新型带限位元件的非线性隔振器设计及应用

发布时间：2021-04-14 23:27

　　针对传统的隔振器在解决负荷随转速变化的静压泵支撑基础的过度倾斜问题,采用理论分析和数值计算的方法,根据实际工程应用对象和避免共振的技术要求,设计了一种新型带限位元件的非线性变刚度隔振器,对其隔振效率进行了仿真分析和理论推导。通过试制新型隔振器并进行了安装测试实验,结果表明,新设计的隔振器隔振效率略高于原隔振器,静压泵的支撑基础基本处于水平位置,提高了系统的稳定性,且静压泵支撑基础的水平误差可通过调节隔振器的限位间隙来保证,具有实际工程应用价值。 

【文章来源】：振动.测试与诊断. 2020,40(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

应力应变曲线

从图1可以看出，应力和应变比值呈非线性关系，主要是由于橡胶材料的非线性导致。橡胶在最初的小变形阶段，随着变形增大，工程应力增加较快；在中等应变范围内，应力和应变比值基本呈线性关系；在大应变阶段，随应变比值增加，应力增幅加快。橡胶材料的这种特性能在小范围内改变橡胶隔振器的刚度。对起限位作用时需要刚度突然变大的隔振器，传统的圆柱隔振器无法满足这一要求，因此设计了一种带限位元件的橡胶隔振器，实现从低刚度（主要起隔振作用）向高刚度（主要起限位作用）的突变，使设计的隔振器刚度呈“高动低静”的特性，满足实际工程需求，其刚度对比如图2所示。图2中，无限位元件在小变形阶段，刚度趋于线性关系。有限位元件当隔振器的变形量小于限位间隙时（图中的5mm位移），隔振器刚度为低刚度特性，主要起隔振作用。当隔振器的变形量大于限位间隙时，在限位元件的作用下隔振器刚度突然变大，起到限位作用，有效防止隔振设备的过度倾斜。

作为内燃动车冷却系统核心部件的静压泵，其可靠性直接影响机车的运行安全。静压泵安装位置如图3所示，柴油发电机组自由端伸出一根万向轴带动静压泵轴旋转，静压泵刚性安装在基座上，基座通过4个圆柱形隔振器安装在构架伸出的两弯管支撑座上，以减小静压泵激振力传递到公共构架。静压泵质量为58.2kg，为了避免机组垂向固有频率与静压泵的固有频率接近而发生共振，内燃动车发电机组的垂向固有频率为8 Hz，两者的频率比大于可估算静压泵的垂向固有频率为15Hz。设计隔振器的计算公式为


本文编号：3138211