金屬橡膠隔振器

金屬橡膠是天然橡膠的模擬制品，金屬橡膠構(gòu)件以金屬絲為原材料，不含有任何天然橡膠，但卻具有天然橡膠一樣的彈性和多孔性，特別適合于解決高低溫、大溫差、高壓、高真空、強(qiáng)輻射、劇烈振動及腐蝕等環(huán)境下的阻尼減振。其內(nèi)部呈網(wǎng)狀，類似天然橡膠的大分子結(jié)構(gòu)，在交變的應(yīng)力應(yīng)變的作用下能耗散大量的振動能量，在共振區(qū)內(nèi)阻尼顯著增大，能有效抑制共振峰值，在隔振區(qū)內(nèi)阻尼迅速減小，因而具有優(yōu)良的阻尼減振特性，阻尼比達(dá)0.2~0.3。

其剛度特性也隨振幅增加呈現(xiàn)線性--軟特性--硬特性變化的非線性特性(見附圖)。即出現(xiàn)剛度漸軟效果，會降低系統(tǒng)空間方向的"固有頻率"。使本品隨外激勵量級的增加，"固有頻率"減小，因此具有良好的隔振效果;可以說金屬橡膠是一種具有高彈性和良好阻尼特性的疏松結(jié)構(gòu)材料，其密度僅為金屬的0.3左右。

由于金屬橡膠材料可以耐高溫、高壓、高真空、超低溫，在空間環(huán)境下不蒸發(fā)，不怕空間輻射和粒子的撞擊，金屬橡膠構(gòu)件具有儲存和使用壽命長，沒有老化現(xiàn)象等特點(diǎn)。例如目前使用的橋梁減振支座由于減振材料是天然橡膠制作，老化造成失效后帶來的更換工程量及經(jīng)濟(jì)損失是可想而知的。還有天然橡膠的工作適應(yīng)溫度為-40°C~ 60°C而金屬橡膠的工作適應(yīng)溫度為-150°C~ +360°C，其優(yōu)勢是顯而易見的。

因此，由其制成的各種元件不僅可以工作在上述苛刻的環(huán)境下，并且在該環(huán)境下仍然保持十分優(yōu)良的性質(zhì)，能夠滿足國防用空間飛行器上的特殊需要及某些在特殊工作環(huán)境中對構(gòu)件材料提出的特殊要求。

用金屬橡膠制成的減振、隔振元件，特點(diǎn)是體積小、重量輕，可做成用于多種隔振器，適用于各類電子儀器、動力設(shè)備和管路的減振隔振，尤其適用于航空、航天、航海、化工等惡略環(huán)境。

本公司開發(fā)研制了多種結(jié)構(gòu)形式的隔振器。部分產(chǎn)品性能達(dá)到到了國外同類產(chǎn)品的水平已經(jīng)實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口產(chǎn)品，并批量為型號配套。

折疊編輯本段鋼彈簧隔振器

從重達(dá)數(shù)百噸的設(shè)備到輕巧的精密儀器都可以應(yīng)用鋼彈簧隔振器，通常用在靜態(tài)壓縮量大于 5厘米的地方或者用在溫度和其他環(huán)境條件不容許采用橡膠等材料的地方。這種隔振器的優(yōu)點(diǎn)是:①靜態(tài)壓縮量大，固有頻率低，低頻隔振良好;②耐受油、水和溶劑等侵蝕，不受溫度變化的影響;③不會老化或蠕變;④大量生產(chǎn)時(shí)特性變化很小。其缺點(diǎn)是:①本身阻尼極小(阻尼比約0.005)，以致共振時(shí)傳遞率非常大;②高頻時(shí)容易沿鋼絲傳遞振動;③容易產(chǎn)生搖擺運(yùn)動，因而常須加上外阻尼(如金屬絲、橡膠、毛氈等，見圖1，b)和惰性塊。鋼彈簧有螺旋形、碟形、環(huán)形和板形等，螺旋形彈簧應(yīng)用最廣。給定其固有頻率后，由計(jì)算單個彈簧的垂向勁度K(N/m即牛頓每米)。中國制造的TJ1型螺旋形鋼彈簧隔振器,每個負(fù)載為17~1020公斤，固有頻率3.5~2.2赫，靜態(tài)壓縮量20~52毫米。

折疊編輯本段橡膠隔振器

可用于受切、受壓或切壓(圖1，c)的情況，很少用于受拉的情況。其優(yōu)點(diǎn)是:可以做成各種形狀和不同勁度。其內(nèi)部阻尼作用比鋼彈簧大，并可隔低至10赫左右的激發(fā)頻率。缺點(diǎn)是:使用久了會老化，而且在重負(fù)載下會有較大蠕變(特別在高溫時(shí))，所以不應(yīng)受超過10~15%(受壓)或25~50%(切變)的持續(xù)變形。天然橡膠的固有頻率略低于合成橡膠,其機(jī)械性能特點(diǎn)為:變化小，拉力大，受破壞時(shí)延伸率長，而且價(jià)格較低，但不能用于與油類、碳?xì)浠衔?、臭氧接觸的設(shè)備和環(huán)境溫度較高處。氯丁橡膠和丁腈橡膠隔振器抗碳?xì)浠衔锖统粞醯男阅芰己?，丁腈橡膠隔振器還可適應(yīng)高溫。硅酮橡膠隔振器可用于其他材料不能勝任的低溫或高溫(-75℃至+200℃)環(huán)境。中國制造的橡膠隔振器有JG型、Z型等多種型號,其技術(shù)指標(biāo)見表。

折疊編輯本段隔振墊

隔振墊有軟木、毛氈、橡膠墊和玻璃纖維板等，優(yōu)點(diǎn)是:價(jià)格低廉，安裝方便，并可裁成所需大小和重疊起來使用，以獲得不同程度的隔振效果。

①軟木:用作隔振材料的歷史最為悠久，通常在承受壓力時(shí)，靜態(tài)壓縮量達(dá)到30%，也不會橫向凸出。常用總厚度為5~15厘米,承受負(fù)載為每平方厘米0.5~2.0公斤,阻尼比約0.06。軟木對腐蝕和溶劑的抵抗力強(qiáng),對溫度變化不甚靈敏。在室溫下，使用壽命可達(dá)幾十年之久。軟木由于低頻隔振較差，通常適用于擾動頻率大于20~30赫的隔振。中國制造的經(jīng)過碳化的保溫軟木，其固有頻率約11~33赫。靜負(fù)載和靜態(tài)壓縮量如圖2所示。 ②橡膠墊:特性和橡膠隔振器相似，但由于橡膠在受壓時(shí)的容積壓縮量極小，僅在能橫向凸出時(shí)才能壓縮，故通常做成異形板(圖1，d)以容許橫凸出和受撓曲，以增加靜態(tài)壓縮量。中國制造的XD型和WJ型橡膠墊的技術(shù)指標(biāo)見表。海綿橡膠墊的靜態(tài)壓縮量較大，但負(fù)載能力較小。

③玻璃纖維板:有各種密度和纖維直徑的品種。這種隔振材料的勁度通常是隨著密度、纖維直徑和靜態(tài)壓縮量的增加而遞增。中國采用保溫用的酚醛樹脂玻璃纖維板, 在未加負(fù)載時(shí)總厚度約 5~15厘米, 常用負(fù)載為0.1~0.2千克力/厘米2，阻尼比0.04~0.07,固有頻率5~10赫。玻璃纖維板對工業(yè)溶劑的抵抗力強(qiáng),但會吸收潮氣等。這種隔振材料由于承載面積較大和靜態(tài)壓縮量大，通常用混凝土機(jī)座，在施工和使用時(shí)要防止水、砂漿等滲入。它主要用于播音室、錄音室、聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備的隔振以及一些機(jī)器的隔振。

④毛氈:在厚度大，柔軟和不致受到過度靜負(fù)載時(shí)，其隔振效果最好。由于阻尼系數(shù)較高，在共振時(shí)只放大四倍，加之阻抗大，且與大多數(shù)工程材料不匹配，故對減少聲頻范圍內(nèi)的振動傳遞特別有效。通常采用的厚度為10~25毫米，當(dāng)承受0.2~7千克力/厘米2壓力時(shí)，其固有頻率約20~40赫，系由毛氈厚度而不是由其面積和靜負(fù)載決定。

⑤金屬橡膠隔振墊:以金屬絲為原材料，不含有任何普通橡膠，但卻具有橡膠一樣的彈性和多孔性，特別適合于解決高低溫、大溫差、高壓、高真空、強(qiáng)輻射、劇烈振動及腐蝕等環(huán)境下的阻尼減振、過濾、密封、節(jié)流及吸音降噪等疑難問題，可以根據(jù)不同工況需要制備出各種結(jié)構(gòu)形狀。而且具有儲存和使用壽命長，沒有老化現(xiàn)象等特點(diǎn)，是航空航天、國防武器裝備及民品特殊工況下普通橡膠的最佳替代品。

金屬橡膠隔振墊的優(yōu)點(diǎn):

1、以金屬絲為原材料，不含有任何普通橡膠，但卻具有橡膠一樣的彈性和多孔性。

2、耐高低溫、大溫差、高真空、強(qiáng)輻射及腐蝕環(huán)境。

3、承載能力高，耐疲勞，無老化現(xiàn)象，使用壽命和儲存時(shí)間長。

4、可滿足阻尼、減振、密封、過濾、節(jié)流及吸聲降噪等需求，是特殊工礦下普通橡膠產(chǎn)品和其它多孔材料制品的最佳替代品。

5、其性能指標(biāo)具有可設(shè)計(jì)性，改變不同的工藝參數(shù)和方法，可以制備出具有不同結(jié)構(gòu)尺寸和性能特點(diǎn)的金屬橡膠產(chǎn)品。

6、適用于航空航天、彈船星艦、國防武器裝備、石油化工及汽車工業(yè)等各種領(lǐng)域，具有軍民兩用的鮮明特征。

折疊編輯本段氣墊隔振器

一般由橡膠制件充氣而成，振動的頻率特別低時(shí)，它的隔振效果比鋼彈簧更佳。固有頻率可低至0.1~5赫。它在共振時(shí)阻尼高，而在高頻時(shí)則阻尼小。缺點(diǎn)是:價(jià)格昂貴，負(fù)載有限，并須經(jīng)常檢查。氣墊隔振器分單向作用和雙向作用兩種。圖3為一種簡單的、封閉的氣墊隔振器，所包容空氣的勁度K=γMgA/Vo，其固有頻率。γ為比熱比(空氣為1.4);A為氣墊隔振器承受負(fù)載的面積;M和Vo為包容空氣的質(zhì)量和容積;g為重力加速度。

折疊編輯本段隔振機(jī)座

機(jī)器有時(shí)安裝在隔振機(jī)座上，機(jī)座通常由混凝土或鋼構(gòu)成。采用沉重而剛性好的混凝土惰性塊可以增加承載機(jī)器的有效重量，其作用是:①減少振動，減小機(jī)器不平衡力的作用;②提高力阻抗，使機(jī)器安裝牢固;③降低重心,增加穩(wěn)定性;④降低固有頻率。惰性塊的重量至少應(yīng)等于機(jī)器的重量，最好是機(jī)器重量的兩倍。往復(fù)式發(fā)動機(jī)和壓縮機(jī)等通常需要3~5倍重量的機(jī)座，而輕型機(jī)器有時(shí)需要重達(dá)10倍于機(jī)器重量的機(jī)座。