電子設(shè)備減振緩沖課件

電子產(chǎn)品（設(shè)備）

結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝電子設(shè)備的減振與緩沖2019年12月18日電子產(chǎn)品（設(shè)備）

結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝電子設(shè)備的減振與緩沖2電子設(shè)備的減振與緩沖第四章電子設(shè)備的減振與緩沖4.1振動與沖擊的危害4.2減振緩沖的基本原理4.3常用減振器的選用4.4電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施2019年12月18日電子設(shè)備的減振與緩沖第四章電子設(shè)備的減振與緩沖2019年電子設(shè)備的減振與緩沖第四章電子設(shè)備的減振與緩沖4.1振動與沖擊的危害一、機械力的作用1、周期性振動振幅、頻率

2、沖擊和碰撞波形、峰值加速度、持續(xù)時間、次數(shù)

3、離心加速度4、隨機振動2019年12月18日電子設(shè)備的減振與緩沖第四章電子設(shè)備的減振與緩沖2019年二振動與沖擊的危害1、元器件或材料機械破壞：疲勞損壞、強度破壞；2、結(jié)構(gòu)變形或松動；3、電氣參數(shù)變化；4、接觸不良等。電子設(shè)備的減振與緩沖2019年12月18日二振動與沖擊的危害電子設(shè)備的減振與緩沖2019年12月1具體表現(xiàn)在：

1．接插裝置會從插座中跳出來，并碰撞其他元器件而造成破壞。

2．電真空器件的電極變形、短路、折斷；或者由于各電極作過多的相對運動而產(chǎn)生噪聲，不能正常工作。

3．振動引起彈性元件產(chǎn)生變形，使具有觸點的元件（電位器、波段開關(guān)、插頭座等）產(chǎn)生接觸不良或開路。

4．指示燈忽亮忽暗，儀表指針不斷抖動（或指針脫落），使觀察人員讀數(shù)不準，視覺疲勞。

5．當零部件的固有頻率和激振頻率相同時，會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。電子設(shè)備的減振與緩沖2019年12月18日具體表現(xiàn)在：電子設(shè)備的減振與緩沖2019年12月18日

6．安裝導線變形及位移，使其相對位置改變，引起電感量和分布電容發(fā)生變化，從而使電感電容的耦合發(fā)生變化。

7．機殼和基礎(chǔ)變形，脆性材料（如玻璃、陶瓷、膠木、聚苯乙烯）斷裂。

8．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，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產(chǎn)生偏移。電子設(shè)備的減振與緩沖2019年12月18日6．安裝導線變形及位移，使其相對位置改變，引起電感量減振緩沖的基本原理4.2減振緩沖的基本原理一、減振的基本原理1.振動系統(tǒng)的組成

振動物體m和彈性物體k，又稱為m-k系統(tǒng)固有頻率：ω0=√k/m1/S

f０

=√k/m/2πHZ

2019年12月18日減振緩沖的基本原理4.2減振緩沖的基本原理2019年1減振緩沖的基本原理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械振動傳遞

2019年12月18日減振緩沖的基本原理2.隔振原理(減振原理)2019年12月1⑴主動隔振主動隔振:隔振對象是振源在振動物體與安裝基礎(chǔ)之間安裝隔振器，減少機器振動力向基礎(chǔ)的傳遞量。

減振緩沖的基本原理2019年12月18日⑴主動隔振減振緩沖的基本原理2019年12月18日（2）被動隔振被動隔振:隔振對象是設(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)的振動對儀器設(shè)備的影響減振緩沖的基本原理2019年12月18日（2）被動隔振減振緩沖的基本原理2019年12月18日（3）隔振系數(shù)主動隔振：η＝ＦＴ／ＦＯ傳到基礎(chǔ)上的力與原振力之比

被動隔振：η＝xO/UO被隔離的物體振幅與基礎(chǔ)振幅之比

減振緩沖的基本原理2019年12月18日（3）隔振系數(shù)減振緩沖的基本原理2019年12月18日η＝｛［１＋４ξ2（f／fo）２］／［１－（f／fo）２］２＋４ξ2（f／fo）２｝０．５隔振系數(shù)曲線：隔振系數(shù)η與頻率比（f／fo）及阻尼比ξ關(guān)系曲線

減振緩沖的基本原理2019年12月18日η＝｛［１＋４ξ2（f／fo）２］／［１－（f／fo）２］２減振緩沖的基本原理①當f／fo＜＜1時②當f／fo=1時③當f／fo=√2η=12019年12月18日減振緩沖的基本原理①當f／fo＜＜1時②當f／fo=1①當f／fo

＜＜1時，隔振系數(shù)η=1；②當f／fo=1時，隔振系數(shù)η為最大，振動力被放大，此時系統(tǒng)處于共振狀態(tài)；③當f／fo=√2時，隔振系數(shù)η=1，振動力等值傳遞，此時系統(tǒng)無隔振效果；④當f／fo＞√2時，隔振系數(shù)η＜1，振動力減值傳遞，此時系統(tǒng)有隔振效果。

隔振必要條件，頻率比f／fo＞√2減振緩沖的基本原理2019年12月18日①當f／fo＜＜1時，隔振系數(shù)η=1；減振緩沖的基本原理2在電子設(shè)備的減振設(shè)計中一般取頻率比f／fo為2.5~4.5，也就是說要獲得滿意的隔振效果，應該使隔振支承系統(tǒng)的固有頻率為振動力頻率的1/2.5~1/4.5。

f／fo=2.5~4.5減振緩沖的基本原理2019年12月18日在電子設(shè)備的減振設(shè)計中一般取頻率比f／fo為2.①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。

②質(zhì)量m——被隔離物體的質(zhì)量m使支承系統(tǒng)保持相對靜止，物體質(zhì)量越大，在確定振動力的作用下物體振動越小。

③阻尼比ξ

減振緩沖的基本原理2019年12月18日①剛度k——隔振器的剛度越大，隔振效果越差，反之隔振效果越好阻尼的作用：在放大（共振）區(qū)內(nèi)，阻尼可以抑制傳遞的幅值，在共振區(qū)減小共振峰值，抑制共振振幅，使物體的振幅不至于過大；在隔振區(qū)，阻尼反而使傳遞增大，隨著ξ的增大，η也變大，隔振效果變差。

減振緩沖的基本原理2019年12月18日阻尼的作用：減振緩沖的基本原理2019年12月18日

共振區(qū)要考慮增大阻尼：對于不同的阻尼比ξ，曲線明顯分開，表明阻尼對共振的影響大，η值隨ξ增大而減小，所以，對于啟、停頻繁的設(shè)備，為防止設(shè)備在啟動或停機過程中經(jīng)過共振區(qū)域時產(chǎn)生過大的共振，減振器選用時應考慮阻尼大一些的。

減振緩沖的基本原理2019年12月18日共振區(qū)要考慮增大阻尼：減振緩沖的基本原理2019年12二、

隔沖的基本原理沖擊是一種急劇的瞬間作用

分為主動隔沖與被動隔沖

減振緩沖的基本原理2019年12月18日二、隔沖的基本原理減振緩沖的基本原理2019年12月18日

隔沖的基本原理：在支撐基座與電子設(shè)備之間裝一減振器進行沖擊隔離，當外界沖擊力作用在支撐基座上時，由于減振器中的彈性元件和阻尼元件產(chǎn)生變形，吸收能量并延長沖擊力作用的接觸時間，使傳遞給設(shè)備的沖擊力減小了很多，達到緩沖的目的。

沖擊減振器實際上是一個儲能裝置。

減振緩沖的基本原理2019年12月18日隔沖的基本原理：減振緩沖的基本原理2019年12減振器的剛度越小，阻尼越大，則沖擊力的作用接觸時間愈長，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。剛度很小的彈性體在吸收沖擊能量時，會產(chǎn)生相當大的位移，而電子設(shè)備的安裝條件是否允許。阻尼的存在會使系統(tǒng)在變形時消耗能量，因此，在緩沖設(shè)計中增大減振器的阻尼，對有效地控制沖擊十分有利。減振緩沖的基本原理2019年12月18日減振器的剛度越小，阻尼越大，則沖擊力的作用接觸常用減振器的選用4．3常用減振器的選用減振器的類型橡膠-金屬減振器、金屬彈簧減振器

1.橡膠-金屬減振器

優(yōu)點：阻尼比ξ較高(0.02~0.13)，不能長時間承受較大的變形，能承受沖擊作用，隔沖性能好；缺點：怕高溫、油污、酸、光照等2019年12月18日常用減振器的選用4．3常用減振器的選用2019年12月18日常用減振器的選用2019年12月18日常用減振器的選用2019年12月18日

2.金屬彈簧減振器金屬彈簧減振器用彈簧鋼板或鋼絲繞制而成。優(yōu)點：對環(huán)境條件反應不敏感，耐高溫、高寒、油污等；工作性能穩(wěn)定，不易老化；剛度變化范圍寬，可以制作很軟，也可很硬缺點：阻尼比很?。é巍?.005），共振時很危險。因此必要時還應另加阻尼器。

常用減振器的選用2019年12月18日2.金屬彈簧減振器常用減振器的選用2019年12月18日3.阻尼材料利用阻尼材料的粘彈性將機械能動轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑥亩鸬綔p振、降噪的作用。常用的阻尼隔振材料有兩種形式：⑴自由阻尼結(jié)構(gòu)將阻尼材料覆蓋（粘貼或噴涂）在需要減振的結(jié)構(gòu)物表面，當結(jié)構(gòu)件發(fā)生變形時，阻尼材料能將機械振動或聲振動轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟?。被覆蓋的結(jié)構(gòu)物稱為基層，阻尼層可以是單面或雙面。常用減振器的選用2019年12月18日3.阻尼材料常用減振器的選用2019年12月18日⑵約束阻尼結(jié)構(gòu)在自由阻尼層面上再覆蓋一層材料，就構(gòu)成約束阻尼結(jié)構(gòu)，而這一覆蓋層稱為約束層。根據(jù)需要也可作成多層，基層與約束層統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)層，它為阻尼結(jié)構(gòu)提供強度，阻尼層則吸收能量。常用減振器的選用2019年12月18日⑵約束阻尼結(jié)構(gòu)常用減振器的選用2019年12月18日0f1f2fa設(shè)備強度極限振動環(huán)境振動環(huán)境、設(shè)備強度與頻率關(guān)系曲線減振緩沖的基本原理2019年12月18日0f1f2減振緩沖設(shè)計步驟：1、確定已知條件⑴設(shè)備使用場合、使用環(huán)境，機械力的形式及強度；⑵設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸、重量等；⑶設(shè)備及內(nèi)部元器件的耐振沖能力。2、設(shè)計計算⑴隔振系數(shù)：ηmax＝設(shè)備強度極限/振動環(huán)境峰值強度⑵確定減振系統(tǒng)的固有頻率：頻率比f／fo→fo⑶減振系統(tǒng)的剛度：f０

=√k/m/2π

→K⑷每個減振器的承載⑸每個減振器的剛度3、選擇減振器2019年12月18日減振緩沖設(shè)計步驟：2019年12月18日ηmax＝設(shè)備強度極限(3g)/振動環(huán)境峰值強度(10g)=0.3取ξ=0.05頻率比f／fo

=2.+(2.06)2019年12月18日ηmax＝設(shè)備強度極限(3g)/振動環(huán)境峰值強度(10g)=減振緩沖設(shè)計步驟：1、確定已知條件⑴設(shè)備使用場合、使用環(huán)境，機械力的形式及強度；⑵設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸、重量等；⑶設(shè)備及內(nèi)部元器件的耐振沖能力。2、設(shè)計計算⑴隔振系數(shù)：ηmax＝設(shè)備強度極限/振動環(huán)境峰值強度⑵確定減振系統(tǒng)的固有頻率：頻率比f／fo→fo⑶減振系統(tǒng)的剛度：f０

=√k/m/2π

→K⑷每個減振器的承載⑸每個減振器的剛度3、選擇減振器2019年12月18日減振緩沖設(shè)計步驟：2019年12月18日二減振器的選用原則選用減振器時主要應考慮以下問題

1.

使用條件振源性質(zhì)、環(huán)境溫度、外形尺寸和元器件耐振抗沖擊能力

2.

參數(shù)條件阻尼比、剛度（或頻率）、額定負荷。

常用減振器的選用2019年12月18日二減振器的選用原則常用減振器的選用2019年12月18日阻尼比：減振時阻尼應小些，為防止共振適當加大；緩沖時選較大阻尼。剛度（或頻率）：減振器的剛度要等于或小于計算剛度。額定負荷：減振器額定負荷應大于實際承載。常用減振器的選用2019年12月18日阻尼比：常用減振器的選用2019年12月18日三減振器的合理布置1.應使各減振元件受力均勻，靜壓縮量基本一致；2.將減振器安裝在設(shè)備底部四角較為方便，但為了提高穩(wěn)定性，減振器的安裝平面應盡可能提高，最好是在設(shè)備重心所在的平面；

3.同一設(shè)備的減振器最好選用同一型號的產(chǎn)品。

常用減振器的選用2019年12月18日三減振器的合理布置常用減振器的選用2019年12月18日電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施4．4電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施一、電子設(shè)備的總體布局重量均布，重心靠近幾何中心,

降低重心2019年12月18日電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施4．4電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施2二元器件的布置和安裝

1.導線和電纜用線夾分段固定；采用軟導線比單股硬導線好；單股導線不要繃緊，同時套絕緣套；電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施2019年12月18日二元器件的布置和安裝電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施2

2.繼電器在用一個繼電器的地方，使用兩個固有頻率不同的繼電器。舌簧型繼電器，應該使觸點的動作方向和銜鐵的吸合方向盡量不要同振動方向。

電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施2019年12月18日2.繼電器電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施201

3.晶體管用螺釘固定在底座或散熱器上；采用壓緊裝置（如各種壓緊彈簧、帽蓋和帽罩等）安裝在管座上，并壓上護圈、護圈用螺栓固定在底板上；焊在印制板上，管腳引線不能長，并加套管或用膠接固定。

電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施2019年12月18日3.晶體管電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施2019

4.變壓器應盡量安裝在設(shè)備的底層，其位置不宜偏離設(shè)備形心太遠，為了提高變壓器的安裝牢固性，應采用剛性較好的支架，并利用變壓器鐵心的空心螺栓將支架和鐵心牢固地固定在底座上，其螺栓應有防松裝置。

電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施2019年12月18日4.變壓器電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施2019年1

5.電容器和電阻器一般采用剪短引線；或用（硅橡）膠封裝固定；對較大的電容器和電阻器，用螺釘或螺栓、專門支架固定在底座上。

電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措施2019年12月18日5.電容器和電阻器電子設(shè)備減振緩沖的結(jié)構(gòu)措

6.印制電路板

（1）增加PCB剛度（厚度或附加加強筋）；（2）用