承接前文《压缩机的振动与隔振》中提到,橡胶脚垫设计时在考虑避开压缩机最低运行频率的同时,有时会考虑加入一定的阻尼材料,阻尼对共振时的振幅有明显的抑制效果。故我司有针对性的开发了一款高阻尼橡胶脚垫,其主要动态性能会在本文中详细阐述。
1、阻尼的作用
阻尼在传递函数上表现如下图1的变化曲线。在共振区,随着阻尼的增大振幅显著减小。

图1
阻尼在时域响应上表现如下图2所示,随着时间的推移,有阻尼系统振幅会很快衰减。

图2
直观的看,将2种橡胶脚垫从同一高度自由落体,高阻尼脚垫相比低阻尼脚垫弹跳并不明显,如图3。直接可以反映出,高阻尼脚垫吸能效果明显,可以有效抑制振动冲击。

图3
2、传递函数对比
通过对压缩机-脚垫系统做锤击法固有频率试验,可以得到两种脚垫在传递函数上的差异,图4中明显可以看到高阻尼脚垫的在共振点处峰值被明显削弱。

图4
3、瞬态振动响应对比
首先,在压缩机开停机过程中,对比2种脚垫对压缩机本体振动的影响。由于开停机过程是个瞬态冲击,用加速度计采集到的振动时域信号进行峰值对比较为直观。如图5所示将一三向加速度计布置在压缩机排气口附近,方向如图5所示。

图5
如图6为压缩机开机瞬间采集到的振动加速时域信号,红色为安装低阻尼脚垫时压缩机的振动,绿色为安装高阻尼脚垫时压缩机的振动,对比两者峰值不难发现,高阻尼脚垫的峰值相比于低阻尼脚垫小很多。由于压缩机停机过程往往比开机过程峰值小很多,这里不再做详细对比。

图6
4、稳态振动响应对比
接下来,对比下压缩机稳定运行时,两种脚垫的振动情况,传感器还是在如图5所示的位置,图7为两者的振动对比结果,由于安装两种脚垫后压缩机刚体固有频率都不在压缩机运行频率处,且固有频率频率接近(如图4),两者在稳态时表现出来的振动也比较接近。

图7
5、阻尼脚垫的影响
在应对瞬态冲击振动时,比如运输、开停机,阻尼脚垫能够较大程度的降低振幅。在稳定运行时,对压缩机本体的振动的影响很小。在隔振方面,即通过脚垫传递到机组的振动上看,如图8力传递系数随频率比,变化曲线,阻尼脚垫在隔振区对振动有负面影响,最终会影响到机组的噪声体验。

图8
6、阻尼脚垫的应用
在实际应用时,应权衡瞬态冲击与噪声的影响。若瞬态冲击(开停机)影响到了管路应力,管路设计又没法解决管路应力的问题,可采用阻尼脚垫。若更换了阻尼脚垫影响到了机组稳定运行时噪声体验并且有成本的考虑,则应用阻尼脚垫可能并不适宜。



