隔振器
[拼音]：gezhenqi
[外文]：vibration isolator
连接设备和基础的弹性元件，用以减少和消除由设备传递到基础的振动力和由基础传递到设备的振动。设计和应用隔振器时，须考虑下列因素：
（1）能提供所需的隔振量；
（2）能承受规定的负载；
（3）能承受温度和其他环境条件（湿度、腐蚀性流体等）的变化；
（4）具有一定的隔振特性；
（5）满足应用隔振器的设备对隔振器重量和体积的要求。
激发频率低于质量（设备）弹簧系统的固有频率时，隔振器不起隔振作用；激发频率与固有频率相近时，振动就会放大;只有当激发频率大于固有频率的��倍时，隔振器才有隔振效果。通常要求激发频率大于固有频率的2～3倍，以便获得良好的隔振效果。粘性阻尼单自由度的隔振系统，当忽略阻尼时，固有频率
式中K为隔振器的力劲，m为隔振器上面的集总质量。当隔振器的静态压缩量δst与负载成正比时，如钢弹簧，固有频率；δst的单位是米。橡胶隔振器的固有频率常高于上式。
常用隔振器
有下述几种(图1)：
钢弹簧隔振器
从重达数百吨的设备到轻巧的精密仪器都可以应用钢弹簧隔振器，通常用在静态压缩量大于 5厘米的地方或者用在温度和其他环境条件不容许采用橡胶等材料的地方。这种隔振器的优点是：
（1）静态压缩量大，固有频率低，低频隔振良好；
（2）耐受油、水和溶剂等侵蚀，不受温度变化的影响；
（3）不会老化或蠕变；
（4）大量生产时特性变化很小。其缺点是：
（1）本身阻尼极小（阻尼比约0.005），以致共振时传递率非常大；
（2）高频时容易沿钢丝传递振动；
（3）容易产生摇摆运动，因而常须加上外阻尼（如金属丝、橡胶、毛毡等，见图1，b）和惰性块。
钢弹簧有螺旋形、碟形、环形和板形等，螺旋形弹簧应用最广。给定其固有频率后，由 计算单个弹簧的垂向劲度K（N/m即牛顿每米）。中国制造的TJ1型螺旋形钢弹簧隔振器，每个负载为17～1020公斤，固有频率3.5～2.2赫，静态压缩量20～52毫米。
橡胶隔振器
可用于受切、受压或切压（图1，c）的情况，很少用于受拉的情况。其优点是：可以做成各种形状和不同劲度。其内部阻尼作用比钢弹簧大，并可隔低至10赫左右的激发频率。缺点是：使用久了会老化，而且在重负载下会有较大蠕变（特别在高温时），所以不应受超过10～15％（受压）或25～50％（切变）的持续变形。天然橡胶的固有频率略低于合成橡胶，其机械性能特点为:变化小，拉力大，受破坏时延伸率长，而且价格较低，但不能用于与油类、碳氢化合物、臭氧接触的设备和环境温度较高处。氯丁橡胶和丁腈橡胶隔振器抗碳氢化合物和臭氧的性能良好，丁腈橡胶隔振器还可适应高温。硅酮橡胶隔振器可用于其他材料不能胜任的低温或高温(-75℃至+200℃)环境。中国制造的橡胶隔振器有JG型、Z型等多种型号，其技术指标见表。
隔振垫
隔振垫有软木、毛毡、橡胶垫和玻璃纤维板等，优点是：价格低廉，安装方便，并可裁成所需大小和重叠起来使用，以获得不同程度的隔振效果。
（1）软木：用作隔振材料的历史最为悠久，通常在承受压力时，静态压缩量达到30％，也不会横向凸出。常用总厚度为5～15厘米，承受负载为每平方厘米0.5～2.0公斤，阻尼比约0.06。软木对腐蚀和溶剂的抵抗力强，对温度变化不甚灵敏。在室温下，使用寿命可达几十年之久。软木由于低频隔振较差，通常适用于扰动频率大于20～30赫的隔振。中国制造的经过碳化的保温软木，其固有频率约11～33赫。静负载和静态压缩量如图2所示。
（2）橡胶垫：特性和橡胶隔振器相似，但由于橡胶在受压时的容积压缩量极小，仅在能横向凸出时才能压缩，故通常做成异形板（图1，d）以容许横凸出和受挠曲，以增加静态压缩量。中国制造的XD型和WJ型橡胶垫的技术指标见表。海绵橡胶垫的静态压缩量较大，但负载能力较小。
（3）玻璃纤维板：有各种密度和纤维直径的品种。这种隔振材料的劲度通常是随着密度、纤维直径和静态压缩量的增加而递增。中国采用保温用的酚醛树脂玻璃纤维板， 在未加负载时总厚度约 5～15厘米， 常用负载为0.1～0.2千克力／厘米2，阻尼比0.04～0.07，固有频率5～10赫。玻璃纤维板对工业溶剂的抵抗力强，但会吸收潮气等。这种隔振材料由于承载面积较大和静态压缩量大，通常用混凝土机座，在施工和使用时要防止水、砂浆等渗入。它主要用于播音室、录音室、声学实验室和设备的隔振以及一些机器的隔振。
（4）毛毡：在厚度大，柔软和不致受到过度静负载时，其隔振效果最好。由于阻尼系数较高，在共振时只放大四倍，加之阻抗大，且与大多数工程材料不匹配，故对减少声频范围内的振动传递特别有效。通常采用的厚度为10～25毫米，当承受0.2～7千克力/厘米2压力时，其固有频率约20～40赫，系由毛毡厚度而不是由其面积和静负载决定。
气垫隔振器
一般由橡胶制件充气而成，振动的频率特别低时，它的隔振效果比钢弹簧更佳。固有频率可低至0.1～5赫。它在共振时阻尼高，而在高频时则阻尼小。缺点是：价格昂贵，负载有限，并须经常检查。气垫隔振器分单向作用和双向作用两种。图3为一种简单的、封闭的气垫隔振器，所包容空气的劲度K=γMgA/Vo，其固有频率。γ为比热比（空气为1.4）；A为气垫隔振器承受负载的面积；M和Vo为包容空气的质量和容积；g为重力加速度。
隔振机座
机器有时安装在隔振机座上，机座通常由混凝土或钢构成。采用沉重而刚性好的混凝土惰性块可以增加承载机器的有效重量，其作用是：
（1）减少振动，减小机器不平衡力的作用；
（2）提高力阻抗，使机器安装牢固；
（3）降低重心，增加稳定性；
（4）降低固有频率。惰性块的重量至少应等于机器的重量，最好是机器重量的两倍。往复式发动机和压缩机等通常需要3～5倍重量的机座，而轻型机器有时需要重达10倍于机器重量的机座。
- 参考书目
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- C.M.Harris & C.E.Crede，Shock and Vibration Handbook，2nd ed.，McGraw-Hill Co.，New York，1976.
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