第四章電子設(shè)備減振緩沖ppt課件

1、電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝第四章第四章 電子設(shè)備的減振與緩沖電子設(shè)備的減振與緩沖4.1 4.1 振動(dòng)與沖擊的危害振動(dòng)與沖擊的危害4.2 4.2 減振緩沖的基本原理減振緩沖的基本原理4.3 4.3 常用減振器的選用常用減振器的選用4.4 4.4 電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝第四章 電子設(shè)備的減振與緩沖4.1 振動(dòng)與沖擊的危害一、機(jī)械力的作用1、周期性振動(dòng) 振幅、頻率 2、沖擊和碰撞波形、峰值加速度

2、、持續(xù)時(shí)間、次數(shù) 3、離心加速度4、隨機(jī)振動(dòng)電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝二 振動(dòng)與沖擊的危害1、元器件或材料機(jī)械破壞：疲勞損壞、強(qiáng)度破壞 ；2、結(jié)構(gòu)變形或松動(dòng)；3、電氣參數(shù)變化；4、接觸不良等。電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝具體表現(xiàn)在：具體表現(xiàn)在： 1接插裝置會(huì)從插座中跳出來，并碰撞其他元器件而接插裝置會(huì)從插座中跳出來，并碰撞其他元器件而造成破壞。造成破壞。 2電真空器件的電極變形、短路、折斷；或者由于各電真空器件的電極變形、短路、折斷；或者由于各電極作過多的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生噪聲，不能正常工作。電極作過多的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)

3、生噪聲，不能正常工作。 3振動(dòng)引起彈性元件產(chǎn)生變形，使具有觸點(diǎn)的元件振動(dòng)引起彈性元件產(chǎn)生變形，使具有觸點(diǎn)的元件電位器、波段開關(guān)、插頭座等產(chǎn)生接觸不良或開路。電位器、波段開關(guān)、插頭座等產(chǎn)生接觸不良或開路。 4指示燈忽亮忽暗，儀表指針不斷抖動(dòng)或指針脫落指示燈忽亮忽暗，儀表指針不斷抖動(dòng)或指針脫落），使觀察人員讀數(shù)不準(zhǔn)，視覺疲勞。），使觀察人員讀數(shù)不準(zhǔn)，視覺疲勞。 5當(dāng)零部件的固有頻率和激振頻率相同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生共當(dāng)零部件的固有頻率和激振頻率相同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。振現(xiàn)象。電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝 6安裝導(dǎo)線變形及位移，使其相對(duì)位置改變，引安裝導(dǎo)線變形及位移，使

4、其相對(duì)位置改變，引起電感量和分布電容發(fā)生變化，從而使電感電容的起電感量和分布電容發(fā)生變化，從而使電感電容的耦合發(fā)生變化。耦合發(fā)生變化。 7機(jī)殼和基礎(chǔ)變形，脆性材料如玻璃、陶瓷、機(jī)殼和基礎(chǔ)變形，脆性材料如玻璃、陶瓷、膠木、聚苯乙烯斷裂。膠木、聚苯乙烯斷裂。 8防潮和密封措施受到破壞。防潮和密封措施受到破壞。 9錫焊和熔焊處斷開，焊錫屑掉落在電路中間而錫焊和熔焊處斷開，焊錫屑掉落在電路中間而造成短路故障。造成短路故障。 10螺釘、螺母松開甚至脫落，并撞擊其它零部件螺釘、螺母松開甚至脫落，并撞擊其它零部件，造成短路和破壞。有些用來調(diào)整電氣特性的螺絲，造成短路和破壞。有些用來調(diào)整電氣特性的螺絲受振后會(huì)

5、產(chǎn)生偏移受振后會(huì)產(chǎn)生偏移 。電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝4.2 減振緩沖的基本原理減振緩沖的基本原理一、減振的基本原理一、減振的基本原理1.振動(dòng)系統(tǒng)的組成振動(dòng)系統(tǒng)的組成 振動(dòng)物體振動(dòng)物體m和彈性物體和彈性物體k，又稱為，又稱為m-k系系統(tǒng)統(tǒng) 固有頻率：固有頻率：0= k/m 1/S f = k/m /2 HZ 電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝2.隔振原理(減振原理) 隔振就是通過在設(shè)備或器件上安裝減振裝置，隔離或減少它們與外界間的機(jī)械振動(dòng)傳遞 電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝 主動(dòng)隔

6、振 主動(dòng)隔振: 隔振對(duì)象是振源 在振動(dòng)物體與安裝基礎(chǔ)之間安裝隔振器，減少機(jī)器振動(dòng)力向基礎(chǔ)的傳遞量。 電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝（2被動(dòng)隔振被動(dòng)隔振:隔振對(duì)象是設(shè)備 在儀器設(shè)備與基礎(chǔ)之間安裝隔振器，以減少基礎(chǔ)的振動(dòng)對(duì)儀器設(shè)備的影響電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝（3） 隔振系數(shù) 主動(dòng)隔振：傳到基礎(chǔ)上的力與原振力之比 被動(dòng)隔振：xO/ UO被隔離的物體振幅與基礎(chǔ)振幅之比 電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝2ffo（ffo2ffo隔振系數(shù)曲線：隔振系數(shù)曲線：隔振系數(shù)隔振系數(shù)與頻率比與頻率比

7、ffo及阻尼比及阻尼比關(guān)系曲關(guān)系曲線線 電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝當(dāng)當(dāng)ffo 1時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng) ffo =1時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)ffo =2=1電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝當(dāng)ffo 1時(shí)，隔振系數(shù)=1；當(dāng) ffo =1時(shí)， 隔振系數(shù)為最大，振動(dòng)力被放大，此時(shí)系統(tǒng)處于共振狀態(tài)；當(dāng)ffo =2時(shí)，隔振系數(shù)=1，振動(dòng)力等值傳遞，此時(shí)系統(tǒng)無隔振效果；當(dāng)ffo2時(shí)，隔振系數(shù)1，振動(dòng)力減值傳遞，此時(shí)系統(tǒng)有隔振效果。 隔振必要條件，頻率比ffo2電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝 在電子設(shè)備的減振設(shè)計(jì)中一般取頻

8、率比ffo為2.54.5，也就是說要獲得滿意的隔振效果，應(yīng)該使隔振支承系統(tǒng)的固有頻率為振動(dòng)力頻率的1/2.51/4.5。 ffo=2.54.5電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝剛度k隔振器的剛度越大，隔振效果越差，反之隔振效果越好。 質(zhì)量m被隔離物體的質(zhì)量m使支承系統(tǒng)保持相對(duì)靜止，物體質(zhì)量越大，在確定振動(dòng)力的作用下物體振動(dòng)越小。 阻尼比 電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝阻尼的作用：阻尼的作用： 在放大共振區(qū)內(nèi)在放大共振區(qū)內(nèi)，阻尼可以抑制傳遞的幅，阻尼可以抑制傳遞的幅值，在共振區(qū)減小共振峰值，在共振區(qū)減小共振峰值，抑制共振振幅

9、，使物值，抑制共振振幅，使物體的振幅不至于過大；在體的振幅不至于過大；在隔振區(qū)，阻尼反而使傳遞隔振區(qū)，阻尼反而使傳遞增大增大 ，隨著，隨著的增大，的增大，也變大，隔振效果變差。也變大，隔振效果變差。 電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝 共振區(qū)要考慮增大阻尼：共振區(qū)要考慮增大阻尼： 對(duì)于不同的阻尼比對(duì)于不同的阻尼比，曲線明顯分，曲線明顯分開，表明阻尼對(duì)共振的影響大，開，表明阻尼對(duì)共振的影響大，值隨值隨增大而減小，所以，對(duì)于啟、停頻繁增大而減小，所以，對(duì)于啟、停頻繁的設(shè)備，為防止設(shè)備在啟動(dòng)或停機(jī)過程的設(shè)備，為防止設(shè)備在啟動(dòng)或停機(jī)過程中經(jīng)過共振區(qū)域時(shí)產(chǎn)生過大的共振，

10、減中經(jīng)過共振區(qū)域時(shí)產(chǎn)生過大的共振，減振器選用時(shí)應(yīng)考慮阻尼大一些的。振器選用時(shí)應(yīng)考慮阻尼大一些的。 電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝二、 隔沖的基本原理沖擊是一種急劇的瞬間作用 分為主動(dòng)隔沖與被動(dòng)隔沖 電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝 隔沖的基本原理：隔沖的基本原理： 在支撐基座與電子設(shè)備之間裝一減振器在支撐基座與電子設(shè)備之間裝一減振器進(jìn)行沖擊隔離，當(dāng)外界沖擊力作用在支撐進(jìn)行沖擊隔離，當(dāng)外界沖擊力作用在支撐基座上時(shí)，由于減振器中的彈性元件和阻基座上時(shí)，由于減振器中的彈性元件和阻尼元件產(chǎn)生變形，吸收能量并延長(zhǎng)沖擊力尼元件產(chǎn)生變

11、形，吸收能量并延長(zhǎng)沖擊力作用的接觸時(shí)間，使傳遞給設(shè)備的沖擊力作用的接觸時(shí)間，使傳遞給設(shè)備的沖擊力減小了很多，達(dá)到緩沖的目的。減小了很多，達(dá)到緩沖的目的。 沖擊減振器實(shí)際上是一個(gè)儲(chǔ)能裝置。沖擊減振器實(shí)際上是一個(gè)儲(chǔ)能裝置。 電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝 減振器的剛度越小，阻尼越大，則沖擊力的作減振器的剛度越小，阻尼越大，則沖擊力的作用接觸時(shí)間愈長(zhǎng)，減振器的變形愈大，設(shè)備受到的用接觸時(shí)間愈長(zhǎng)，減振器的變形愈大，設(shè)備受到的沖擊力也就愈小，緩沖的效果愈好。沖擊力也就愈小，緩沖的效果愈好。 剛度很小的彈性體在吸收沖擊能量剛度很小的彈性體在吸收沖擊能量時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大

12、的位移，而電子設(shè)備的安裝條件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的位移，而電子設(shè)備的安裝條件是否允許。是否允許。 阻尼的存在會(huì)使系統(tǒng)在變形時(shí)消阻尼的存在會(huì)使系統(tǒng)在變形時(shí)消耗能量，因而，在緩沖設(shè)計(jì)中增大減振器的阻尼，耗能量，因而，在緩沖設(shè)計(jì)中增大減振器的阻尼，對(duì)有效地控制沖擊十分有利。對(duì)有效地控制沖擊十分有利。電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝3. 3. 阻尼材料阻尼材料利用阻尼材

13、料的粘彈性將機(jī)械能動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，利用阻尼材料的粘彈性將機(jī)械能動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑥亩鸬綔p振、降噪的作用。從而起到減振、降噪的作用。常用的阻尼隔振材料有兩種形式：常用的阻尼隔振材料有兩種形式：自由阻尼結(jié)構(gòu)自由阻尼結(jié)構(gòu) 將阻尼材料覆蓋粘貼或噴涂在需要減振將阻尼材料覆蓋粘貼或噴涂在需要減振的結(jié)構(gòu)物表面，當(dāng)結(jié)構(gòu)件發(fā)生變形時(shí)，阻尼材的結(jié)構(gòu)物表面，當(dāng)結(jié)構(gòu)件發(fā)生變形時(shí)，阻尼材料能將機(jī)械振動(dòng)或聲振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟?。料能將機(jī)械振動(dòng)或聲振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟摹?被覆蓋的結(jié)構(gòu)物稱為基層，阻尼層可以是單被覆蓋的結(jié)構(gòu)物稱為基層，阻尼層可以是單面或雙面。面或雙面。電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工

14、藝約束阻尼結(jié)構(gòu)約束阻尼結(jié)構(gòu) 在自由阻尼層面上再在自由阻尼層面上再覆蓋一層材料，就構(gòu)覆蓋一層材料，就構(gòu)成約束阻尼結(jié)構(gòu)，而成約束阻尼結(jié)構(gòu)，而這一覆蓋層稱為約束這一覆蓋層稱為約束層。層。 根據(jù)需要也可作成多根據(jù)需要也可作成多層，基層與約束層統(tǒng)層，基層與約束層統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)層，它為阻稱為結(jié)構(gòu)層，它為阻尼結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)度，阻尼結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)度，阻尼層則吸收能量。尼層則吸收能量。電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝0 f1 f2 fa設(shè)備強(qiáng)度極限設(shè)備強(qiáng)度極限振動(dòng)環(huán)境振動(dòng)環(huán)境振動(dòng)環(huán)境、設(shè)備強(qiáng)度與頻率關(guān)系曲線振動(dòng)環(huán)境、設(shè)備強(qiáng)度與頻率關(guān)系曲線電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）

15、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝減振緩沖設(shè)計(jì)步驟：減振緩沖設(shè)計(jì)步驟：1、確定已知條件、確定已知條件設(shè)備使用場(chǎng)合、使用環(huán)境，機(jī)械力的形式及強(qiáng)度；設(shè)備使用場(chǎng)合、使用環(huán)境，機(jī)械力的形式及強(qiáng)度；設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸、重量等；設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸、重量等；設(shè)備及內(nèi)部元器件的耐振沖能力。設(shè)備及內(nèi)部元器件的耐振沖能力。2、設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)計(jì)算隔振系數(shù)：隔振系數(shù)：max設(shè)備強(qiáng)度極限設(shè)備強(qiáng)度極限/振動(dòng)環(huán)境峰值強(qiáng)度振動(dòng)環(huán)境峰值強(qiáng)度確定減振系統(tǒng)的固有頻率：頻率比確定減振系統(tǒng)的固有頻率：頻率比ffo fo減振系統(tǒng)的剛度：減振系統(tǒng)的剛度： f = k/m /2 K每個(gè)減振器的承載每個(gè)減振器的承載每個(gè)減振器的剛度每個(gè)減振器的剛度3、選擇減振器、選擇

16、減振器電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝max設(shè)備強(qiáng)度極限設(shè)備強(qiáng)度極限(3g)/振動(dòng)振動(dòng)環(huán)境峰值強(qiáng)度環(huán)境峰值強(qiáng)度(10g)=0.3 頻率比頻率比ffo =2.+ (2.06)電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝減振緩沖設(shè)計(jì)步驟：減振緩沖設(shè)計(jì)步驟：1、確定已知條件、確定已知條件設(shè)備使用場(chǎng)合、使用環(huán)境，機(jī)械力的形式及強(qiáng)度；設(shè)備使用場(chǎng)合、使用環(huán)境，機(jī)械力的形式及強(qiáng)度；設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸、重量等；設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸、重量等；設(shè)備及內(nèi)部元器件的耐振沖能力。設(shè)備及內(nèi)部元器件的耐振沖能力。2、設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)計(jì)算隔振系數(shù)：隔振系數(shù)：max設(shè)備強(qiáng)度極限設(shè)

17、備強(qiáng)度極限/振動(dòng)環(huán)境峰值強(qiáng)度振動(dòng)環(huán)境峰值強(qiáng)度確定減振系統(tǒng)的固有頻率：頻率比確定減振系統(tǒng)的固有頻率：頻率比ffo fo減振系統(tǒng)的剛度：減振系統(tǒng)的剛度： f = k/m /2 K每個(gè)減振器的承載每個(gè)減振器的承載每個(gè)減振器的剛度每個(gè)減振器的剛度3、選擇減振器、選擇減振器電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝電子產(chǎn)品（設(shè)備