机械压力机低频隔振支撑  改进方法与应用

机械压力机低频隔振支撑 改进方法与应用

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机械压力机低频隔振支撑 改进方法与应用

2022-03-15

文/赵德全,孙明昌王大伟·隔而固(青岛)振动控制有限公司

机械压力机是采用机械传动的冲压机器,是金属板件(如汽车覆盖件等)成形中应用最广泛的设备。

用于钣金加工的压力机在剪切或冲压过程中会产生较大的振动,没平衡好的传动部件往返的惯性也会激发振动,曲柄系统中未平衡的惯性力还能引发水平方向激振。

在多连杆压力机、多工位同步压力机和液压机中,振动主要是由于运动部件在垂直方向运动的加速或减速所引起的。

对于压力机在工作中所引起的振动,其危害主要可分为两个方面

对压力机内部。由于产生的动载荷同样作用在压力机本身使压力机零部件受到动态加速度的冲击,所以,压力机会出现电气短路、液压系统漏油等故障

增加设备维修成本

对压力机外部。随着振动的向外传播,振动会危害到周围的居民、工作人员、附近的其他设备等达不到环保要求

随着人们对振动危害认识的逐步提高有关振动控制标准、法规的制定实施,压力机采用隔振系统的方法被大家逐步接受,并且得到广泛的应用隔振技术的基本方法

隔振技术在实际中的应用其实不复杂 但要很好地解决振动问题,必须着重考虑以下3个重点

振系统的固有频率

根据振动学理论对于任何一个振动干扰,我们都可以找到一个固有频率更低的系统来隔离它所引发的振动。但是,在实际应用中,往往不都是可行的

在高频连续扰力的作用下,我们会容易地找到较低的隔振系统来与之匹配,如对于50Hz的回转设备

选择10Hz或者更低频率的隔振系统就足够了。

那么对于5Hz或者更低频率的系统或者随机冲击,其往往伴随有冲击载荷或者高频振动,我们该如何解决呢?在这种情况下,我们主要考虑的不是低频振源的振动,而是由其引起的中高频振动和冲击引发的响应。

对于冲击扰力和大惯性冲击,人们更关心弹性基础相对于固定基础的隔振效果,可用以下公式近似表达

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式中n B一一固定基础与弹性基础的固有频率之比

如每分钟打击15次的压力机,它的工作频率是0,25Hz,要找到更低频率的隔振系统,在实际应用中是不现实的。

由于压力机工作中产生的中高频冲击脉冲通过地面传递出去的振波的频率,是地面的主频,一般为12一20Hz左右,这样,我们选择固有频率4Hz的隔振系统是比较合适的,这样的一个隔振系统所隔离的是打击瞬间产生的中高频脉冲。

隔振系统的平衡质量

弹性隔振系统在扰力的作用下,会产生运动和位移响应,该位移与固定的刚性基础比较要大的多,其允许值也应相应放宽,在隔振设计规范中有相应的规定,原则上应当以不影响设备的正常工作为限。

所以,当系统的位移响应较大且影响到设备的正常工作时,我们要增加额外的平衡质量,如·在设备下面增加水泥基础台座或钢板台座等,以减小系统的响应位移,保持系统的稳定

对于机械压力机,由于设备自身重量足够,则一般不需要额外增加平衡质量。

隔振系统的阻尼

阻尼是保证隔振系统在扰力的作用下快速趋于稳定的关键因素,同时,也是保证系统在通过共振区时不发生共振的有力保障。

在系统阻尼比过小的时候,必须增加额外的阻尼器,使系统达到合适的阻尼比。对于机械压力机,阻尼大些有利于振动能量的快速吸收,一般将压力机隔振系统的阻尼比控制在一0 0 5之间。

螺旋钢弹簧较之其他的隔振元件有很多不可替代的优点,如变形曲线线性好,设计计算准确动态刚度与静态刚度相同;具有三维刚度高弹性,即高隔振效率;无需额外动力(如压缩空气)使用寿命长、基本无需维修等。这也是其他隔振形式,如空气弹簧、橡胶隔振器等不能应用于大型冲压、锻压设备的主要原因。

需要卉联阻尼器

螺旋钢弹簧本身是没有阻尼的,为了尽快衰减动载,系统趋于稳定、不产生共振,必须并联阻尼器

隔而固公司的粘滞阻尼器具有阻尼系数大,性能稳定不老化,阻尼系数基本不随温度变化,三向阻尼,瞬时反应的特占2400t压力机线隔振低频改造实例设备表振动情况该2400t压力机生产线由国内某公司生产,是夏利汽车公司主要冲压线,已经采用了隔振支撑。

该冲压线在工作时产生的振动极大,尤其是对130m以外的3楼居民会造成较大的影响。虽经多次检测、隔振改造,仍无法达到环保标准及周围居民的要求。

2015 年初,隔而固〈青岛)振动控制有限公司受天津夏利汽车公司委托,对该压力机工作时各敏感点进行了振动特性测试,并负责对其进行隔振低频改造。

改造实施主要步骤方法

以压机每个拉杆的纵、横中心线为基准,测量、放线,划出顶升工装的摆放位置。

以压机拉杆的纵、横中心线为基准,安装顶升工装,然后在每个顶升工装上放置液压千斤顶,用液压千斤顶顶在压机大拉杆的底端。

囹进行压机整体的顶升工作,压机顶升的总高度应控制在20mm左右。如图1所示。

将原来的隔振器取出。

调整压力机水平度、标高等数值,具备试车条件。隔振改造前后压力机周围振动实测数值涮点的布置

压力机厂家原始配套的隔振元件的固有频率约为5.2Hz,我公司新隔振器的固有频率为2,8Hz。为评价改造的隔振效果我们在改造前后,距离压力机中心14,5、20、50、70、130m处设置测点,分别进行了振动速度、加速度测量测量方向为垂直和水平纵向、横向

实测数据

下面以14、5m、130m3楼测点处的振动速度 加速度数值为例,如图4一11所示。

各涮点数据统计表1为各测点数据实测数据分析通过上述数据,可以明显看出

改造前,各测点的振动数值明显超标

改造后,各测点的振动数值大幅减小,隔振效率总体在65%左右,而居民3楼的纵向振动隔振效率高达90%,满足环保要求

从z振级曲线可以看出,压力机附近的土壤、居民3楼处的固有频率都在5Hz左右,而原始的隔振元件固有频率在5 2Hz,存在共振的危险,这样导致的结果为

原始隔振元件的隔振效率不高压力机工作时产生的振动衰减不充分,残余动载荷过大

残余振动在土壤中传递时,随着距离的增加,振动衰减不明显。

130m处3楼的纵向固有频率与残余动载荷发生共振,导致振动结果严重超标

新的隔振元件固有频率为2.8Hz,由于隔振效率的提高使振源向外界传递的初始数值大大减小,从而从源头上解决了振动数值超标问题

国内外大量的使用实践证明机械压力机采用弹性隔振系统后,可从根本上消除振动对周围环境、设备和操作人员等的危害基础和周围环境的高频振动大幅降低,作用于机身上的高频应力循环也会迅速衰减。因此,设备的故障率相应降低,周围环境也大为改善对于欠佳的隔振方案及元件完全可以通过更优的隔振改造,达到用户的要求。

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