天VL＜75dB，夜間VL＜72dB。本文在探討高速壓力機振動原理的基礎(chǔ)上，開展了隔振措施的工程試驗研究。
2 高速壓力機振動及隔振設(shè)計
2.1高速壓力機振動分析
一般來說，高速壓力機的振動是由激振力（動載荷）的大小來決定的。高速壓力機的激振力主要為曲柄滑塊機構(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。高速壓力機的行程次數(shù)約為200RPM—1000RPM，其對應(yīng)的激振頻率一般在3Hz～16Hz。
2.2高速壓力機隔振設(shè)計
（1）激振力
在隔振設(shè)計中，激振力即曲柄滑塊機構(gòu)的慣性力，視為正弦力，即：
F0=m 0a（1）
式中m 0——與曲柄連桿機構(gòu)相連接的運動部分（含上模具）質(zhì)量
a——運動部分的加速度
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，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，激振力的大小與運動部分的質(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
實際上激振力還包括上、下模具接觸時的打擊力。打擊力相當于瞬時之間上模給下模一個沖量，對于高速壓力機來說，此力小于曲柄滑塊機構(gòu)的不平衡慣性力，并且加工力激起的振動頻率大于慣性力激起的振動頻率。從隔振的觀點看，能隔離加工力引起的振動，也就能隔離激振力引起的振動。
2.3高速壓力機隔振工程途徑
（1）對于每分鐘行程次數(shù)較高的高速壓力機（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）對于每分鐘行程次數(shù)較低的高速壓力機（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，隔振效率較低。
（3）在隔振裝置中，將固有頻率設(shè)計成小于激振慣性力的頻率，實際上是利用高速壓力機自身整體上下運動的慣性力和曲軸滑塊機構(gòu)的慣性力互相抵消，從而達到隔振的目的。這樣高速壓力機自身必然產(chǎn)生一定幅值的上下位移。一般將高速壓力機的縱向位移控制在0.5mm～3mm范圍內(nèi)對高速壓力機本身及產(chǎn)品質(zhì)量的影響較小。
3 高速壓力機隔振實施效果
3.1 高速壓力機的隔振
根據(jù)測試數(shù)據(jù)，100噸壓力機的振動頻率以5Hz為主。在實踐中有三種方法可以有效地控制高速壓力機的振幅；（a）增大高速壓力機的附加質(zhì)量；（b<
