第四章电设备减振缓冲.ppt

电子产品（设备） 结构设计与制造工艺 电子设备的减振与缓冲 第四章 电子设备的减振与缓冲 4.1 振动与冲击的危害 4.2 减振缓冲的基本原理 4.3 常用减振器的选用 4.4 电子设备减振缓冲的结构措施 电子设备的减振与缓冲 第四章 电子设备的减振与缓冲 4.1 振动与冲击的危害 一、机械力的作用 1、周期性振动 振幅、频率 2、冲击和碰撞 波形、峰值加速度、持续时间、次数 3、离心加速度 4、随机振动 二 振动与冲击的危害 1、元器件或材料机械破坏：疲劳损坏、强度破坏 ； 2、结构变形或松动； 3、电气参数变化； 4、接触不良等。 电子设备的减振与缓冲 具体表现在： 1．接插装置会从插座中跳出来，并碰撞其他元器件而造成破坏。 2．电真空器件的电极变形、短路、折断；或者由于各电极作过多的相对运动而产生噪声，不能正常工作。 3．振动引起弹性元件产生变形，使具有触点的元件（电位器、波段开关、插头座等）产生接触不良或开路。 4．指示灯忽亮忽暗，仪表指针不断抖动（或指针脱落），使观察人员读数不准，视觉疲劳。 5．当零部件的固有频率和激振频率相同时，会产生共振现象。 电子设备的减振与缓冲 6．安装导线变形及位移，使其相对位置改变，引起电感量和分布电容发生变化，从而使电感电容的耦合发生变化。 7．机壳和基础变形，脆性材料（如玻璃、陶瓷、胶木、聚苯乙烯）断裂。 8．防潮和密封措施受到破坏。 9．锡焊和熔焊处断开，焊锡屑掉落在电路中间而造成短路故障。 10．螺钉、螺母松开甚至脱落，并撞击其它零部件，造成短路和破坏。有些用来调整电气特性的螺丝受振后会产生偏移 。 减振缓冲的基本原理 4.2 减振缓冲的基本原理 一、减振的基本原理 1.振动系统的组成 振动物体m和弹性物体k，又称为m-k系统 固有频率：ω0= √k/m 1/S f０ = √k/m /2π HZ 减振缓冲的基本原理 2.隔振原理(减振原理) 隔振就是通过在设备或器件上安装减振装置，隔离或减少它们与外界间的机械振动传递 减振缓冲的基本原理 ⑴ 主动隔振 主动隔振: 隔振对象是振源 在振动物体与安装基础之间安装隔振器，减少机器振动力向基础的传递量。 （2）被动隔振 被动隔振: 隔振对象是设备 在仪器设备与基础之间安装隔振器，以减少基础的振动对仪器设备的影响 （3） 隔振系数 主动隔振：η＝ＦＴ／ＦＯ 传到基础上的力与原振力之比 被动隔振：η＝xO/ UO 被隔离的物体振幅与基础振幅之比 η＝｛［１＋４ξ2（f／fo）２］／［１－（f／fo）２］２＋４ξ2（f／fo）２｝０．５ 隔振系数曲线： 隔振系数η与频率比（f／fo）及阻尼比ξ关系曲线 减振缓冲的基本原理 ①当f／fo ＜＜1时，隔振系数η=1； ②当 f／fo =1时， 隔振系数η为最大，振动力被放大，此时系统处于共振状态； ③当f／fo =√2时，隔振系数η=1，振动力等值传递，此时系统无隔振效果； ④当f／fo＞√2时，隔振系数η＜1，振动力减值传递，此时系统有隔振效果。 隔振必要条件，频率比f／fo＞√2 在电子设备的减振设计中一般取频率比f／fo为2.5~4.5，也就是说要获得满意的隔振效果，应该使隔振支承系统的固有频率为振动力频率的1/2.5~1/4.5。 f／fo=2.5~4.5 ①刚度k——隔振器的刚度越大，隔振效果越差，反之隔振效果越好。 ②质量m——被隔离物体的质量m使支承系统保持相对静止，物体质量越大，在确定振动力的作用下物体振动越小。 ③阻尼比ξ 阻尼的作用： 在放大（共振）区内，阻尼可以抑制传递的幅值，在共振区减小共振峰值，抑制共振振幅，使物体的振幅不至于过大；在隔振区，阻尼反而使传递增大 ，随着ξ的增大，η也变大，隔振效果变差。 共振区要考虑增大阻尼： 对于不同的阻尼比ξ，曲线明显分开，表明阻尼对共振的影响大，η值随ξ增大而减小，所以，对于启、停频繁的设备，为防止设备在启动或停机过程中经过共振区域时产生过大的共振，减振器选用时应考虑阻尼大一些的。 二、 隔冲的基本原理 冲击是一种急剧的瞬间作用 分为主动隔冲与被动隔冲 隔冲的基本原理： 在支撑基座与电子设备之间装一减振器进行冲击隔离，当外界冲击力作用在支撑基座上时，由于减振器中的弹性元件和阻尼元件产生变形，吸收能量并延长冲击力作用的接触时间，使传递给设备的冲击力减小了