重载大冲击隔振器结构优化设计

• 作 者: 张凡成
• 机 构: 东南大学
• 出 处: 东南大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 非线性隔振系统 重载大冲击隔振器 边界摩擦 优化设计

锻锤、压力机等以重载大冲击载荷为特征的锻压设备在工业生产中发挥着举足轻重的作用。然而由于这类设备具有重载、冲击载荷大、宽频响应等特点，使其在工作时产生的振动和噪音隔离问题迄今未能得到很好的解决。本文以应用于压力机的重载大冲击隔振器为研究对象，围绕碟形弹簧的非线性特性分析及其设计，压力机隔振系统动态响应分析及隔振器结构设计，隔振器力学性能、隔振性能分析等关键问题展开全面而深入的理论与试验研究。　　以碟簧为研究对象，基于板壳理论，推导出了具有更高精度的碟形弹簧载荷位移公式，并通过有限元分析验证了其正确性。依据该公式，深入研究各参数对碟形弹簧非线性特性的影响，为碟簧设计提供理论指导。在此基础上，为压力机隔振设计一种新型碟簧。　　建立压力机隔振系统的非线性动力学模型，仿真分析基础质量、刚度和阻尼对系统动态响应的影响。结果表明，受脉冲力激励时，非线性隔振系统隔振效果明显优于线性隔振系统;两自由度隔振模型仿真结果精确明显高于单自由度模型。根据以上分析结果，以碟簧为隔振元件设计了重载大冲击隔振器的机械结构。　　通过理论分析与试验相结合的方法，对重载大冲击隔振器的力学性能进行研究。在考虑边界摩擦的情况下，基于能量守恒定律推导出了隔振器的载荷位移迟滞曲线公式，并通过有限元分析及试验验证了其正确性。通过试验对隔振器的承载能力、静刚度、动刚度和阻尼特性进行研究，为碟簧隔振器的设计提供了重要技术参考。　　对重载大冲击隔振器进行隔振试验，在时域与频域范围内分析其隔振性能。试验表明，新型隔振器具有良好的隔振效果，不仅能够满足压力机的重载、大载荷冲击振动的隔振与缓冲要求，而且具有更宽的隔振范围，尤其在低频隔振方面更具优势。