設備減震避震常識

2．1  橡膠減(jiǎn)震器的特點(diǎn)及其優點(diǎn)    

橡膠的特點是既有高彈态又有高黏态，橡膠的彈性是由其卷曲分子構象 愛你過的變化産生的，橡膠分子間互相作用會妨礙(ài)分子鏈的運動，有表現出黏性特點，以緻應力與應變往往處於(yú)不平衡狀态。橡膠的這種卷曲的長鏈分子結構及分子間存在的較弱的次級力，使得橡膠材料呈現出獨特的黏彈性能，因而具有良好的減震、隔音和緩沖性能。橡膠部件廣泛用於(yú)隔離震動和吸收沖擊，就是因爲其具有滞後、阻尼及能進行可逆大變形的特點。除此外，橡膠還具有滞後和内摩擦特性，他們通常用損耗因子表示，損耗因子越大，橡膠的阻尼和生熱就越明顯，減震效果越明顯。綜上所述
，用橡膠制成的橡膠減震器也具有良好的減震效果。  橡膠減震器的優點：

（1）可以自由確(què)定形狀，通過調(diào)整橡膠配方組分來控制硬度，可滿足對各個方向剛度和強度的要求；  

（2）内部摩擦大，減震效果好，有利於(yú)越過共振區
，衰減高頻振動(dòng)和噪聲；

（3）彈性模量比金屬小得多，可産(chǎn)生較大彈性形變(biàn)；

（4）沒有滑動(dòng)部分，易於(yú)保養；

（5）質(zhì)量小，安裝(zhuāng)和拆卸方便。  

（6）沖擊剛度高於(yú)靜剛度和動剛度,有利於(yú)沖擊變(biàn)形。    

2．2 橡膠(jiāo)減(jiǎn)震器主要種類介紹

橡膠(jiāo)減(jiǎn)震器按其功能分類大緻如下：

(1)支承各種裝置的狹義的橡膠(jiāo)減(jiǎn)震器；

(2)以吸收沖(chōng)擊爲目的的橡膠緩(huǎn)沖(chōng)器；

(3)作爲機械作動(dòng)部件使用的橡膠彈(dàn)簧；

(4)消除特定振動(dòng)頻率振動(dòng)的動(dòng)減(jiǎn)震器；

(5)橡膠聯軸節也包括於(yú)橡膠減震器範疇(chóu)。

橡膠(jiāo)減(jiǎn)震器按形狀狹義分類如下：

(1)壓縮型  此類爲主要用於(yú)壓縮方向的橡膠減震器。其優點是負荷承受力大，但壓縮方向的彈(dàn)性系數不可選擇太低。     

(2)剪切型  此類是主要用於(yú)剪切方向的橡膠減震器。其負荷承受力較小，但具有彈(dàn)性系數可選擇得很小這一優點。

(3)複(fù)合型  是用於(yú)壓縮與剪切組合方向的橡膠減震器，具有壓縮型和剪切型的中間特征。

(4)圓筒型  該型橡膠減震器可用於(yú)軸垂直向、軸向、扭曲、撬曲等各向的減振。用於(yú)軸垂直向的與壓縮型橡膠堿振器相似，其負荷承受力一般較大，但彈(dàn)性系數不可選擇得太小。  

橡膠減(jiǎn)震器按其應用場(chǎng)合分類如下：

（1）YLJ型橡膠減震器：YLJ-type rubber mounting 爲壓路機專用橡膠制品。按其負(fù)荷及外形尺寸可分爲多種不同型号，分别用於(yú)不同型号的壓路機；

2）WJ型橡膠減震器：WJ‐type rubber mounting 是通用性較強的橡膠減震器。亦稱“萬能墊”，具有4種不同直徑、不同高度的圓柱凸台，上下兩面交叉配置。可承受任意方向的載荷，吸收任意方向的振動。受橫向壓力時不會産(chǎn)生滑動。因而不必採(cǎi)取措施防止機器水平移動，省去龐大基礎費用。此産(chǎn)品耐熱、耐油，使用方便；

（3）JP型平闆式橡膠減震器：JP-type plate shaped rubber pad 橡膠減震器的一種，系外形爲平闆狀的橡膠金屬制品。其結構爲内外金屬闆（環），中間夾橡膠，以模壓法生産。可分JP-1，JP-2和JP-3型三種型号。用於(yú)無線電、儀器和儀表設備(bèi)，以保護其整機免受震動和沖擊的影響；

（4）J G 型用於(yú)風機
、空壓機、冷凍機、水泵、精密儀器、儀表、機床設備(bèi)；

（5）6JX型用於(yú)船舶、車輛等随機振動和沖擊隔離要求較高的動力機械及電子等設備(bèi)；

（6）6WN型、31型、SH型、E、EA型用於(yú)内燃機車船主機、機械
、儀表設備(bèi)隔闆、緩沖、防沖擊、降噪之用；

（7）XL系列、高彈性橡膠聯軸器,是我國用系列化、标準化和通用化觀點設計研制的第一個高彈性聯軸器國家标準(GB 2496  81)系列産品,特别是具有很高的彈性 (低剛度、大柔度) ,可降低軸系固有振動頻率,改變(biàn)軸系扭轉振動,使柴油機不出現危險的共振轉速,具有較好的減震特點,吸收部分振動能量;可吸收和降 低柴油機輸出扭矩的波動;提高功率傳遞品質、彌補(bǔ)軸系安裝誤差； 

（8）YXN、XN橡膠扭振減震器是一種新型曲軸減震元件、能克服車用發動機曲軸系統的扭振、齒輪撞擊、機件磨損、噪音增大、振動加劇,甚至共振時曲軸斷裂等嚴重問題。橡膠接管廣泛用於(yú)艦船的機械和設備(bèi)減震隔音。還有粘彈性阻尼材料,是一種高分子聚合物。 随溫度和頻率的 變化、 它的彈性模量值和損耗因子值有較大的變化。它是國内外當前發展的一種隔震降噪新材料,廣泛應用於(yú)航空、航天、造船
、汽車、鐵路、建築、紡織等行業。  

 2．3 橡膠(jiāo)減(jiǎn)震器主要應用領域

2.3.1汽車用橡膠減震器  随著(zhe)社會經濟的發展，國内外汽車的改型換代相當頻繁，汽車工業正面臨一個迅速變革的時期，發展的特點是在保證駕駛安全性、乘坐舒适性、行駛高速性以及豪華性的前提下，進一步提高汽車的使用壽命。減震制品用於控制汽車的震動和噪聲及改善其操縱穩定性 ，一般置於汽車發動機機架、壓杆裝置、懸挂軸襯、中心軸承托架、颠簸限制器和扭振減震器等部位，以改善汽車的安全性和舒适性
。減震制品可分爲支架類、軸襯類、緩沖類和阻尼類四大類，主要要求減震性、耐熱性和耐疲勞性好。汽車減震橡膠制品包括發動機支座、懸挂構件、橡膠彈簧、橡膠空氣彈簧和碰撞橡膠防護件等

。近年來,爲提高汽車的安全性、舒适性和操作性，汽車用減震橡膠制品的品種和數量不斷增多
，如一輛轎車上減震橡膠制品的數量已達 50～60件。  發動機及傳動操作系統用橡膠減震器用來隔絕震源的震動。傳動部分的減震採用多邊聯軸節、阻尼離合器。前、後懸挂裝置上使用的減震器不僅要承擔車體重量，還要使車體不緻傳遞車輪的上下振動，抑制簧下質量的不規則運動，傳遞動力和制動力。橡膠緩沖器是車體的重要減震器之一，其結構形式是2塊金屬闆之間夾有橡膠層，利用橡膠的剪切變形達到緩沖的目的。近期又開發出充氮氣、與減震器油共存的筒式緩沖器，特點是提高緩沖器的載荷能力(最高達20MPa)，減震效果好，且延長其使用壽命。汽車用橡膠減震器採用的橡膠材料以NR和SBR爲主。爲改進減震制品的耐熱性,已開始用IR ,IIR,CR ,EPDM等作主體材料。熱塑性彈性體也将用於部分減震制品，如車身與底盤的減震器等。如浙江海門橡膠廠採NR /CR並(bìng)用研制出瞭轎車底盤彈簧座減震器，效果良好。

2.3.2鐵路機車及鐵路軌枕墊用橡膠減震制品  據統計,國内鐵路和機車使用的各種橡膠材料和部件約有 1萬多種，消耗橡膠約 10 kt/a。随著(zhe)鐵路機車車速的提高，對線路的動力作用急劇增加，引起線路、輪箍及機車行走部分的元件産生劇烈的磨損，鐵路機車各部位對抗震性的要求越來越高，橡膠減震器應用越來越普及
，因而減震橡膠制品在機車上的應用品種和數量越來越多。鐵路機車上的減震橡膠制品主要有中央支承橡膠堆體
、軸箱拉杆橡膠彈簧體、旁承橡膠堆、電機懸挂橡膠墊、彈性車輪、彈性齒輪、橡膠空氣彈簧、傳動裝置的弓形橡膠塊和橡膠球鉸、車鈎橡膠緩沖器等。應用於機車上的橡膠減震器

，其主要作用是承受壓縮應力、剪切應力和扭轉力矩，以及同時承受 2種或 2種以上的應力複合作用。  随著(zhe)我國鐵路建設的飛速發展 ，鐵路軌枕也由枕木逐漸改換爲混凝土軌枕。改換後雖然軌枕的使用壽命延長，軌道框架結構的穩定性提高，但軌道的彈性顯著下降，造成瞭(le)軌道對輪軌沖擊的緩沖性變劣。爲提高混凝土軌枕的緩沖性能 ,減少軌枕對道床的沖擊力，增加絕緣性，目前國内外均採用彈性高聚物來解決混凝土軌枕軌道的彈性問題。橡膠軌枕墊就是用於鋼軌和混凝土軌枕之間或枕下的彈性墊(此外還有軟土橡膠軌枕墊、層壓木軌和塑料軌枕墊等)，橡膠軌枕墊以其獨特的彈性和良好的絕緣性能而被廣泛地應用於鐵路線上。  根據用途不同，混凝土軌枕橡膠墊闆一般分爲枕上(鋼軌下)墊闆和枕下墊2種類型。橡膠軌枕墊由於長期裸露在大氣中和置於枕底下使用，不斷經受機車經過時的震動和沖擊,因此要求具有良好的耐自然老化、耐熱、耐寒以及良好的彈性和緩沖、吸震性能，此外還要具有較好的耐磨、電絕緣、抗壓及抗剪切等性能。在配方設計時最重要的是要考慮材料的耐久性和成本的低廉。常用的主體材料有 NR, SBR,BR,CR, EPDM等。

2.3.3橋梁用橡膠減震器  在橋梁工程中，梁式橋橋跨的兩端需設置支座。支座的主要作用是把橋跨結構上的全部載荷（包括恒載和活載 )可靠地傳遞到橋墩上，並(bìng)承受橋跨結構因載荷作用所發生的端部水平變位、轉角變形；其次是适應因溫度和濕度的變化而引起的脹縮。橋梁支座有固定與活動支座2種，前者是爲瞭(le)固定橋梁結構在橋墩上的位置，可使橋跨結構的端點自由轉動而不能移動；後者不僅使端部支點能自由轉動而且要求能自用移動，承受橋跨結構引溫度、混凝土收縮及載荷等因素引起的伸縮變位。   國外20世紀 50年代末開始使用橡膠支座，至 60年代世界上已有許多國家應用。橋梁橡膠支座與其他剛性支座相比，不僅工作性能可靠，而且具有結構簡單、材料來源充足、加工制造容易等優點。由於橡膠支座能适應寬橋、曲線橋和斜交橋的上部結構在各個方向的變形，故目前不僅在中小跨徑公路橋梁、城市橋梁及鐵路橋梁上得到廣泛應用 ,而且在大跨徑的橋梁上也大量使用。目前在橋梁工程上廣泛使用的是普通闆式、聚四氟乙烯闆式和盒式橡膠支座 3種類型。橋梁橡膠支座對橡膠主體材料的選擇原則，是在滿足工程性能要求的前提下，結合使用環境條件的要求，基本上選用 NR、CR、EPDM、IIR和氯化IIR等。橋梁橡膠支座制造工藝多用模壓。生産過程是橡膠經塑煉後與配合劑按配方制成混煉膠，經停放、回煉和壓延出片，剪成一定規格的半成品膠片。半成品裝模後在平闆硫化機上加壓硫化，硫化過程要注意避免成品厚薄不均及鋼闆的移動。  在橋梁橡膠支座中，鉛芯橡膠支座是在普通減震阻尼橡膠支座中部豎直地灌鉛制成。灌鉛的目的一是提高支座的吸能效果，確保支座有适度的阻尼；二是增加支座的早期剛度，對控制風反應和抵抗地基的微震動有利。由這種橡膠支座組成的隔震系統作爲主導産品 ,已廣泛應用於國外的大中型橋梁，並(bìng)取得瞭(le)良好的效果。高阻尼橡膠支座是採用高阻尼橡膠材料制造的。高阻尼橡膠可以通過在 NR或合成橡膠中摻入石墨得到，根據石墨的摻入量可調節材料的阻尼特性。和鉛芯減震阻尼橡膠支座一樣，高阻尼減震橡膠支座同時具備隔震器和阻尼器兩方面的功能，可在隔震系統中獨立使用。

2.3.4建築工程用橡膠減震器  由於(yú)地震等無法避免的自然災害
，建造抗強烈地震的建築物和構築物是建築工程領域的重要課題。同時，日益增長的交通密度導緻更大的震動傳遞和噪音污染，土木建築的震動和噪音的隔離也成爲亟待解決的問題。  自1966年美國率先在阿巴尼大廈中使用隔
，日本、法國、新西蘭和我國也相繼者是爲固定橋跨結構在橋墩上的位置，可使橋跨在一些重要建築物中使用隔震橡膠支座。在目前結構的端點自由轉動而不能移動；後者不僅使端建成的基礎隔震建築物中，80%以上的建築物採(cǎi)用疊層橡膠隔震支座系統抗震。疊層橡膠支座不僅在橋梁建設工程中廣泛應用，而且已用於(yú)建築物的底座，用來隔絕震源、地震防護和水域建築物的隔震。實踐證明，這些使用隔震橡膠支座的建築物能經受強烈的地震考驗，如在1994年1月的美國洛

杉矶大地震和1995年1月的日本神戶大地震中，採用疊層隔震橡膠支座系統的建築物都顯示出優異的抗震效果，不僅建築物未倒，而且内部的設施也未被破壞。因此，近年來疊層隔震橡膠支座在國内外的應用更爲廣泛。目前，我國已有數百棟建築物使用疊層隔震橡膠支座。許多試驗結果表明，採用隔震橡膠支座隔震的工程，不僅可以降低對上部結構的破壞程度，而且樓房的高度限值和安全距離均可适當放寬。由於隔震橡膠支座外表面是較厚的橡膠層，使鋼闆和黏合橡膠層不因環境的影響而性能下降，其使用壽命可達95a以上。橡膠支座的耐久性和耐燃性已爲許多試驗和實例證實完全能夠滿足建築物設計壽命的要求。此外，隔震橡膠支座在公路、鐵路、地鐵等沿線建築物及水域建築物的隔震方面也有廣泛應用。  海軍東海工程設計院牛金龍等研究瞭(le)房屋建築中採用橡膠支座的頂層消能減震的基本方法及基本原理，從理論上分析瞭(le)這種消能減震方法的減震效果，通過模型試驗和工程實例說明這種減震方法在房屋建築中取得的良好減震效果。它的減震效果一般在10%～40%，消能減震不僅可用於舊房的抗震設防，也可用於新建房屋的減震；不僅可用於多層 ,也可用於高層，特别是利用隔熱層減震，可作爲房屋抗震的多道防線之一，且不會影響房屋的使用功能，是一種較理想的減震方法。鄭文博等研究瞭(le)減震橡膠支座的發展趨勢及其在樓房建築減震方面的應用，指出減震橡膠支座在結構方面更趨於多類型減震支座的兼容設置，橡膠選擇上向多膠種並(bìng)用發展，黏合劑選擇上更強調特殊性和針對性，使産品成爲一種新型的疊層橡膠結構件 ,它與空氣彈簧組成的三維系統減震件有更好的防震效果。