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4 4 沖擊式機(jī)器，鍛錘4。4,1,鍛錘隔振后需要滿足下列基本要求.基礎(chǔ)和砧座的最大豎向振動(dòng)位移要小于容許振動(dòng)值、是指隔振后基礎(chǔ)和砧座的豎向振動(dòng)位移值小于用戶提出的容許振動(dòng)值或有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的容許值，若用戶規(guī)定的容許值是離鍛錘一定距離處的容許值時(shí)。則需要根據(jù)具體地質(zhì)條件和振動(dòng)在地基中的傳播規(guī)律。換算出鍛錘基礎(chǔ)的豎向容許振動(dòng)值,通過控制基礎(chǔ)的振動(dòng)值來控制距鍛錘一定距離處振動(dòng)容許值、國(guó)內(nèi)外大量的鍛錘隔振實(shí)踐已經(jīng)證明。砧座振幅接近20mm時(shí).既不影響生產(chǎn)操作、也不影響打擊效率.并可有效地節(jié)省投資。而在砧座下設(shè)置鋼筋混凝土臺(tái)座 即設(shè)有浮動(dòng)的塊體式基礎(chǔ)時(shí)，砧座與塊體基礎(chǔ)一起運(yùn)動(dòng)、因運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量增大.其豎向振動(dòng)位移很容易達(dá)到小于8mm的要求 從而使砧座運(yùn)動(dòng)更為平穩(wěn)。鍛錘在下一次打擊前 砧座基本停止振動(dòng)。鍛錘打擊后 隔振器上部質(zhì)量不與隔振器分離、這是鍛錘生產(chǎn)操作的實(shí)際需要。4 4.2。鍛錘隔振后砧座最大豎向位移值的計(jì)算、采用單自由度模型是因?yàn)殄戝N隔振后砧座的振幅均在10mm左右,而其基礎(chǔ)的振幅均在0、5mm以下,二者相差一個(gè)數(shù)量級(jí)以上 計(jì)算砧座振幅時(shí)認(rèn)為基礎(chǔ)不動(dòng),誤差較小、4,4 3。4，4 4、砧座與基礎(chǔ)的最大位移值的計(jì)算,采用下列方法,標(biāo)準(zhǔn)中圖4，4,2。1所示單自由度振動(dòng)模型 錘頭質(zhì)量m0、以速度v0沖擊后,按質(zhì)心碰撞理論，砧座ms將獲得初始速度v1 式。63 中e1為無量綱的回彈系數(shù),按單自由度有阻尼系統(tǒng)振動(dòng)理論。受初始速度v1激勵(lì)后、質(zhì)量ms將按圖6所示曲線做衰減的自由振動(dòng),即砧座的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律可由下式描述 計(jì)算隔振后基礎(chǔ)最大豎向位移采用本標(biāo)準(zhǔn)圖4.4，2、2所示單自由度強(qiáng)迫振動(dòng)模型 是因?yàn)椋粽窈笳枳駝?dòng)頻率比基礎(chǔ)自振頻率小得多、二者耦合的影響很小.隔振系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)的激擾.可以近似看成按本標(biāo)準(zhǔn)圖4 4.2，1所示砧座單自由度振動(dòng)模型計(jì)算出的砧座位移與速度引起的隔振器中彈性力與阻尼力對(duì)基礎(chǔ)的激擾 本標(biāo)準(zhǔn)圖4.4，2,2中F,t.為隔振器施加給基礎(chǔ)的動(dòng)載荷 包括彈性力與阻尼力。圖中所示地基剛度K2為折算剛度.是按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB,50040中的有關(guān)規(guī)定確定的地基抗壓剛度系數(shù)Cz乘以基礎(chǔ)底面積計(jì)算出地基的抗壓剛度Kz之后、乘以修正系數(shù)2,67后得到的。修正系數(shù)2,67，實(shí)際上是綜合考慮了基礎(chǔ)側(cè)面回填土的影響和地基土阻尼作用得到的,因而Kz也反映了地基阻尼的影響、力學(xué)模型中未直接表示出阻尼 則可以使計(jì)算大為簡(jiǎn)化 通過隔振器作用于基礎(chǔ)的振動(dòng)載荷F t,包括兩部分、與砧座位移成比例的彈性力F1,t,和與砧座速度成比例的阻尼力F2、t、其中，4 4.5，設(shè)計(jì)鍛錘隔振裝置需要注意以下幾點(diǎn)，當(dāng)鍛錘砧座質(zhì)量較大。依靠砧座質(zhì)量能有效承載振動(dòng)能量?？刂普枳穹鶗r(shí) 可以只對(duì)砧座隔振，稱砧下直接隔振,以減少隔振工程量 當(dāng)砧座質(zhì)量相對(duì)較小時(shí)，可在砧座下增設(shè)鋼筋混凝土臺(tái)座，稱慣性塊.或通過鋼筋混凝土臺(tái)座將砧座與錘身結(jié)為一體.將隔振器設(shè)在鋼筋混凝土臺(tái)座下部,對(duì)砧座.慣性塊實(shí)行整體隔振，稱有慣性塊式隔振,以控制打擊后的砧座振幅、使鍛錘的打擊中心。隔振器的剛度中心和隔振器上部質(zhì)量的質(zhì)心盡可能布置在同一鉛垂線上.若對(duì)砧座與錘身實(shí)行整體式隔振,設(shè)計(jì)單臂鍛錘聯(lián)結(jié)砧座與錘身的鋼筋混凝土臺(tái)座，即慣性塊,時(shí)、需要將慣性塊的重心置于與錘身對(duì)稱的一側(cè).使砧座 錘身，慣性塊的整體重心盡量與砧座重心即鍛錘的打擊中心重合、當(dāng)砧座或慣性塊底面積較大,且重心與底面之間的距離較小時(shí) 可直接將隔振器置于砧座或慣性塊的下部 構(gòu)成支承式隔振結(jié)構(gòu),當(dāng)砧座底面積較小、砧座重心的位置相對(duì)于砧座底面較高.又不采用鋼筋混凝土臺(tái)座。慣性塊.時(shí)、可將整個(gè)砧座懸吊在隔振器下部，隔振器則布置在砧座旁與砧座重心高度相近的水平面上 構(gòu)成懸吊式隔振結(jié)構(gòu)。以增加砧座運(yùn)行的穩(wěn)定性、鍛錘隔振后。砧座的振動(dòng)位移一般控制在10mm左右。為防止打擊后砧座側(cè)向晃動(dòng)，宜對(duì)砧座或慣性塊設(shè)置導(dǎo)向或防偏擺的限位裝置，鍛錘的砧座和慣性塊結(jié)構(gòu)龐大。起吊困難。通常需要在安裝隔振器的基礎(chǔ)坑內(nèi)留出便于工人維修和調(diào)整隔振器的空間,并預(yù)設(shè)放置千斤頂?shù)奈恢?為清除鍛錘工作時(shí)落入基礎(chǔ)坑內(nèi)的氧化皮和潤(rùn)滑液.坑內(nèi)要有積液池和清除氧化皮的工作空間 為滿足以上要求 鍛錘隔振系統(tǒng)的阻尼比通常在0.25 0、30的范圍內(nèi)較為合理,壓力機(jī)4，4.6、壓力機(jī)隔振參數(shù)的計(jì)算要求說明如下。壓力機(jī)隔振參數(shù)的計(jì)算是指機(jī)械壓力機(jī)隔振參數(shù)的計(jì)算.機(jī)械壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中因設(shè)有離合器與制動(dòng)器、運(yùn)行時(shí)離合器結(jié)合 制動(dòng)器制動(dòng)以及沖壓工件都會(huì)激起振動(dòng) 離合器結(jié)合與制動(dòng)器制動(dòng)激起的振動(dòng).性質(zhì)與強(qiáng)度相同。只是方向相反 因而可以只計(jì)算離合器結(jié)合時(shí)的振動(dòng) 而不再計(jì)算制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)的振動(dòng) 即本條第1款中啟動(dòng)產(chǎn)生的沖擊振動(dòng),沖壓工件時(shí)激起的振動(dòng)、因性質(zhì)不同而需單獨(dú)計(jì)算、由于壓力機(jī)隔振后其基礎(chǔ)振動(dòng)遠(yuǎn)小于壓機(jī)自身的振動(dòng) 分析壓機(jī)自身振動(dòng)時(shí)近似認(rèn)為基礎(chǔ)不動(dòng) 分析基礎(chǔ)振動(dòng)時(shí)則把因壓機(jī)振動(dòng)引起隔振器伸縮而作用于基礎(chǔ)的動(dòng)載荷看作基礎(chǔ)振動(dòng)的擾力 離合器結(jié)合時(shí)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)突然加速的慣性力。通過軸承水平作用在機(jī)身上、激起壓力機(jī)作搖擺振動(dòng)。其力學(xué)模型見標(biāo)準(zhǔn)中的圖4。4、6，1、因?yàn)殡x合器結(jié)合過程時(shí)間很短.作用于軸承處的沖擊力的大小難以計(jì)算 但結(jié)合過程中通過主軸軸承作用于機(jī)身的沖量N正好等于曲柄連桿機(jī)構(gòu)所獲得的動(dòng)量,可用下式表示.式中 N 通過主軸由軸承O,作用于機(jī)身的沖量。mz,主軸偏心質(zhì)量與連桿折合質(zhì)量之和.連桿折合質(zhì)量可取連桿質(zhì)量的1.3、r 曲柄半徑，ny。壓力機(jī)主軸的額定轉(zhuǎn)速 因?yàn)閴毫C(jī)主軸軸承O。的位置較高，在此沖量作用下。壓力機(jī)將產(chǎn)生搖擺振動(dòng),由于設(shè)在壓力機(jī)機(jī)腳處的隔振器的橫向剛度通常都遠(yuǎn)大于豎向剛度 振動(dòng)時(shí)壓力機(jī)機(jī)腳處的橫向位移趨近于零、可近似認(rèn)為隔振器橫向剛度為無窮大。壓力機(jī)繞質(zhì)心的回轉(zhuǎn)半徑R1,式、73 即本標(biāo)準(zhǔn)中的式,4、4.6，2，在水平擾力激勵(lì)下.按標(biāo)準(zhǔn)中圖4。4 6，1所示力學(xué)模型 壓力機(jī)將繞底部中點(diǎn)作單自由度擺動(dòng).其微分方程為.式,74,中第1項(xiàng)是壓力機(jī)的擺動(dòng)慣性力矩 第2項(xiàng)是壓力機(jī)承受的來自隔振器的阻尼力力矩 第3項(xiàng)是壓力機(jī)承受來自隔振器的彈性反力矩、擺動(dòng)的固有頻率wk和系統(tǒng)阻尼比為,沖壓工件時(shí)。忽略掉基礎(chǔ)的振動(dòng),則隔振壓力機(jī)的力學(xué)模型如本標(biāo)準(zhǔn)圖4 4，6 2所示、圖中mt為壓力機(jī)頭部的質(zhì)量 mg為壓力機(jī)工作臺(tái)的質(zhì)量 K3是壓力機(jī)機(jī)身的剛度，包括立柱剛度和拉桿剛度。K1是隔振器的剛度、F是壓力機(jī)工作壓力、因?yàn)闆_壓工藝力一般是從小到大、然后突然消失 而最典型的工況是沖裁 當(dāng)沖裁力達(dá)到最大值時(shí) 工件斷裂使機(jī)身突然失去載荷而引起振動(dòng)、壓力機(jī)最嚴(yán)重的振動(dòng)發(fā)生在以額定壓力沖裁工件時(shí)。為使分析簡(jiǎn)化.可以近似認(rèn)為沖裁加載階段只引起機(jī)身靜變形u1.F。K3,突然失荷時(shí).機(jī)身因彈性恢復(fù)而產(chǎn)生自由振動(dòng),按本標(biāo)準(zhǔn)圖4 4，6，2所示雙自由度振動(dòng)模型、其自由振動(dòng)微分方程為，實(shí)際上壓力機(jī)隔振器的剛度K1遠(yuǎn)小于機(jī)身剛度K3,比值K3,K1均在50以上,用式,83。計(jì)算沖壓時(shí)壓力機(jī)頭部與工作臺(tái)的最大豎向位移、有足夠的可信度.沖壓工件時(shí)基礎(chǔ)豎向位移的計(jì)算,將隔振壓力機(jī)基礎(chǔ)的振動(dòng).看成是通過隔振器作用于基礎(chǔ)的動(dòng)荷載激起的振動(dòng)、忽略隔振器的阻尼力 可得到圖7所示力學(xué)模型，圖中F2是隔振器作用于基礎(chǔ)的荷載，K1是隔振器的剛度。u2 t。是壓力機(jī)工作臺(tái)即機(jī)座的位移.m3是基礎(chǔ)質(zhì)量。K2是基礎(chǔ)底部地基土的抗壓剛度.圖7.壓力機(jī)基礎(chǔ)振動(dòng)時(shí)的力學(xué)模型,因?yàn)楦粽衿鲃偠菿1遠(yuǎn)小于地基土抗壓剛度K2，隔振器的伸縮頻率.即擾力F2的頻率遠(yuǎn)小于基礎(chǔ)m3的自振頻率，按單自由度強(qiáng)迫振動(dòng)理論,此時(shí)基礎(chǔ)的位移可近似看成擾力F2作用下基礎(chǔ)的靜位移 即。4.4 7，閉式多點(diǎn)機(jī)械壓力機(jī)機(jī)身質(zhì)量較大.工作臺(tái)面寬，通?？蓪⒏粽衿髦苯友b在機(jī)腳處而不另設(shè)鋼筋混凝土臺(tái)座。對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)在機(jī)身上部.工作臺(tái)面較窄的閉式單點(diǎn)壓力機(jī)。可在機(jī)身下設(shè)置鋼制臺(tái)座,在臺(tái)座下安裝隔振器.以加大隔振器之間的距離.提高壓力機(jī)的穩(wěn)定性.開式壓力機(jī)。工作臺(tái)的中心與機(jī)身重心不在一條鉛垂線上，需在機(jī)身下設(shè)置臺(tái)座、在臺(tái)座下再安裝隔振器。以調(diào)整隔振器上部質(zhì)量重心的位置，使其盡可能靠近工作臺(tái)中心線、并拉開隔振器之間的距離,使隔振器剛度中心靠近工作臺(tái)中心、避免壓機(jī)工作時(shí)搖晃、