SJ 2555-1984 电子设备隔振器设计与应用.技术导则.pdf

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1、SJ 2555 84 备1984-12-14发布1985-06-01实施中华人民共和国电子工业部发布中华人民共和国电子工业部部标准电子设备隔振器设计与应用技术导则SJ 2555 84 1寻|制订本导则的目的是:a.为从事振动和冲击隔离方面工作的技术人员提供指导;b.使隔振器生产厂与用户都能了解合理解决阳振问题所需的技术资料和必须满足的条件，以使双方在业务交往中有共同语言，提供最佳的服务。2 术语2. 1 隔振器:用来在某一频率范围内衰减振动传输的隔离器。2.2 隔振系统:设备、支承结构和隔振器所构成的系统，它能减小从设备至支承结构或从支承结构至设备的振动传递。2.3 冲击隔离器:在冲击运动或力

2、的某一范围内，用来保护系统的隔离器。2.4 阻尼器:用阻尼耗散能量的方法，减弱冲击、振动幅度的装置。2. 5 冲击吸收器:用耗散能量的方法，改善系统受冲击能力的装置。2. 6 公称载荷:某方向某种形变状态下，一定静位移所对应的静载荷。注:不同方向，不同形变状态有各自的公称载荷。隔振器的规格是以乙向压缩(或拉伸)公称载荷来标定的。凡与载荷有关的技术参数都是在公称载荷下给出的。2. 7 使用静载荷范围:隔振器允许使用的最小与最大之间的载荷。注:不同方向不同变形状态有不同的使用载荷范围。2. 8 公称位移:公称载荷下的静位移。2. 9 蠕变量:隅振器在公称载荷长时间作用下的稳定静位移与公称静位移之差

3、。注:蠕变量的大小对安装尺寸，限位器的位置有直接影响。2. 10 隔振器的刚度:通过隔振器弹性中心作用的力与该力方向上隔振器自身的位移的比。2. 11 隔振器的静刚度:按规定分离速度均匀地作用在隔振器上的力与隔振器自身位移量的比。隔振器的静刚度通常用静载荷位移曲线米表示。中华人民共和国电子工业部1984一1去14批准1985-06-01实施SJ 2555 84 2. 12 隔振器的动刚度:作用于隔振器上的动载荷与隔振器臼身位移量的比。隔振器的动刚度通常用位移阻抗(或导纳)的幅频曲线来表示。2. 13 静刚度比:各向静刚度与乙向压缩静刚度之比值。2. 14 动静系数(动态系数):同一方向动刚度与

4、静刚度之比。注:通常动静系数大于1。动静系数与阻尼、应力和应变之间的延续性、隔振榕的结构、激振频率、振I画等有关。2. 15 临界阻尼:使偏离平衡位置的单自由度系统，无振动地回到初始位置的最小粘性阻尼。注:临界阻尼系数乌=zJ;K，其中m、K分别为系统的质量和刚度。2. 16 阻尼比:在线性粘性阻尼系统中，实际阻尼系数与临界阻尼系数之比。2.17 隔振系数:系统的输出量(力、位移、速度或加速度)与相应的输入量之比。2. 18 隔振效率:表示隔振装置所隔离的振动的百分率。隔振效率二(1隔振系数)X 100 % 2. 19 Q值因数(品质因数):表示单自由度振动系统供振锐度的一个量，Q值等于阻尼比

5、倒数的一半。Q=2C/Cc 式中:乎一一实际阻尼系数。2.20 自由空间:设备可能运动而不致与周围结构相碰的空间。2.21 共振:系统作受迫振动时，激励频率任何微小变化均会使其响应下降的振动状关王2.22 反共振:系统作受迫振动时，激励频率的任何微小变化均会使响应最小的点响应上升的振动状态。2. 23 共振频率:出现共振时的频率。注:共振频率取决于被测的变量，例如位移共振，速度共振，加速度共振等，它们是在不同频率下发生的。在可能产生混淆时，共振类型应予指明。通常t述各种共振频率的差异很小。2.24 反共振频率:出现反共振现象的频率。注:反共振频率取决于测量的量(例如不同频率下iII现的速度反共

6、振、加速度反共振和位移反共振)和测点的位置。如遇到可能混淆的情况，需说明反共振类别。2. 25 次谐波:周期为基本周期整数倍的正强量。又称分谐波或亚谐波。2.26 次谐波共振:机械系统所呈现的具有某种共振特性的响应，其周期为激励周期的整数倍。注:次谐波共振频率对非线性隔振器需予考虑，它影响着隔振系统的隔振效果。2 SJ 2555 84 2.27 倍颇程:频率比为211n的两个频率之间的n=l倍频程n=2二分之一倍频程n=3二分之一倍频程为l/n倍!顷程。常用的有:2. 28 传递函数:在定常线性系统中，当初始条件为零时，系统输出(响应)与输入(激励)的拉普拉斯变换之比。注:系统输出与输入的傅里

7、叶变换之比，称为系统的频响函数。2. 29 硬特性弹簧:弹簧的静载荷一一位移曲线的斜率随载荷的增大而增大的弹簧。2.30 软特性弹簧:弹簧的静载荷一一位移曲线的斜率随载荷的增大而减小的弹簧。2.31 随机振动:对未来任何一给定时刻，其瞬时值不能预先确定的振动。注:在某一范围内，随机振动大小的概率，可以用概率密度函数来确定。2.32 宽带随机振动:频率成份分布在某一宽频带上的随机振动。注:宽频带的宽度和所研究的问题有关，它通常等于或大于一个位频程。2. 33 窄带随机振动:频率成份分布在某一窄频带内的随机振动。注:窄频带的带宽和所研究的问题有关，它通常等于或小于1/3倍频程。窄带随机振动的波形类

8、似正弦波，但其振幅和相位是随机变化的。2.34 随机过程:可以用统计特性表示的时间函数的集合。2. 35 平稳过程:统计特性不随时间变化的随机过程。2.36 各态历经过程:每一时间历程的平均值都相同的稳态过程。2. 37 哑态分布，(高斯分布):当随机变量的平均值为零时，满足下列概率密度面数的分布称为正态分布或高斯分布。n 1 -x/22 r(x) =一Jr、IL，其中Xp为变量的瞬时值，为其均方根值。2.38 随机功率谱密度，(均方谱密度，谱密度):随机倍号X(t)通过中心频率为f带宽为B的窄带滤波器后的均方值，当带宽趋于零，平均时间趋于无穷大时，该值的极限即随机信号X(t)的的功率谱密度G

9、(f)可表示为:Gx(fhuvto. . . _ . - BT T X 2 (、t、B)dt 一般用带宽为B，中心频率为f的窄带滤波器来实现。注:对平稳过程随机信号，功率谱密度为自相关函数的傅电口，.变换，卫:表示式为:式中:R, ()一一自相关函数;f一一时间延迟。G，(f)=2汇Rx (1 )J2 n f d l (窍。)功率谱密度还可以表示为随机信号的傅旱，叶变换与其共辄复数的乘积:3 SJ 2555 84 Gx (f) = 5x(f).5:(f) 式中zSx(f)=汇x(t)e-j2nftdt为随机信号x( t)的傅里叶变换。5: (f )为5x(t)的共辄复数。2. 39 机械冲击;

10、(冲击);系统受到瞬时激励，其力、位置速度或加速度发生突然变化的现象。2.40 冲击脉冲:在短于系统固有周期的时间内发生的以运动量或力的升降来表示的冲击激励形式。2.41 理想冲击脉冲:能用简单的数学式精确描述的脉冲，例如半正弦脉冲、兰角形脉冲等。2.42 实测冲击脉冲:实际测得的表示冲击运动的脉冲。2.43 公称冲击脉冲:实测冲击脉冲与理想冲击脉冲之差(可用脉冲形式或频谱来表示)不超过某一给定公差范围时，通常以理想冲击脉冲的名字来称呼和描述实测冲击脉冲，在这种特定意义上，公称冲击脉冲与理想冲击脉冲同名。2.44 冲击脉冲的名义值:实测冲击脉冲与理想冲击脉冲之差不超过某一给定公差范围时，描述理

11、想冲击脉冲的值。(包括频谱、峰值、作用时间等)。2.45 冲击响应谱，(冲击谱);将受到冲击作用的一系列线性单自由度系统的最大响应(位移、速度、加速度等)表示为这些系统固有频率的函数。注:位移、速度、加速度冲击响应谱分别定义为:S V A d=X=-一-白白? 5v =X = v = A (J) 5a =2X=v = A 其中x代表一组单自由度系统对一给定的冲击激励来说，最大位移响应(或相对的)，v代表最大速度响应，A代表最大(绝对值)加速度响应，(J)代表系统的固有频率。2.46 冲击脉冲持续时间:冲击脉冲从基准值上升到最大值，再下降到基准值所需要的时间(对实测冲击脉冲通常取最大值的10%为

12、基准值)。3 隔振器的技术条件为使制造厂对用户提供最佳服务，双方都应全面了解和|分析隔振器的技术条件，并为对方提供必需的技术资料。3. 1 用户应提供的资料3. 1国1隔振问题的一般说明4 为了对隔振系统的技术条件有充分的了解，应提供以下各项的简要说明。a.被|喃振设备的类型:SJ 2555 84 b.安装设备的结构类型(舰船、飞机、坦克、空用、车辆等);C.安装部位(机房、主甲板、驾驶舱等); d.安装型式(底部、顶部、侧置等); e.隔振效率一一允许使用标准。3. 1. 2需要隔振的设备的技术资料3.1.2.1允许的振动和冲击的严酷等级如果知道设备允许承受的振动和冲击的严酷等级，就应予以规

13、定或提供该设备的质特性曲线，否则应予估算，并须对激励源予以说明。3. 1. 2. 2设备图a. 设备的外形图和安装图:b.总尺寸:C.旦心位置及其确定的方法(估算、计算或试验); d.固定设备的螺栓尺寸和特殊连接装置，固定位置、分接孔、公差等，均应在图上标明:e.应指出主要冲击或振动的方向，应给定适宜的结构固定点，这些固定点经常决定了有关隔振系统的位置、重心等。3.1.2.3隔振器的荷载特性a.应标明使用隔振器的最大允许动载荷;b.求得总重的方法(估算、计算和试验)。3. 1. 2. 4惯性矩和惯性积应给出被隔振设备对通过其重心的三个互相垂直轴线的惯性矩和惯性积，附着物的影响也应包括在内，例如

14、管线，电缆或附着部件。3.1.2.5固有频率应指出设备的主要部分或容易损坏部分的固有频率或共振频率。3.1.2.6设备应有描述设备的说明，对容易损坏部分，特别沉重的部分和特殊管道等应提请隔振器厂注意。3.1.2.7特殊要求a.外部施加的力和力矩:b.检修需要的部位:C.正常使用时，设备与基础之间的最大间隙。3.1.2.8机械稳定性的特殊要求例如:设备的重心较高或有变化，并由低重心的隔振器来支承，或者存在着无法补偿的侧向推力。3. 1. 3支承结构的资料3.1.3.1对支承结构的静、动态性质用予以一般的说明。5 SJ 2555 84 3.1.3.2应以图说明隔振设备能够得到的位移空间，指明使用时

15、的同定点、电缆、管道等允许承受的力。3. 1. 4环境资料应给出所有能够得到的有关振动和冲击的环境或相应的试验规范。或者给出有关安装点振动的完整和确切的资料。当不能提供这种完整资料时，使用者应说明振源情况。例如:往复式发动机，汽辆机和压缩机、船舶螺旋桨等。3.1.4.1振动应说明对应于通过重心的三个互相垂直轴方向的振动频率、幅值(位移、速度、加速度或力)，对于随机振动可阐明功率谱密度、带宽或其它的描述参量和持续时间。3.1.4.2冲击应说明冲击谱或冲击脉冲(包括脉冲峰值、持续时间和重复频率)。3.1.4.3恒定加速度应提供任何恒定加速度的大小、方向和持续时间。3. 1. 4. 4气候环境使用者

16、应提供在运输、贮存和使用时的气候环境资料:a.温度的上限和下限:b.相对温度、砂尘、盐雾、臭氧、油、榕剂、幅射等。3.1.4.5补充资料使用者应提供有关运输、贮存和使用方面的有关补充资料。3.2 制造厂应提供的资料3. 2. 1 图纸数据a.总尺寸:b.安装孔和螺栓的位置和尺寸:C.仕最小静载荷、最大静载荷时的位移、安装余隙:d.隔振器的材料:e.隔振器的 , f.荷载方向和荷载限制:g.推荐载荷范围(最小、最大);h.校平特性:i.推荐的典型安装布置方案。3. 2. 2用途说明a.推荐使用的场所:飞机、人造卫星、舰船、越野车辆等;b.特殊用途(例如特殊高、低温、隔声特性等)。3. 2. 3制

17、造厂应阐明表示隔振器型号、规格的方法。6 3.2.4性能资料3.2.4.1静刚度SJ 2555 84 制造厂应阐明隔振器使用于三个主要方向的静刚度特性，说明得到载荷位移数据的环境条件和测试方法，并给出公差限值。3.2.4.2动态性能制造厂应提供隔振器动态特性的完整资料，必要时还应说明这些资料是如何得到的。a.动刚度特性及其影响因素:b.最小、最大及公称载荷下的传递率特性或幅频特性:C.辄荷与共振频率曲线;d.湿度对动态特性的影响:e.当用于冲击时，应指明其耐冲击力和冲击传递特性，必要时还应说明加载和主p载的变化率对冲击特性的影响。3.2.4.3阻尼制造厂应阐明其隔振器在三个主方向的阻尼特性并说

18、明可应用的频率或提供阻尼比与激振频率和质量关系曲线，必要时还应说明湿度对阻尼的影响。3.2.4.4耐抗性制造厂应提供:a.有效期:b.耐共振性能:C.与连续挠曲和冲击相关的疲劳限度:d.蠕变数据:e.贮存和使用时的最高和最低温度。3.2.4.5特殊性能制造广应提出特种类型隔振器所具有的特殊性能和用途(例如，是否满足:最小噪声，冲击衰减，高温用途，恒定加速度，较高或较低固有频率，大阻尼等)。3.2.5环境资料制造厂应提供能保证其隔振器正常使用权的F列资料:a.静态性能和动态性能随温度变化的关系曲线，对于橡胶隔振器，该曲线应延至橡胶材料和玻璃化温度点:b.隔振器耐抗诸如温度、老化、霉菌、臭氧、油类

19、、腐蚀性气体、太阳幅射、核幅射等因素的影响:C.在不利条件下工作的性能，例如在充满砂尘的大气中或长期浸渍在泊中:d.在规定环境中贮存时的老化效应:e.推荐的贮存环境。7 SJ 2555 84 3. 2. 6维修资料制造厂应提供维修、定期检查和使用要求的细则。4 隔振器的选用在设备的隔振设计中，宜尽量选用符合有关部门颁布的标准产品，在电子工业部制定的S93一78(减震器部标准中列有14个系列，102种规格的隔振器。此外，应尽3选用定型的隔振器产品，近几年来，一些隔振器厂又定型生产了不少性能较好的隔振器，都可供使用单位选用。4. 1 实际选用隔振器时，应考虑以下五点:a.设备在使用时会不会产生不希

20、望的振动和噪声，或者设备的性能会不会受环境的振动和冲击的影响?b.明确设备的尺寸和重量，分析设备与支承点的相对重心位置以及为隔振器变形可利用的最大空间:C.明确扰动振动的频谱一一最保频率和起决定作用的频率，起决定作用的频率的振幅，需要什么样的传递华:d.冲击的条件:输入的最大加速度或力，得到的最大加速度或力;e.噪声的极限:产生的噪声级一一频率和声功率、可接受的噪声级。4.2 按下列步骤确定静变形a.根据起决定作用的扰动频率和传递率，确定隔振的自然频率，以及隔振度所需要的静变形:b.根据冲击加速度的峰值，以及最大的冲击负荷确定隔振系统所需要的近似变形。4.3 将上述要求与可利用的空间以及设备和

21、隔振器之间的挠性电气连接或其它连接问题一并协调起来:a.导入摩擦或阻尼以及非线性变形率以限制振幅值并降低声音的传播率:b.找出支点位置，以使振动和力稿最小，从而进一步减小振幅值，然后确定作用在每一个隔振器上的载荷。如无适当的标准产品可供选用，为了让制造厂能按照要求提供产品，应提供3.1条中所提供的资料。4. 4 选用隔振器时应满足下列条件:a.所选用的隔振器应与仪器的环境条件一致;b.各隔振器的载荷应力求均匀，以便采用相同的隔振器，一般隔振器承受的载荷不仅和设备重量和重心有关，还取决于本身的刚度:C.当各支承点的载荷相差甚大，必需采用不同的隔振器时，各隔振器挠度(下沉最)应力求相等，这不仅可使

22、设备处于水平状态，而且可以取得较好的|喝振效果，因为挠度的大小直接关系到隔振装置的固有频率，影响隔振效果:d.为获得良好的隔振效果，隔振装置问尽量避免共振。万一难以实现时，应道当8 SJ 2555 84 加大阻尼，使隔振装置共振时的传递率较小:e.对主要考虑、防冲击的设备，宜采用非线性隔振器，并串联防冲阻尼器。4. 5 常用线性隔振的使用情况a. 5,t= 1. 66. 0 mm , fn=1020 Hz，可选用金属橡胶、金属网丝、橡胶隔振器:b. 5st=6. 040 mm，=3-10 Hz，可选用金属弹簧、金属橡胶、橡胶隔振器:C.儿=40350mm , 1;,=0. 53 Hz，可选用螺

23、旋弹簧、空气弹簧。丘it表示最大允许静变形、4表示固有频率。4. 6 对于橡胶隔振器，型式多样，但可分为三种型式a.压缩型:能承受较大的载荷，多用于载荷大或隔振器部位空间小的场所:b.剪切型:多用于希望主方向的弹簧刚度特别低的场合或载荷轻、转速低的机器上:C.复合型:当上述两种隔振器的弹簧常数比均达不到要求时，可使用复合型隔振器。有时也可把两个压缩型隔振器对称倾斜使用(倾斜布置)，能兼用压缩、剪切两种变形、使铅垂、横向的弹簧刚度互相接近。4. 7 橡胶隔振器的设计程序a.首先应分析设备的激振力、频率及其量值，并据此来决定动刚度:b.根据所选胶种的硬度和弹性模量，估算动态系数Kct;C.由动刚度

24、和动态系数可决定静刚度，进而可计算静变形:d.选定形状系数，初步定出隔振器的尺寸:e.按初步确定的尺寸计算静刚度，如计算值与3.2.4.1中的静刚度值大致相等，即属可以，如不等，则改变尺寸(或硬度)再重新计算直至得到满足要求的尺寸与刚度为止;f.验算应力与应变是否小于许用值。4. 8 设计橡胶隔振器应注意事项4. 8. 1 许用应力及应变当橡胶在动态下使用时，由于应力与应变之间的相位差，使橡胶内部贮存了, 从而引起温度上升，导致材料性能的恶化，因此在设计时，不应使橡胶部位的应力和I应变过大。4. 8. 2最小应变考虑橡胶的寿命时，关键是使应变最小。当应变经过零状态时，无论在怎样的变形情况下，疲劳寿命都应该是最低的。因此，设计时不应使应变经过零。4. 8. 3应力集中粘结端面的困角过小时，会引起应力集中和裂纹，降低疲劳寿命，如把小圆角半径加大一倍疲劳寿命几乎提高10倍。9 SJ 2555 84 4.8.4力求避胶受到拉伸。附加说明:1.本导则应与下述标准一起使用:S 93一78(减震器2.本导则与国际标准化组织标准2017 , 1982年11月第二版振动与冲击隔离器规定特性规程基本一致。并增加了隔振器的设计与选用的方法及步嘛。10