浅谈机械振动和减振方法

摘要：机械设备在未来的发展趋势，必将趋向于高速、高效以及大功率的方向，研究机械的振动特性,探讨各种减振方法这一课题已显得尤为重要。本文主要根据振动理论和规律, 对机械系统的振动特性和减振方法作了探讨。

关键词：机械、振动特性、减震方法、

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

振动是指在机械系统中的一种位移、速度和加速度的震荡现象。而且机械设备在未来的发展中趋向于高速、高效、大功率，但是这种发展趋势对于设备本身会加剧有害震动。机械震动对于机械的损害程度是很严重的，机械振动时，机械系统的整体的工作状况处于高频率和高幅值的震荡，这种振动下所产生的噪音、振动会造成与其配套的零部件超负荷工作，最终发生脆性断裂，降低整个机械设备的性能和工作寿命，所有，对于机械震动特性的研究，探讨各种减振的方法是非常重要的。本文综合分析了机械的振动的特性，并提出了具体的减振方案，同时，利用实验研究的方法，对相关的措施进行了分析；

1、机械振动

振动现象的表现主要是指机械系统中的位移、速度和加速度的震荡。所谓振动就是指我们在日常生活中最常见也是最普遍的现象，振动通常是由于在金属固体中产生机械波动，如应力波等，振动从振源开始由近及远地向各个方向传播，形成弹性波动。是在整个力学的研究中最重要的一个方面之一，例如时钟的周而复始、太阳落下月亮升起、大海潮汐的变换、飞机起飞时的震动以及当发生地震的时候所产生的振动都是属于我们所研究的机械振动的范畴。因此我们所说的机械振动则是指某个物体或者是某个质点围绕其平衡位置所做的来回反复的运动。机械振动是一种特殊的物体运动方式，所运动的物体或者是运动的质点通过中心点等距离做反复的、周而复始的运动。1.1机械振动的特性因为我们所要研究的机械振动是指围绕某一个平衡点所作的来回往复的运动，所以我们可以将机械振动的特性归总结为机械运动具有其固有的单一的反复性和持续性的特性。因为我们所要研究的机械振动是指围绕某一个平衡点所作的来回往复的运动，所以我们可以将机械振动的特性归纳总结为机械运动具有其固有的单一的反复性和持续性的特性。机械振动是一种特殊的运动形式，它的主要特征就是周期性，包括机械振动所特有的振动频率、振幅以及周期等特有的表现形式来体现机械振动循环的特性。1.2机械振动的分类简单地说机械振动分为四类，分别是自由振动、强迫振动、自激振动以及参激振动。自由振动是指当一个物体系统受到初始的激励以后就不再接受到来自外界的其他激励的振动方式，强迫振动则是指当一个物体系统在接受到来自外界所控制的激励的作用下所产生的振动模式，第三个自激振动，它是说当一个物体系统在来自它自己本身的控制下所产生的激励作用下的振动就是自激振动，最后一个分类就是参激振动，它是说当一个物体系统它自己本身的参数发生变化后所产生的振动。

2、机械减振方法

有害的振动，在机械的运行过程中将制约机械产品的发展和进一步研制开发，是机械设备宜人性、安全性和舒适性的设计达不到要求的目标，使机械的发展无法向前跨越一个阶段，因此, 研究各种减振方法在机械设备未来发展中是非常重要的。

2.1合理选择有关参数，改善设备的动态特性

研究表明在机械振动中机械振动的振幅和机械振动的频率是能够反映物体系统产生机械振动的两个必备的数据，根据我们的研究结果所体现出来的数据告诉我们机械振动的振幅和频率存在内在的关联，两者相辅相成密不可分而且是缺一不可的，通过实验证明，振幅直接体现了频率的大小，而反过来频率也充分证明了振幅的大小。因此，我们如果要研究机械减振的方法就一定要从这两方面着手，只有这两方面得到了控制，那么我们研究的机械减振的方法这就得到了印证。经研究表明，机械质量已确定的情况下适当降低其刚度, 是有利于降低设备的固有频率，在不强调强度要求的情况下, 选用低刚度材料, 制作有关的构件, 特别是制作支承件是一种途径。

众所周知，频率分为两种频率，就是固有频率和激励频率。我们所说的物体的固有频率所指的是物体所特有的一种物理特征，是有这个物体的大小、形状和结构等因素来决定的，物体的这种物理特性是不会因为这个物体是不是处在振动的状态或者是非振动的状态来决定的。而另一方面的激励频率则是指在一个固定的周期里所产生的激励的次数，这个固定的周期所指的一般是以一个工作的周期为指定的一个时间单位。这种激励频率的大小是由在这个指定的时间单位里所产生的激励次数的多少来决定的，事实证明激励频率和激励效果之间并不是成正比的，这就说明并不是激励次数越多就会产生更好的激励效果，反之的话有可能产生适得其反的效果。上面我们研究过了，与频率同等重要的要素是振幅，通过实验我们发现有多种不同的振幅能产生多种不同的振动类型，而且这些振型大部分都是以频率最小的固有频率为主要参数，而通过实践，证明了频率最小的固有频率才是最有利于改善设备的动态特性的重要参数。

2.2 弹性支承对称布置, 避免藕合振动

所谓耦合振动，就是指两个机械振动，当它们的振幅和频率接近相同或者是相近的时候，这两个机械振动相邻近并且由同一个原子将它们相连接在一起的时候，这两个机械振动在相互产生振动的同时便会产生共振的情况发生，这就导致所产生共振的振动谱带分成了高频振动和低频振动两种振动形态，这就是我们所说的耦合振动。在一个产生了机械振动的机械设备当中，这个机械设备的安装零件，都不能离开弹性支承的对称布置，在这里我们所提及的弹性支撑，是指在一个机械振动当中，专门用来隔离激振的传导以及激振的响应的。在机械设备安装的过程当中，如果说弹性支撑在安装的过程中没有进行对称布置的话，便会引起我们前面所提及的耦合振动。因此，这就要求在机械设备安装的过程当中当弹性支撑分别对称的安装在机械设备的四个角上，这就使得弹性支撑得到了对称布置，只有这样才不会引起其他形式的机械振动，才不会引起机械的耦合振动。否则，多一种振动的类型，就多了一个固有频率产生，那么也就是说将会多引起一次耦合振动的机会，这样的结果直接关系到机械设备的正常运作，同时对设备的正常工作也是大大不利的，这也就使得在机械设备安装的过程当中，给弹性支撑安装装置的平衡设计和安装使用过程带来了极大的困难。

2.3重视安装、布置中设备与振源作用力的相互位置

在机械设备安装和布置的过程中，一些本身带有震源的机械设备设置驾乘座椅或电子仪表器具，为了达到减震的要求，将振源的激振力衰减到预定的要求之内。为了防止机械设备引起藕合振动，除了要合理的对称布置弹性支承以外，还需要重视安装布置中设备与振源作用力相互位置。这种做法是为了消除和弥补结构中薄弱环节、增强机械结构抗振能力，大幅度减小激振响应的重要方面。

3、结语

通过一些实验验证，以及对于引起机械系统振动的原因的分析，选择合理的参数，对称布置弹性支撑点，以及设备与震源作用力的相互位置的重视和布置，通过这几方面进行设备的减震。结合引起机械上机架振动的测量结果进行分析，得出了既经济合理又可以有效降低振动的结论，并且利用实验的手段对上述方法加以论证，考察其对振动的降低程度，验证了这些方法的合理与有效性。

参考文献：

[1]翟开定;机械振动的消减方法探讨[J];机械管理开发;2004年04期

[2]谢丹;基于隐式性能指标的机械振动优化设计[D];湖北工业大学;2011年

[3]刘霞;新技术首次将光场转化为机械振动[N];科技日报;2010年