又稱振動隔離,在振動源和待隔振系統之間的振動傳輸通道上加裝彈性元件,用以減少振動從振動源傳輸到待隔振系統的能量。振動隔離通常採用隔振器(具有力勁和阻尼的彈性元件),它可以在寬的頻率範圍內控制振動,適用於簡諧的、週期的、寬頻的隨機振動等激勵情況。隔振器的性能通常可用傳遞比TA來描述。當振動源是力發生機制時,隔振器的目的是減少傳到基礎上的力,而在基礎上是安裝有機器的,在這種種情況下,傳遞比定義為傳遞力的幅值對激勵力的幅值的比。若振動源是基礎受到振動運動,隔振器的目的是減少傳遞給裝在機座上的機器的運動的振幅,此時傳遞比定義為傳遞運動的振幅對激勵運動的振幅的比。傳遞比與頻率的關系曲線見圖1。圖中ζ 是粘滯阻尼系數與臨界阻尼系統中粘滯阻尼系數的比,f是激勵力頻率,f0是隔振系統的無阻尼共振頻率

式中Sm是隔振器力勁,M 是被隔振的物體的質量。由圖1中的曲線可以看出:當

=1時為共振狀態; 時傳遞力比外力還要大; = 時傳遞力等於外力; > 時傳遞力小於外力。另外, > 時,增大系統的阻尼將會產生不利的作用,在此頻段內, 阻尼愈大,傳遞比 T A也愈大,從而隔振器的隔振效果變差。通常為瞭隔振,起碼要求 >2.5,為瞭達到更好的隔振效果,要求 >6。

  當隔振器承載過大時,它的靜態形變增大,例如圖2中從E1增加到E2,此時E2處的力勁 Sm2(力勁是力-形變曲線的斜率)大於E1處的力勁Sm1,由於力勁的變化,隔振器的固有頻率也隨之而變化,這稱為隔振器的非線性效應。在使用隔振器時應註意這種問題。

  當機器的下面四個角對稱位置處用四個隔振器支撐時,如圖3所示,這樣的系統屬於多自由度振動系統。如果通過機器重心的兩個平面是對稱平面,即圖3中xGz平面和yGz平面,則機器在z方向的振動方式是獨立的,而αβ振動方式是互相耦合的。如果四個隔振器的力勁相等,則z方向的固有頻率為

式中M 是隔振器所支撐的物體的質量,S

見圖3。當滿足下面的條件:①機器是長方形體,而且質量均勻分佈;②四個隔振器精確地安置在長方形體的四個下角;③隔振器的高度可以忽略不計;則 αβ振動方式相互耦合的頻率 f αβ可用簡單的數學式來表示。利用圖4可方便地求出耦合頻率,圖中 λ為高寬比, η為損耗因數(見 減振)。

  選用隔振器時應考慮到具體的隔振要求、環境條件、機器的動態特性等因素。

  隔振器有橡膠隔振器(用天然橡膠、氯丁橡膠、矽橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠等制作),金屬彈簧隔振器(圈形、板形等),空氣墊隔振器,金屬網隔振器,還有其他材料制作的隔振器,例如軟木、氈、海綿橡膠等。金屬彈簧隔振器適用於承載大形變的場合(在不超過彈簧材料的安全應力限度內),這種隔振器的優點是對環境的適應性較強,可在寬的溫度范圍內工作;缺點是無隔聲作用。橡膠隔振器可有不同的結構形式,這主要是由橡膠的不同承載方式所決定的。例如,有壓縮型、剪切型、彎曲型等。橡膠隔振器的力勁與橡膠的成分、硫化的方法及構件的形狀及尺寸有關。

  

參考書目

 C.M. Harris and C.E. Crede, ed., shock and Vibration Handbook, 2nd ed.,McGraw-Hill,New York, 1976.)