车载发电机组的减振隔振设计
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车载发电机组是移动通信车移动通信时主要的电源保障设备。发电机组工作时引起的振动和噪声是恶化通信车工作环境的主要因素。GJB219B有关条款对通信车的噪声控制提出了强制性要求,各改装厂家为此采取了各种措施,噪声控制技术基本满足相关国、军标的指标要求。发电机组工作引起的低频振动由于没有强制性要求而没有得到应有的重视。实际证明:发电机组工作引起的低频振动恶化操控工作条件,是仅次于噪声危害的关键因素之一,同时它容易对车载设备的各种连接造成破坏。基于上述原因,本文在此介绍一种车载发电机组减振隔振结构形式,以作为机组舱技术的补充。
一、振动的控制
通常把产生激振力的物体叫振源,降低振动强度的物体叫减振体。振动控制的措施一般可分为三种:抑制振源强度、振动隔离、减振。
(一)隔振原理
隔振就是在振源和减振体之间安装隔振装置,以隔绝或减弱振动能量的传递。隔振分为主动隔振和被动隔振。设备本身是振源,为了降低它对周围其它设备的影响而采取隔振措施的,称主动隔振;对于需要防振的设备,为了降低周围振源对它的影响而采取的隔振措施,叫被动隔振。对于单自由度的隔振系统,主动隔振和被动隔振的力学模型。
隔振系统的隔振效果以隔振系数来表示。主动隔振的隔振系数是通过隔振器传到支承上、的力幅与激振力之比;被动隔振的隔振系数则是振动体的振幅与支承的振幅之比。其表达式均为:
式中:η为隔振系统的隔振系数;ξ为隔振器阻尼比,为实际阻尼C与临界阻尼Cc之比;λ为隔振系统频率比,为激振频率f与隔振器固有频率fn之比。
隔振器的隔振效率ε以下式表示:
ε=(1-η)×100%
(二)减振技术
通过在振动物体上附加特殊装置,使其与振动体相互作用中吸收或消耗振动能量,从而降低振动体的振动强度,这种技术称为减振技术。减振分有几源减振和无源减振,需要依靠附加能源提供能量来支持减振装置工作的叫有源减振;不需系统之外的能源装置、来支持减振装置工作的叫无源减振。有源减振由传感器、控制器和动作单元组成,主要应用于航空航天领域。无源减振结构简单,工作可靠,易于实现,应用较多。
二、减振隔振设计
(一)减振隔振设计的背景
目前,通信车的车载发电机组均安装于通信车车厢内的机组舱内。机组舱由隔板在通信车车厢内与工作舱隔离而形成的独立舱体,与工作舱除具有共用的壁板外,还具有公用的底板或底座,其减振隔振方式是在发电机组滑道下部加装减震器以减小发电机组的振动,通过采用加装消声器及多种密封方式来降低噪声。而对通过公共底板或公共底座向工作舱传导的低频振动却无法有效地进行阻隔。因此由发电机组工作引起的低频振动严重恶化了操控人员的工作条件,使得操控人员心情烦躁、工作效率降低,甚至会引发事故。
(二)减振隔振设计方案
为了克服现有机组舱技术中只注重降低噪声而忽视减振隔振的技术现状,本方案设计了一种新的结构形式。
两台发电机组对称布置于车厢两侧,机组舱与工作舱只具有公用的壁板,而无公用底板或底座。发电机组安装部位无底板,底座无横梁,只有二纵梁通过,用于与该底座后横梁的焊接及与汽车大梁的固定。该部位的机组滑架的安装底座采用独立的结构形式,通过减震器与固定于汽车大梁的支架联接。减震器对称布置于汽车大梁两侧,以保证减振系统的稳定性。车厢底座与汽车大梁采用传统的U型螺栓固定方式,与机组底座相互独立,彻底隔断通过公共底板或公共底座向工作舱的低频振动传导。同时,在机组安装底座周边加装密封橡胶,以实现其与车厢各壁间的密封,并吸收通过机组安装底座向车厢壁板传递的动能,尽可能减少通过缝隙的噪声泄漏量。
(三)减振器的选用及安装
为获得稳定的减振系统并有效减小发电机组工作造成的振动的传导,减振器要对称布置于汽车大梁两侧,并尽可能地使减振器受载均匀。在本设计中,减振器为外购件,因此减振器的选用至关重要。一般减振器选用应遵循以下原则:依据减震器承受的负荷及振源干扰频率来选用减震器,一般情况下,干扰频率和隔振系统固有频率之比要大于2;选用的减震器要适合安装空间要求并安装方便。
隔振效果可按下式简化计算:
其中:ε为减震效率;fn为系统激振频率(即振源干扰频率);f0为隔振系统固有频率。
由于本隔振系统振源单一(发电机组),激振频率固定,因此极容易选择到合适的减振器。
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发布于:2024-12-16,除非注明,否则均为
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