文/趙德全，孫明昌王大偉·隔而固（青島）振動控制有限公司

機(jī)械壓力機(jī)是采用機(jī)械傳動的沖壓機(jī)器，是金屬板件（如汽車覆蓋件等）成形中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備。

用于鈑金加工的壓力機(jī)在剪切或沖壓過程中會產(chǎn)生較大的振動，沒平衡好的傳動部件往返的慣性也會激發(fā)振動，曲柄系統(tǒng)中未平衡的慣性力還能引發(fā)水平方向激振。

在多連桿壓力機(jī)、多工位同步壓力機(jī)和液壓機(jī)中，振動主要是由于運動部件在垂直方向運動的加速或減速所引起的。

對于壓力機(jī)在工作中所引起的振動，其危害主要可分為兩個方面

對壓力機(jī)內(nèi)部。由于產(chǎn)生的動載荷同樣作用在壓力機(jī)本身使壓力機(jī)零部件受到動態(tài)加速度的沖擊，所以，壓力機(jī)會出現(xiàn)電氣短路、液壓系統(tǒng)漏油等故障

增加設(shè)備維修成本

對壓力機(jī)外部。隨著振動的向外傳播，振動會危害到周圍的居民、工作人員、附近的其他設(shè)備等達(dá)不到環(huán)保要求

隨著人們對振動危害認(rèn)識的逐步提高有關(guān)振動控制標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)的制定實施，壓力機(jī)采用隔振系統(tǒng)的方法被大家逐步接受，并且得到廣泛的應(yīng)用隔振技術(shù)的基本方法

隔振技術(shù)在實際中的應(yīng)用其實不復(fù)雜 但要很好地解決振動問題，必須著重考慮以下3個重點

振系統(tǒng)的固有頻率

根據(jù)振動學(xué)理論對于任何一個振動干擾，我們都可以找到一個固有頻率更低的系統(tǒng)來隔離它所引發(fā)的振動。但是，在實際應(yīng)用中，往往不都是可行的

在高頻連續(xù)擾力的作用下，我們會容易地找到較低的隔振系統(tǒng)來與之匹配，如對于50Hz的回轉(zhuǎn)設(shè)備

選擇10Hz或者更低頻率的隔振系統(tǒng)就足夠了。

那么對于5Hz或者更低頻率的系統(tǒng)或者隨機(jī)沖擊，其往往伴隨有沖擊載荷或者高頻振動，我們該如何解決呢？在這種情況下，我們主要考慮的不是低頻振源的振動，而是由其引起的中高頻振動和沖擊引發(fā)的響應(yīng)。

對于沖擊擾力和大慣性沖擊，人們更關(guān)心彈性基礎(chǔ)相對于固定基礎(chǔ)的隔振效果，可用以下公式近似表達(dá)

式中n B一一固定基礎(chǔ)與彈性基礎(chǔ)的固有頻率之比

如每分鐘打擊15次的壓力機(jī)，它的工作頻率是0，25Hz，要找到更低頻率的隔振系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中是不現(xiàn)實的。

由于壓力機(jī)工作中產(chǎn)生的中高頻沖擊脈沖通過地面?zhèn)鬟f出去的振波的頻率，是地面的主頻，一般為12一20Hz左右，這樣，我們選擇固有頻率4Hz的隔振系統(tǒng)是比較合適的，這樣的一個隔振系統(tǒng)所隔離的是打擊瞬間產(chǎn)生的中高頻脈沖。

隔振系統(tǒng)的平衡質(zhì)量

彈性隔振系統(tǒng)在擾力的作用下，會產(chǎn)生運動和位移響應(yīng)，該位移與固定的剛性基礎(chǔ)比較要大的多，其允許值也應(yīng)相應(yīng)放寬，在隔振設(shè)計規(guī)范中有相應(yīng)的規(guī)定，原則上應(yīng)當(dāng)以不影響設(shè)備的正常工作為限。

所以，當(dāng)系統(tǒng)的位移響應(yīng)較大且影響到設(shè)備的正常工作時，我們要增加額外的平衡質(zhì)量，如·在設(shè)備下面增加水泥基礎(chǔ)臺座或鋼板臺座等，以減小系統(tǒng)的響應(yīng)位移，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定

對于機(jī)械壓力機(jī)，由于設(shè)備自身重量足夠，則一般不需要額外增加平衡質(zhì)量。

隔振系統(tǒng)的阻尼

阻尼是保證隔振系統(tǒng)在擾力的作用下快速趨于穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，同時，也是保證系統(tǒng)在通過共振區(qū)時不發(fā)生共振的有力保障。

在系統(tǒng)阻尼比過小的時候，必須增加額外的阻尼器，使系統(tǒng)達(dá)到合適的阻尼比。對于機(jī)械壓力機(jī)，阻尼大些有利于振動能量的快速吸收，一般將壓力機(jī)隔振系統(tǒng)的阻尼比控制在一0 0 5之間。

螺旋鋼彈簧較之其他的隔振元件有很多不可替代的優(yōu)點，如變形曲線線性好，設(shè)計計算準(zhǔn)確動態(tài)剛度與靜態(tài)剛度相同；具有三維剛度高彈性，即高隔振效率；無需額外動力（如壓縮空氣）使用壽命長、基本無需維修等。這也是其他隔振形式，如空氣彈簧、橡膠隔振器等不能應(yīng)用于大型沖壓、鍛壓設(shè)備的主要原因。

需要卉聯(lián)阻尼器

螺旋鋼彈簧本身是沒有阻尼的，為了盡快衰減動載，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定、不產(chǎn)生共振，必須并聯(lián)阻尼器

隔而固公司的粘滯阻尼器具有阻尼系數(shù)大，性能穩(wěn)定不老化，阻尼系數(shù)基本不隨溫度變化，三向阻尼，瞬時反應(yīng)的特占2400t壓力機(jī)線隔振低頻改造實例設(shè)備表振動情況該2400t壓力機(jī)生產(chǎn)線由國內(nèi)某公司生產(chǎn)，是夏利汽車公司主要沖壓線，已經(jīng)采用了隔振支撐。

該沖壓線在工作時產(chǎn)生的振動極大，尤其是對130m以外的3樓居民會造成較大的影響。雖經(jīng)多次檢測、隔振改造，仍無法達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及周圍居民的要求。

2015 年初，隔而固〈青島）振動控制有限公司受天津夏利汽車公司委托，對該壓力機(jī)工作時各敏感點進(jìn)行了振動特性測試，并負(fù)責(zé)對其進(jìn)行隔振低頻改造。

改造實施主要步驟方法

以壓機(jī)每個拉桿的縱、橫中心線為基準(zhǔn)，測量、放線，劃出頂升工裝的擺放位置。

以壓機(jī)拉桿的縱、橫中心線為基準(zhǔn)，安裝頂升工裝，然后在每個頂升工裝上放置液壓千斤頂，用液壓千斤頂頂在壓機(jī)大拉桿的底端。

囹進(jìn)行壓機(jī)整體的頂升工作，壓機(jī)頂升的總高度應(yīng)控制在20mm左右。如圖1所示。

將原來的隔振器取出。

調(diào)整壓力機(jī)水平度、標(biāo)高等數(shù)值，具備試車條件。隔振改造前后壓力機(jī)周圍振動實測數(shù)值涮點的布置

壓力機(jī)廠家原始配套的隔振元件的固有頻率約為5.2Hz,我公司新隔振器的固有頻率為2，8Hz。為評價改造的隔振效果我們在改造前后，距離壓力機(jī)中心14，5、20、50、70、130m處設(shè)置測點，分別進(jìn)行了振動速度、加速度測量測量方向為垂直和水平縱向、橫向

實測數(shù)據(jù)

下面以14、5m、130m3樓測點處的振動速度 加速度數(shù)值為例，如圖4一11所示。

各涮點數(shù)據(jù)統(tǒng)計表1為各測點數(shù)據(jù)實測數(shù)據(jù)分析通過上述數(shù)據(jù)，可以明顯看出

改造前，各測點的振動數(shù)值明顯超標(biāo)

改造后，各測點的振動數(shù)值大幅減小，隔振效率總體在65％左右，而居民3樓的縱向振動隔振效率高達(dá)90％，滿足環(huán)保要求

從z振級曲線可以看出，壓力機(jī)附近的土壤、居民3樓處的固有頻率都在5Hz左右，而原始的隔振元件固有頻率在5 2Hz,存在共振的危險，這樣導(dǎo)致的結(jié)果為

原始隔振元件的隔振效率不高壓力機(jī)工作時產(chǎn)生的振動衰減不充分，殘余動載荷過大

殘余振動在土壤中傳遞時，隨著距離的增加，振動衰減不明顯。

130m處3樓的縱向固有頻率與殘余動載荷發(fā)生共振，導(dǎo)致振動結(jié)果嚴(yán)重超標(biāo)

新的隔振元件固有頻率為2.8Hz,由于隔振效率的提高使振源向外界傳遞的初始數(shù)值大大減小，從而從源頭上解決了振動數(shù)值超標(biāo)問題

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