文/趙德全，孫明昌王大偉·隔而固（青島）振動(dòng)控制有限公司

機(jī)械壓力機(jī)是采用機(jī)械傳動(dòng)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，沒平衡好的傳動(dòng)部件往返的慣性也會(huì)激發(fā)振動(dòng)，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(dòng)主要是由于運(yùn)動(dòng)部件在垂直方向運(yùn)動(dòng)的加速或減速所引起的。

對(duì)于壓力機(jī)在工作中所引起的振動(dòng)，其危害主要可分為兩個(gè)方面

對(duì)壓力機(jī)內(nèi)部。由于產(chǎn)生的動(dòng)載荷同樣作用在壓力機(jī)本身使壓力機(jī)零部件受到動(dòng)態(tài)加速度的沖擊，所以，壓力機(jī)會(huì)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(duì)壓力機(jī)外部。隨著振動(dòng)的向外傳播，振動(dòng)會(huì)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(duì)振動(dòng)危害認(rèn)識(shí)的逐步提高有關(guān)振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)的制定實(shí)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(shí)際中的應(yīng)用其實(shí)不復(fù)雜 但要很好地解決振動(dòng)問(wèn)題，必須著重考慮以下3個(gè)重點(diǎn)

振系統(tǒng)的固有頻率

根據(jù)振動(dòng)學(xué)理論對(duì)于任何一個(gè)振動(dòng)干擾，我們都可以找到一個(gè)固有頻率更低的系統(tǒng)來(lái)隔離它所引發(fā)的振動(dòng)。但是，在實(shí)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(huì)容易地找到較低的隔振系統(tǒng)來(lái)與之匹配，如對(duì)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(duì)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(dòng)，我們?cè)撊绾谓鉀Q呢？在這種情況下，我們主要考慮的不是低頻振源的振動(dòng)，而是由其引起的中高頻振動(dòng)和沖擊引發(fā)的響應(yīng)。

對(duì)于沖擊擾力和大慣性沖擊，人們更關(guān)心彈性基礎(chǔ)相對(duì)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(shí)際應(yīng)用中是不現(xiàn)實(shí)的。

由于壓力機(jī)工作中產(chǎn)生的中高頻沖擊脈沖通過(guò)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(gè)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(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)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(jì)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(shí)，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(tái)座或鋼板臺(tái)座等，以減小系統(tǒng)的響應(yīng)位移，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定

對(duì)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(shí)，也是保證系統(tǒng)在通過(guò)共振區(qū)時(shí)不發(fā)生共振的有力保障。

在系統(tǒng)阻尼比過(guò)小的時(shí)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(duì)于機(jī)械壓力機(jī)，阻尼大些有利于振動(dòng)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(diǎn)，如變形曲線線性好，設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確動(dòng)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(wú)需額外動(dòng)力（如壓縮空氣）使用壽命長(zhǎng)、基本無(wú)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(dòng)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(shí)反應(yīng)的特占2400t壓力機(jī)線隔振低頻改造實(shí)例設(shè)備表振動(dòng)情況該2400t壓力機(jī)生產(chǎn)線由國(guó)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(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)極大，尤其是對(duì)130m以外的3樓居民會(huì)造成較大的影響。雖經(jīng)多次檢測(cè)、隔振改造，仍無(wú)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(dòng)控制有限公司受天津夏利汽車公司委托，對(duì)該壓力機(jī)工作時(shí)各敏感點(diǎn)進(jìn)行了振動(dòng)特性測(cè)試，并負(fù)責(zé)對(duì)其進(jìn)行隔振低頻改造。

改造實(shí)施主要步驟方法

以壓機(jī)每個(gè)拉桿的縱、橫中心線為基準(zhǔn)，測(cè)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(gè)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(lái)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(dòng)實(shí)測(cè)數(shù)值涮點(diǎn)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(píng)價(jià)改造的隔振效果我們?cè)诟脑烨昂?，距離壓力機(jī)中心14，5、20、50、70、130m處設(shè)置測(cè)點(diǎn)，分別進(jìn)行了振動(dòng)速度、加速度測(cè)量測(cè)量方向?yàn)榇怪焙退娇v向、橫向

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

下面以14、5m、130m3樓測(cè)點(diǎn)處的振動(dòng)速度 加速度數(shù)值為例，如圖4一11所示。

各涮點(diǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表1為各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析通過(guò)上述數(shù)據(jù)，可以明顯看出

改造前，各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)數(shù)值明顯超標(biāo)

改造后，各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)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(dòng)隔振效率高達(dá)90％，滿足環(huán)保要求

從z振級(jí)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(xiǎn)，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(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)衰減不充分，殘余動(dòng)載荷過(guò)大

殘余振動(dòng)在土壤中傳遞時(shí)，隨著距離的增加，振動(dòng)衰減不明顯。

130m處3樓的縱向固有頻率與殘余動(dòng)載荷發(fā)生共振，導(dǎo)致振動(dòng)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(dòng)數(shù)值超標(biāo)問(wèn)題

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