理论教育 结构抗振设计原则及减振器选用

结构抗振设计原则及减振器选用

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:623.安装在减振器上的设备,其由减振装置的最大振动幅度所确定的包迹,与周围结构件和邻近的减振设备的最大包迹之间的间隙至少应为6mm。适当的选择和设计减振器,使设备实际承受的机械力低于许可的极限值。在选择和设计减振器时,缓冲和减振两种效果进行权衡。637.设计和选用减振器的一般原则是,结构紧凑、材料适宜、形状合理、尺寸尽量小、减振效率高。

结构抗振设计原则及减振器选用

605.在结构设计时,除了要认真进行动态强度、刚度等计算外,还必须进行必要的模型模拟试验,以确保抗击振动性能。

606.要控制振动,大振幅、低频率对人体是有害的,应采取措施。

607.当振动源的激励频率很低时,应增强设备结构的刚性,提高设备及元器件的固有频率与振动源激励频率的比值,使隔振系数接近于1,以防发生共振。

608.设计时提高结构刚性的方法如下:

1)框架结构应尽量采用三角形稳定结构。

2)应避免在大面积的支撑结构上连续开孔。

3)只要可能,应采用焊接件或铸件结构,在需要螺栓连接的场合,应具有足够的紧固力并应有防松措施,以确保连接可靠。

4)设备各部分的刚度应与设备整体刚度相适应,刚性较差的部位应采取加固措施。

609.尽量提高设备的固有振动频率,电子设备机柜的固有振动频率应为最高强迫频率的两倍,电子组件应为机柜的两倍。如舰船和潜水艇的振动频率普遍范围在12~33Hz,机柜固有振动频率不低于60Hz,组件的固有振动频率不低于120Hz。

610.电子器件(直径超过13mm或每一引头重量超过7g)应夹定或用其他方法固定在底盘或板上,以防止由于疲劳或振动而引起的断裂。

611.焊接到同一端头的绞合铜线必须加以固定,使其在受振动时,以使导体在靠近各股铜线焊接在一起处不致发生弯曲。

612.连接头处应有支撑结构。

613.对于印制电路板,应加固和锁紧,以免在振动时发生接触不良和脱开振坏。

614.大而重的元器件尽可能安置在印制电路板的固定端附近,以提高装配板固有频率,增加防振的能力。

615.使用具有足够强度的对准销或类似装置以承受底盘和机箱之间的冲击或振动。不要依靠电气连接器和底盘滑板组件来承受这种负荷。

616.抽斗或活动底盘在前面和后面具有至少两个引销。配合零件须十分严密以免振动时互相冲击。

617.在门和抽斗上安装锁定装置,以防冲击或振动时打开。

618.避免悬臂式安装器件。如采用时,必须经过仔细计算,使其强度能在使用的设备最恶劣的环境条件下满足要求。

619.沉重的部件应尽量靠近支架,并尽可能安装在较低的位置。如果设备很高,要在顶部安装防摇装置或托架,则应将沉重的部件尽可能地安装在靠近设备的后壁。

620.设备的机箱不应在50Hz以下发生共振。

621.大型平面薄壁金属零件,应加折皱、弯曲、筋等以提高刚度,或另加支撑架,或选用复合材料,涂覆阻尼材料以抑制共振响应。

622.只有在设备的设计和制造难以满足规定的振动和冲击的要求时,或在振动和冲击可能是伤害性或破坏性的地方,才使用抗冲击和隔振装置。

623.安装在减振器上的设备,其由减振装置的最大振动幅度所确定的包迹,与周围结构件和邻近的减振设备的最大包迹之间的间隙至少应为6mm。两个被减振的设备之间的间隙,在其同时全过程相对倾斜位于极限位置时,不应小于5mm。

624.设备的中心应尽可能与支撑结构的几何中心相重合。

625.实施振动、冲击隔离设计,对系统的一些关键电真空器件,要采取特殊减振缓冲措施,要使元器件受振强度低于0.2m/s2加速度)。

626.冷却装置或任何其他附件不应妨碍减振支架正常工作。(www.daowen.com)

627.一个系统中可能因跌落或松动的物体、维修工具、碎片或移动的设备而损坏或压坏的关键活动组件或零件,应采用隔板、防护装置、保护罩等进行保护。

628.如有导线必须穿过金属孔或靠近金属零件时,金属孔或边角应倒圆角。另外,导线亦最好套上金属套管。

629.对于陶瓷元件及其他较脆弱的元件和金属件连接时,它们之间最好垫上橡皮、塑胶、纤维及毛毡等衬垫。

630.调谐元件应有固定制动装置,使调谐元件在振动和冲击时不会自行移动。

631.可快速拆卸的元件、部件应采用专门的固定装置紧固,防止在振动或冲击下自行脱出。

632.对应力有严格要求的电子器件(如高频部件,高速CPU、大容量内存储器芯片等)可考虑采用新型高分子轻质材料(如泡沫硅橡胶等)封装元件。

633.为了提高抗振动和冲击的能力,应尽可能地使设备小型化。其优点是易使设备有较坚固的结构和较低的固有频率,在既定的加速度下,惯性力也小。

634.对于特别性振动的元器件和部件(如主振动回路元件)可进行单独的被动隔振。对振动源(如电机等)也要单独进行主动隔振。

635.保护敏感的调节器和关键性控制器,是不受意外振动(可用锁定装置,机械防护,或电器联锁)而影响设备的正常工作。

636.尽量选用已颁布的标准减振器产品。适当的选择和设计减振器,使设备实际承受的机械力低于许可的极限值。在选择和设计减振器时,缓冲和减振两种效果进行权衡。须知,缓冲和减振往往是矛盾的。图5-3~图5-5(见本章第三节 应用示例)给出了不同减振器在不同环境条件下的应用示例。

637.设计和选用减振器(常用隔振器的分类见表5-1)的一般原则是,结构紧凑、材料适宜、形状合理、尺寸尽量小、减振效率高。减振器的设计和选用应考虑的主要因素如下:

1)根据对隔振系统固有频率和减振器刚度的要求,决定减振器的形状和几何尺寸。

2)根据对系统通过共振区的振幅要求,决定阻尼系数或阻尼比。

3)根据隔振系统所处的环境和使用期限,选取弹性元件的材料以及阻尼材料。

4)分析载荷特点,不仅要考虑总重量,还应考虑各支撑部位的重力大小,以确定每个减振器的实际承载量,使设备安装减振器后,其安装平面与基础平行。

5)减振器的总刚度应满足隔振系数的要求。

6)无论设备的支撑布置是否与几何中心对称,均应使各支撑部位的减振器刚度对称于系统的惯性主轴。

7)减振器的总阻尼既要考虑系统通过共振区时对振幅的要求,也要考虑隔振去隔振效率,尤其是频率较高时对振动衰减的要求。

8)减振器应满足气候环境和其他环境的要求。

表5-1 常用隔振器的分类

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638.机柜上背架隔振器的最大位移应大于底部隔振器相同轴向的极限位移。

639.不要求经常拆卸的地方,应采用自锁螺母代替弹簧垫圈,但是,如果螺栓材料与所用螺母的强度或材料不一致时,则应避免在螺栓装配件上使用自锁螺母。

640.螺纹连接胶封是防止螺纹连接部位(主要针对没有预紧的螺纹连接)在振动、冲击、运输等条件下产生松动而采取的一种锁紧措施,可分为不可拆卸和可拆卸胶封两种形式。不可拆卸胶封是用粘接强度较高的胶涂在螺纹连接部位使胶封后达到牢固可靠之目的。可拆卸胶封是用粘接强度较低的胶或用粘接强度较高的胶涂在规定易拆的部位,使螺纹连接处能起到一定的紧固作用。

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