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  • 機械壓力機低頻隔振支撐 改進方法與應用

    機械壓力機低頻隔振支撐 改進方法與應用

    Mar 15, 2022

    文/趙德全,孫明昌王大偉·隔而固(青島)振動控制有限公司

    機械壓力機是采用機械傳動的沖壓機器,是金屬板件(如汽車覆蓋件等)成形中應用最廣泛的設備。

    用于鈑金加工的壓力機在剪切或沖壓過程中會產生較大的振動,沒平衡好的傳動部件往返的慣性也會激發振動,曲柄系統中未平衡的慣性力還能引發水平方向激振。

    在多連桿壓力機、多工位同步壓力機和液壓機中,振動主要是由于運動部件在垂直方向運動的加速或減速所引起的。

    對于壓力機在工作中所引起的振動,其危害主要可分為兩個方面

    對壓力機內部。由于產生的動載荷同樣作用在壓力機本身使壓力機零部件受到動態加速度的沖擊,所以,壓力機會出現電氣短路、液壓系統漏油等故障

    增加設備維修成本

    對壓力機外部。隨著振動的向外傳播,振動會危害到周圍的居民、工作人員、附近的其他設備等達不到環保要求

    隨著人們對振動危害認識的逐步提高有關振動控制標準、法規的制定實施,壓力機采用隔振系統的方法被大家逐步接受,并且得到廣泛的應用隔振技術的基本方法

    隔振技術在實際中的應用其實不復雜 但要很好地解決振動問題,必須著重考慮以下3個重點

    振系統的固有頻率

    根據振動學理論對于任何一個振動干擾,我們都可以找到一個固有頻率更低的系統來隔離它所引發的振動。但是,在實際應用中,往往不都是可行的

    在高頻連續擾力的作用下,我們會容易地找到較低的隔振系統來與之匹配,如對于50Hz的回轉設備

    選擇10Hz或者更低頻率的隔振系統就足夠了。

    那么對于5Hz或者更低頻率的系統或者隨機沖擊,其往往伴隨有沖擊載荷或者高頻振動,我們該如何解決呢?在這種情況下,我們主要考慮的不是低頻振源的振動,而是由其引起的中高頻振動和沖擊引發的響應。

    對于沖擊擾力和大慣性沖擊,人們更關心彈性基礎相對于固定基礎的隔振效果,可用以下公式近似表達

    編輯

    式中n B一一固定基礎與彈性基礎的固有頻率之比

    如每分鐘打擊15次的壓力機,它的工作頻率是0,25Hz,要找到更低頻率的隔振系統,在實際應用中是不現實的。

    由于壓力機工作中產生的中高頻沖擊脈沖通過地面傳遞出去的振波的頻率,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的隔振系統是比較合適的,這樣的一個隔振系統所隔離的是打擊瞬間產生的中高頻脈沖。

    隔振系統的平衡質量

    彈性隔振系統在擾力的作用下,會產生運動和位移響應,該位移與固定的剛性基礎比較要大的多,其允許值也應相應放寬,在隔振設計規范中有相應的規定,原則上應當以不影響設備的正常工作為限。

    所以,當系統的位移響應較大且影響到設備的正常工作時,我們要增加額外的平衡質量,如·在設備下面增加水泥基礎臺座或鋼板臺座等,以減小系統的響應位移,保持系統的穩定

    對于機械壓力機,由于設備自身重量足夠,則一般不需要額外增加平衡質量。

    隔振系統的阻尼

    阻尼是保證隔振系統在擾力的作用下快速趨于穩定的關鍵因素,同時,也是保證系統在通過共振區時不發生共振的有力保障。

    在系統阻尼比過小的時候,必須增加額外的阻尼器,使系統達到合適的阻尼比。對于機械壓力機,阻尼大些有利于振動能量的快速吸收,一般將壓力機隔振系統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點,如變形曲線線性好,設計計算準確動態剛度與靜態剛度相同;具有三維剛度高彈性,即高隔振效率;無需額外動力(如壓縮空氣)使用壽命長、基本無需維修等。這也是其他隔振形式,如空氣彈簧、橡膠隔振器等不能應用于大型沖壓、鍛壓設備的主要原因。

    需要卉聯阻尼器

    螺旋鋼彈簧本身是沒有阻尼的,為了盡快衰減動載,系統趨于穩定、不產生共振,必須并聯阻尼器

    隔而固公司的粘滯阻尼器具有阻尼系數大,性能穩定不老化,阻尼系數基本不隨溫度變化,三向阻尼,瞬時反應的特占2400t壓力機線隔振低頻改造實例設備表振動情況該2400t壓力機生產線由國內某公司生產,是夏利汽車公司主要沖壓線,已經采用了隔振支撐。

    該沖壓線在工作時產生的振動極大,尤其是對130m以外的3樓居民會造成較大的影響。雖經多次檢測、隔振改造,仍無法達到環保標準及周圍居民的要求。

    2015 年初,隔而固〈青島)振動控制有限公司受天津夏利汽車公司委托,對該壓力機工作時各敏感點進行了振動特性測試,并負責對其進行隔振低頻改造。

    改造實施主要步驟方法

    以壓機每個拉桿的縱、橫中心線為基準,測量、放線,劃出頂升工裝的擺放位置。

    以壓機拉桿的縱、橫中心線為基準,安裝頂升工裝,然后在每個頂升工裝上放置液壓千斤頂,用液壓千斤頂頂在壓機大拉桿的底端。

    囹進行壓機整體的頂升工作,壓機頂升的總高度應控制在20mm左右。如圖1所示。

    將原來的隔振器取出。

    調整壓力機水平度、標高等數值,具備試車條件。隔振改造前后壓力機周圍振動實測數值涮點的布置

    壓力機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。為評價改造的隔振效果我們在改造前后,距離壓力機中心14,5、20、50、70、130m處設置測點,分別進行了振動速度、加速度測量測量方向為垂直和水平縱向、橫向

    實測數據

    下面以14、5m、130m3樓測點處的振動速度 加速度數值為例,如圖4一11所示。

    各涮點數據統計表1為各測點數據實測數據分析通過上述數據,可以明顯看出

    改造前,各測點的振動數值明顯超標

    改造后,各測點的振動數值大幅減小,隔振效率總體在65%左右,而居民3樓的縱向振動隔振效率高達90%,滿足環保要求

    從z振級曲線可以看出,壓力機附近的土壤、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,這樣導致的結果為

    原始隔振元件的隔振效率不高壓力機工作時產生的振動衰減不充分,殘余動載荷過大

    殘余振動在土壤中傳遞時,隨著距離的增加,振動衰減不明顯。

    130m處3樓的縱向固有頻率與殘余動載荷發生共振,導致振動結果嚴重超標

    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值大大減小,從而從源頭上解決了振動數值超標問題

    國內外大量的使用實踐證明機械壓力機采用彈性隔振系統后,可從根本上消除振動對周圍環境、設備和操作人員等的危害基礎和周圍環境的高頻振動大幅降低,作用于機身上的高頻應力循環也會迅速衰減。因此,設備的故障率相應降低,周圍環境也大為改善對于欠佳的隔振方案及元件完全可以通過更優的隔振改造,達到用戶的要求。

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