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手扶拖拉机橡胶隔振式减振手把的设计和性能分析
&&& 胥& 芳& 张立彬& 计时鸣& 张& 宪
&&& （浙江工业大学机电工程学院杭州，310 014）
摘要在分析手扶拖拉机振源特性的基础上，以天然橡胶1154为隔振元件设计了一种新型的橡胶隔振式减振手把，该手把具有结构简单、工作稳定、安装简便、使用可靠的优点。在工农一5型手扶拖拉机上的试验结果表明，该手把有效地降低了振动传递率，在三轴向中振动最剧烈的方向上最大加速度和加权加速度分别减少了54.8%和55. 8%．三轴向联合加速度降低了44.1%，当振动职业病发病率为30%时，振动病发生前允许的受振年限可延长126. 4%，具有显著的减振效果。
关键词：拖拉机；隔振；手把
中图分类号：TB535
&&& 手扶拖拉机是农村大面积使用的耕作机械和动力源，尤其在我国，保有量巨大，驾驶员人数众多。据统计，由于长期操作手扶拖拉机，因手把振动导致驾驶员振动病的发病率相当高。为此，降低手扶拖拉机的振动水平，改善操作人员的工作条件已成为国内外农机行业一致重视的研究课题。意大利的Guarn-teri和Ragni等人曾研究了小型农机手把振动的传递机理11-2]，日本的大黑正道和石川文武等人研究了在手把上加配重和咀尼来减小手把振动的方法&31；在国内，苏清祖等人通过局部修改扶手架的结构参数来改善手把的振动特性&43；陈新福和胡一民在飞轮上进行偏角平衡&s]。上述各方法，对减小手扶手把振动有一定的效果，但同时存在改装困难、结构复杂、技术要求高的缺点。本文提出一种橡胶隔振式减振手把，该手把抗振效果良好，并具有简单实用、安装方便的优点。
1& 橡胶隔振式减振手把的设计
1.1& 关于减振方案
&&& 一般减振方法有以下几种：
&&& (1)防止共振。该方法通过改变振动系统的固有频率或改变振动系统的扰动频率来减少手把对振动的响应，但需对拖拉机结构做大量修改，不易实施。&&& (2)减少扰动。该方法通过减小振动激励来降低手把振动，但由于柴油发动机活塞和连杆往复运动产生的不平衡惯性力不可能完全消除，因而实际减振效果受到限制。
&&& (3)采用隔振措施隔离振动的传递。手扶拖拉机手把振动的振源主要是发动机的激励和路面不平度引起的路面激励，这两种激励都是通过底盘、扶手架等传到手把上的，因此，如果在扶手架上连接适当的减震装置，就能使传递到手把上的振动明显减弱，这种方法具有结构简单，便于安装在现有拖拉机上的优点。本文采用上述方法(3)的机理设计橡胶隔振式
减振手把。
1.2橡胶隔振式减振手把的设计要求
&&& 橡胶隔振式减振手把的基本设计要求是：
&&& (1)具有良好的减振性能。减振手把应通过橡胶隔振装置消耗和扩散振动能量，减弱结构传递振动的能力；
&&& (2)具有良好的操向性。减振手把的扶手架应具有足够的刚度，不影响拖拉机的操向性能，尤其是在高速行驶和出现紧急情况时，要求能够承受足够大的弯矩和扭矩；
&&& (3)结构简单便于安装。减振手把应基本不改变原扶手架的结构，且具有成本低，安装简易方便的特点，便于推广应用；
&&& (4)安装牢靠，强度好，寿命长，安全可靠。
1.3& 隔振材料的选择
&&& 隔振式减振手把应选用阻尼性能良好、性能稳定，制造方便，成本低，与金属的粘接性好，单位面积的承载能力大以及使用寿命长的材料。从车辆工程的各种应用实践来看，橡胶材料能有效地衰减来自发动机的振动激励，利用其阻尼特性，可消除振动的尖峰幅值，使振动较为均匀和减小冲击。因此，选用具有较好综合物理机械性能并能与金属材料牢固粘合的天然橡胶1154作为隔振材料，其邵氏硬度为60。
1.4& 橡胶隔振式减振手把的结构和工作原理
&&& 橡胶隔振式减振手把由橡胶隔振装置和扶手架组成，前端扶手架与后端扶手架之间通过橡胶隔振装置连接。橡胶隔振装置的结构如图1所示。强力胶粘剂将天然橡胶1154与内外金属套管胶粘在一起，这种结构不仅保证了扶手架的刚度要求，而且还使得隔振装置的安装非常方便。在使用中，发动机和路面的振动激励都须通过隔振装置后才能传递到驾驶员把握的后端扶手架，橡胶的相变和分子扩散可有效地消耗和扩展振动的能量，使瞬态振动迅速衰减，降低振动的振幅。
&&& 由于扶手架传递振动是逐渐放大，因此，在不影响变速杆的操作和安装方便性的前提下，隔振元件的安装部位应靠近发动机。实验中橡胶隔振式减振手把隔振元件的安装部位见图2。
2& 减振试验与结果分析
2.1& 手扶拖拉机振源的分析
&&& 手扶拖拉机采用单缸压缩点火水冷柴油发动
2.2试验方法
&&& 鉴于路画不平引起的振动仅站占整个手把振动的20%，在试验研究时以观察减振手把对发动机不平衡惯性力造成的振动的隔振效果为主。为简化试验，作者将工农一5型手扶拖拉机停在平坦的水泥地面上进行试验，驾驶员模拟工作状态握住手把，发动机的转速为3000r/min，因为在此转速下传递到手把的振动最大。根据IS(E)规定的手受振坐标系，如图3所示。作者自制了一个传感器支架安装于手把上，以保证三轴向相互垂直相交。采用CA - YD127型加速度传感器测取加速度信号，由YE5938动态数据采集器采集和记录，然后通过RS232-C串行接口传送到微机进行数据分析，并用打印机输出结果。
&&& 为了进行比较，首先测量未加隔振装置时手把的振动加速度。然后，安装上隔振装置，并在相同试验条件下测量手把振动加速度。为减少随机误差，每次均取5次试验的平均值进行频谱分析，分析频带为0～2000Hz。测试点见图2，测试结果的时域波形
和振幅频谱见图4和图5。
&&& 以Xh方向为例，由图4和图5可见，加隔振装Z3& 结& 论
&&& (1)从手扶拖拉机手把传递到驾驶员手臂上的振动主要由柴油发动机不平衡惯性力的周期性振动和由于路面不平产生的随机振动引起，前者占总振动能量的80%，振动能量基本集中分布在0&200Hz频带内，最大振幅均发生在Xh方向。
(2)手把振动的振幅随扶手架距发动机的距离的增加而增大，隔振装置应靠近发动机安装。&&&
(3)橡胶隔振式减振手把采用橡胶元件增大阻尼和隔离振动的传递率，减振效果明显。当发病率C一30%时，振动病发生前允许的受振年限延长了126. 4%。
&&& (4)橡胶隔振式减振手把结构简单，工作性能稳定，安装简便，使用安全可靠。
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谁说说空调机房消声减振措施有哪些?
提问者：湛蕙若|
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时间： 13:16:06
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回答数：15235|被采纳数：56
南京列岛装饰工程有限公司
所有回答：&15235
<p class="ask_one_p edit_.在空调系统中，除了对风机、水泵等产生振动的设备设置弹性减振支座外，还应在风机与管路之间采用软管链接，软管宜采用人造材料或帆布材料制作。6号以下风机，软管的合理长度为200mm；8号以上的风机，软管合理长度为400mm.
2.水泵、冷水机组、风机盘管、空调机组等设备与水管之间用软管连接，不使振动传递给管路。软管有两类：橡胶软接管和不锈钢波纹管。橡胶软接管隔振减噪的效果很好，缺点是不能耐高温和高压，耐腐蚀性也差。在空调与采暖的水系统中多用橡胶接管。不锈钢波纹管能耐高温、高压和耐腐蚀，但价格较贵，一般用于制冷剂管路的隔振。
3.在管路的支吊架、穿墙处使用非燃软性材料填充做减振处理。
4.空调机组可直接采用橡胶隔振垫隔振。
5.振动较大的设备(如风机)吊装时，采用减振吊钩。
6.选用高效、低噪声水泵、风机，并使水泵、风机在最高效率点附近运行。
7.按噪声标准控制风管、风口风速，以满足房间噪声要求。
8.空调机房内壁表面贴附吸声材料及吸声孔板，机房门采用消声密闭门，使墙体有吸声能力，等等。
回答数：19972|被采纳数：13
所有回答：&19972
<p class="ask_one_p edit_.橡胶减振垫
橡胶弹性好、阻尼比大、制造方便，是一种常用的较理想的隔振材料。可以一块或多块叠加使用，但橡胶易受温度、油质、阳光、化学溶剂的侵蚀，易老化。该类减振装置主要是采用经硫化处理的耐油丁腈橡胶制成。
橡胶隔振垫是将橡胶材料切成所需要的面积和厚度，直接垫在设备的下面。一般不需要预埋螺栓固定，易加工制作，安装方便，但易老化变形，降低减振效果。
2.橡胶减振器
是由丁腈橡胶制成的圆锥形状的弹性体，并粘贴在内外金属环上受剪切力的作用。它有较低的固有频率和足够的阻尼，减振效果好，安装和更换方便，且价格低廉。
一般情况下，设备转速n&1200r/min时，宜采用橡胶减振器。有关产品目录和设计手册提供了必要的参数，当已知机组重量和静态压缩量后便可选定减振器。
3.弹簧减振器
由单个或数个相同尺寸的弹簧和铸铁护罩组成，用于机组座地安装及吊装。固有频率低，静态压缩量大，承载能力大，减振效果好，性能稳定，应用广泛，但价格较贵。另外在弹簧减振器底板下面垫有10mm厚的橡胶板，还能起到隔音作用。
回答数：50292|被采纳数：21
所有回答：&50292
消声措施1、选择良好的动力部件：尽量选用效率高、噪声低、振动小、整体性能好的设备;选择叶片数较多的轴流风叶，以改变轴流风机的叶数;所选风扇应能严格的控制离心风轮和轴流风叶的动、静平衡精度;成本允许的话，选用多风扇电机代替单一电机，尽量选高极数低速电机;2、机组合理的结构设计：在离心风机叶轮进出气口加装金属网罩来控制宽带噪声;空调器室内的侧风管道应平整光滑，风道应该设有合理的导风设计，使风管的走向符合气流流向，尽量减少弯头;设计合理的风道结构，并在风道壁上采用黏贴性吸声材料，减少由于结构不合理引起的噪声;设计合理的风机蜗舌间隙等;3、用消声器降低噪声：在噪声控制技术中，消声器是应用最多最广泛的降噪设备，在空调系统中，消声器被应用于空调机房、锅炉房、冷冻机房等设备机房进出风口的消声，空调系统送回风管道的消声，以及冷却塔进出风口的消声等。
减振措施1、降低振动源的振动。高压离心风机，一般采用钢筋混凝土平板型结构基座，或槽钢钢筋混凝土混合型结构基座;压缩机或压缩机组，以及高重心的设备，一般采用钢筋混凝土T形结构基座;水泵隔振基座宜采用钢筋混凝土结构基座。2、降低振动传递效率。在振动传播途径上控制振动，常用的办法包括：
①、引入弹性减振元件以降低振动传递率。比如引入弹簧隔振器或者橡胶垫。弹性减振元件可以在振动传播途径上的任何一处加入，但在振源处或者附近引入是最有效的。
②、增加振动传播途径的阻尼，以吸收振动传播·252·制冷与空调2012年的能量(转化为热量)。合理设计压缩机吸、排气管的弯度和长度尺寸，在弯管处加高阻尼减振胶;管道与减振器之间采用软接头连接，并每隔一定距离设置减振吊架或减振支座，在管道穿墙、楼板时也需要采用软接头。
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& 减振与隔振的概念
减振与隔振的概念
一、减振与隔振的概念
减振是工程上防止振动危害的主要手段。减振可分为主动减振和被动减振。主动减振是
在设计时就考虑消除振源或减小振源的能量或频率，在精密仪器、航空航天设备、大型汽轮
发电机组及高速旋转机械中应用较多，但费用昂贵，普通工程机械中应用较少。被动减振有
隔振和吸振等。隔振又可分为主动隔振和被动隔振。
为了防止或限制振动带来的危害和影响，现代工程中采用了各种措施，归纳起来有以下
几条原则：
1．减弱或消除振源（主动减振）
这是一项积极的治本措施。如果振动的原因是由于转动部件的偏心所引起的，可以用提
高动平衡精度的办法来减小不平衡的离心惯性力。对往复式机械如空气压缩机等也需要注意
惯性力的平衡。
2．远离振源（被动隔振）
这是一种消极的防护措施。如精密仪器或设备要尽可能远离具有大型动力机械、压力加
工机械及振动机械的工厂或车间，以及运输繁忙的铁路、公路等。
3．提高机器本身的抗振能力（主动减振）
衡量机器结构抗振能力的常用指标是动刚度，动刚度在数值上等于机器结构产生单位振
幅所需的动态力。动刚度越大，则机器结构在动态力作用下的振动量越小。
4．避开共振区
根据实际情况尽可能改变系统的固有频率（主动减振）或改变机器的工作转速（被动减
振），使机器不在共振区内工作。
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减振与隔振及方法_机械/仪表_工程科技_专业资料。一、 减振与隔振的概念 减振是工程上防止振动危害的主要手段。 减振可分为主动减振和被动减振。 主动减振是在设...第七章隔振与阻尼减振_建筑/土木_工程科技_专业资料。第七章第一节 隔振与阻尼减振 隔振原理 一、 振动的基本概念 1. 单自由度振动自由振动是振动系统在无外...第十章 隔振技术与阻尼减振 主要内容:一、振动对环境的影响和评价 二、振动...t ? ? ? 2 常用来表征隔振效果的物理量-传振系数(力传递率) 定义:通过隔...目录 题目要求:简要叙述隔振原理,力的传递和隔振,基底振动的隔离;关于隔 题目...第一节 简述隔振的原理 1.1 隔振的含义人们常说的“隔振”可以统称为减震...减振与隔振的概念 11页 免费 第五章 振动隔离 58页 免费 通风与防尘工程 第...2002 文章编号:
( 1205 主动隔振技术的回顾与展望张春红...第十章 隔振技术与阻尼减振 主要内容:一、振动对环境的影响和评价 二、振动...t ? ? ? 2 常用来表征隔振效果的物理量-传振系数(力传递率) 定义:通过隔...隔振减振实验一、实验目的 1、学习隔振减振的基本知识,学习隔振减振的基本原理...相对简支梁的振幅要大, 对于被动隔振的概念来讲,在低频率区域是起不了吸振的...第十章 隔振技术与阻尼减振 主要内容:一、振动对环境的影响和评价 二、振动控制...t ? ? 2 ? 常用来表征隔振效果的物理量-传振系数(力传递率) 定义:通过隔...8.1 振动对环境的影响和评价 8.2 振动控制的基本方法 8.3 隔振原理 8.4 隔振元件 8.5 阻尼减振 8.1 振动的影响和评价 1、振动的概念振动是物体围绕某一...第12章 隔振与阻尼减振 主要内容:一、振动对环境的影响和评价 二、振动控制的...隔振原理常用来表征隔振效果的物理量-传振系数(力传递率) 定义:通过隔振元件...隔振的原理 1.1 隔振的概念振源体:产生激励的物体 通过抑制振源强度,残余振动...隔振就是在振源体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。 ...游艇知识普及―动力装置的减振降噪措施
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游艇知识普及―动力装置的减振降噪措施
第七节动力装置的减振降噪措施
游艇是追求舒适性的，因此如何采用减振降噪措施，降低由振动源引起的艇体结构振动、 降低由噪声源引起的空气噪声和结构噪声，就显得特别有意义。
一、激振力分析
艇体结构产生振动的首要原因是螺旋桨和船艇主机的干扰力作用。
对于螺旋桨而言，由于螺旋桨所处流场的伴流不均匀，当桨叶处在伴流峰值位置时，叶型在较大的来流攻角下产生较大的推力和切向力，随着桨的旋转，当桨叶处在较小的伴流中时，相应产生较小的推力和切向力，结果使传递到轴承上的力产生周期性的变化。同时螺旋桨在旋转时，每片桨叶均被压力场所包围，在旋转过程中，这些回转压力场就会在船底后部桨叶上方部位产生压力冲量(称为表面力），使得尾部船板上承受的压力产生周期性变化，产生振动和噪声。特别是当螺旋桨产生较大范围的空泡时，这种压力变化会有更大的幅值。对一艘小艇来说，尤其是高速艇，螺旋桨引起的振动和噪声对整个艇都有影响，使人感到不舒服，引起结构疲劳和过早损坏。
对于船舶主机而言，活塞在燃烧混合气体的推动下，通过活塞杆、连杆、曲轴、轴承传递运动会激起机械振动;艇体结构振动同样也会由机舱辅机或其他设备如往复式压缩机、通风机引起。 在某种状态下.由波浪运动传递到艇体外板上的周期性的波浪力也会引发艇体结构产生振动。
振动和噪声是共生的。当结构产生振动以后，这种往复运动传递到周边的空气场中导致了空气噪声；当振动在结构中传播至诸如舱壁、板格处再传递到空气中就导致结构噪声的产生。如果艇体材料是钢、铝等金属，内部阻力很小，所以结构噪声传播时能量损失非常小。玻璃钢艇体材料是一种很好的隔振材料，所以玻璃钢艇体产生的振动和噪声相对小得多。
二、减振降噪措施的采用
1) 针对螺旋桨的减振措施
我们知道，作用于螺旋桨的不均匀进流是导致振动和激起螺旋桨噪声的主要原因，因此改善艇尾伴流分布，提高尾流场的均匀性，可以起到明显的减振降噪效果。具体措施有：
（1）改良艇体尾部的线型。
采用双尾、球尾、优秀的艇模系列以及艇尾加设尾鳍等，都能很好地改善尾部伴流。如果能通过船模试验对尾部线型进行优化，将会取得更好的效果。一种改善尾部伴流的整流尾鳍的设置。
（2）使用导管桨。
许多情况下在螺旋桨外面安装一导流管证明可明显减小振动和噪声，这是由于导流管可以使伴流分布更加均匀。
（3）尽可能加大螺旋桨和艇体的间隙。
螺旋桨与周围艇体间的间隙应尽可能加大，这样可以大大降低由螺旋桨产生的脉动压力场传递到艇体板的 表面力。特殊情况下，当无法增大桨与艇体间的间隙时，采用特殊的减振装置&&减振穴，会带来很好的减振效果。其主要原理是利用密闭的空气弹簧和水质量的吸振作用。
（4）选用大侧斜螺旋桨。
大侧斜螺旋桨是指桨的叶片呈弯刀形，且叶梢向旋转的反方向倾斜。一般的高速艇螺旋桨都带有侧斜，选用该种形式的螺旋桨首先不会影响到螺旋桨性能，但可以大幅度减小螺旋桨的激振力。
（5）增加螺旋桨的桨叶数。
桨叶数的增加可能会导致螺旋桨的敞水效率略有下降，但就表面力而言，形成空泡时螺旋 桨产生的压力冲量总是随桨叶数的增加而减少，并且能使该压力值保持在一个较低的量级上；同样的，随着桨叶数的增加，也会降低螺旋桨作用在轴承上的负荷，如果桨叶数为偶数时，效果更佳。
(6)选用环氧垫充料轴系安装工艺。
浇注型环氧垫充料由高强度改性环氧树脂加人各种填料、助剂合成的。它最早用于机座垫片，后来推广到尾轴管、美人架的定位，是一种用途非常广泛的粘接、定位、承压材料。
中小型高速艇上由于装机功率大，主机、轴系、美人架、螺旋桨引起的剧烈振动一直是高速 艇制造者困扰的问题。近来，一批高速艇采用环氧浇注型垫料来固定美人架使轴系振动大幅度下降，它不仅使美人架与艇体的连接强度增高，而且由于环氧垫料与钢铁的声阻抗不同而使噪声大大下降,有效地改善了高速艇乘坐的舒适性。环氧垫充料固定轴系的方式和施工工艺将在第八节讨论。
2) 针对机舱设备的减振措施
机舱里的主机及其他辅机、减速齿轮箱等机器设备在工作时不可避免地会产生振动和噪声，并且噪声会以空气噪声和结构噪声两种形式同时存在，特别是当机器与结构刚性安装时，影响更甚。结合振动的特点及声音传播特性可以采取的减振降噪措施有：
(1) 增加机座的尺寸和刚性。
提高机座的刚性可以有效地降低由机器传递过来的振动幅度。从理论上讲，当机座的刚度足够大时，可以使机座的振动趋向于零，但由于增加刚性会导致结构尺寸的增加和重量的增加，对一艘尺度和重量都受到限制的小型游艇来说不够现实，因此还要兼顾经济性的考虑。
(2) 采用弹性支撑和弹性连接。
弹堆支撑一般是采用隔振器，有橡胶隔振器和金属隔振器等形式。橡胶隔振器的优点是价格便宜、不易塑性变形，缺点是高温下易老化及弹性变差、可燃;金属隔振器优点是抗水耐油，高温下不变形且维护方便，缺点是价格较贵。隔振器一般都是随机供应的，主机厂商会把隔振器的特性调整到与主机振动特性最匹配的状态。不过，推荐采用环氧机座垫片来安装机器，它同样能起到隔振的作用，这样就可以省下购买隔振器的费用了。
设备采用弹性支撑，因为机器在弹性机座上运转时不可避免地会产生上下、左右颤动，所以轴系同机器的联结同心度变差，必须采用弹性联轴器来补偿。弹性联轴器安装于主机输出轴与传动齿轮箱之间，它含有橡胶元器件，传递动力时允许有一定的轴向和径向位移及一定的角偏差，吸收了振动能量。
当采用环氧机座垫片工艺来安装机器后，机器与机座的连接就由弹性支撑转变为刚性支撑，在刚性支撑的轴系中，如果对中（即轴系同心度）较好的话，那么弹性联轴器也是可以省去的。
(3)敷设阻尼材料。
在机舱的合适部位敷设阻尼材料。利用阻尼材料在其内产生拉伸、弯曲、剪切等变形，吸收大量的人射能量。它利用材料的黏弹性将部分振动机械能转变为摩擦热能而损耗掉，从而达到减振降噪的目的。除机舱外，在螺旋桨上方船底板处、主机座面板和腹板处、主机座前后艇体结构处、机舱前壁处，有时在与上甲板室邻接的机舱顶甲板处等位置进行敷设，都有利于降低振动和噪声的传播。
船用阻尼材料目前主要分为片状粘贴材、阻尼钢板和涂料3种类型。
早期的片状材料以沥青系列制品为主，价格低廉，来源广泛，但阻尼性能较差。随后出现的橡胶型片材因其阻尼性能较沥青材料有较大的提高，在船上得到广泛应用。但它也存在一难以克服的缺点，如对底材的表面处理要求相当严格，施工时需用特殊的胶粘剂粘贴，常因粘贴不牢在使用一段时间后脱落，导致阻尼性能下降。对于复杂结构（如碰钉、马脚、焊缝等) 和曲率较大的施工部位，橡胶型片材的应用受到限制。
阻尼钢板是近几年开发出来的新型阻尼材料。该材料是将一层粘弹材料复合在两层相同厚度的钢板之间，形成所谓夹心阻尼结构，具有阻尼效果好，外表美观的优点;缺点是材料密度较大，剪裁困难,尤其是焊接工艺复杂，焊接过程中粘弹材料易燃烧损坏，影响其阻尼性能，同时由于其成本较高，应用受到限制。
阻尼涂料作为一种新型的阻尼材料，因其具有制造工艺简单、施工方便、性能优异等特点， 发展极为迅速。初的阻尼涂料为溶剂型，以沥青为主要成膜物，加人其他的树脂、助剂、填料及有机溶剂混合而成，不仅阻尼性能差,而且易燃易爆，使用不安全，污染环境，应用受到很大限制。2Q世纪80年代中后期，国内外开始对水性阻尼涂料进行研究和应用开发，取得了较好的效果。水性阻尼涂料虽然解决了污染和易燃易爆问题，但存在干燥时间长，厚涂困难的缺点。在气温较低、湿度较大的情况下，该类涂料施工受到很大限制。目前已研制成功无溶剂阻燃型系列阻尼涂料，克服了以往船用阻尼涂料在阻尼性、工艺性、实用性等方面的诸多不足，成为综合性能较理想的阻尼材料之一。
由于阻尼材料贴敷的成本较高，一般只在高档豪华游艇上使用。
(4)采用浇注型环氧机座垫片。
在以往船艇用柴油机、甲板机械安装时，传统的方法是用钢铁块作机座垫片。与采用弹性支撑相反，精密安装的刚性垫片限制了机械振动的幅度，增加了机座的刚度，同样能起到减振的作用，且可以省去弹性联轴器。但这种方法施工工艺要求很{，对轴系中心线与机器中心线的重合度(俗称&校中&）要求很高，不大适合小型游艇。现在有了JN-120A浇注型环氧机座垫片，不仅大大简化了施工工艺，而且由于这种材料的黏弹性与钢铁不同，振动和噪声在两种介质中传播会受到干扰和损耗,因此减振和降噪效果显著。
3) 针对机舱的降噪措施
机舱里的噪声主要是各种机器发出的空气噪声，在某种情况下，也可能是第二噪声源以结构噪声的形式辐射出来，比如螺旋桨在尾舱板上激发出的结构噪声。一般来说，机舱的噪声都会在90dB以上，足以损伤人的听力，必须采取综合性的措施进行降噪处理。可以采取的措施主要有：
(1)选用低噪声的设备。
在机舱机电设备选型时，选用低噪声型号，从源头上注意降低机舱的总噪声。
吸声材料一般多采用多孔性材料或纤维性材料，诸如矿渣棉、玻璃纤维织物等。当声波传递到吸声材料内部结构中时，就会引起吸声材料的振动，导致材料间的相互摩擦，振动能转换成热能。 吸声材料一般用拉制的金属丝网或钢、铝质穿孔薄 壁板固定在机舱围壁和天花板位置处。这种结构 形式必须注意两点:①钢、铝质穿孔薄壁板的穿孔面积要达到30%以上;②吸声材料不能被油烟所覆盖，不能油漆，否则会大大降低吸声性能。
(1)采用隔声罩。
机器发出的噪声部分是结构噪声，部分是空气噪声。对于空气噪声部分可以采用隔声罩将机器封闭在有效屏蔽的罩壳空间内（除了必要的冷却水和空气进出口），在罩壳内部表面敷设吸声 材料。游艇用的柴油发电机组都是带隔声罩的。
(4) 装设隔声屏障。
声音的一个特性是遇到坚硬的表面时能非常有效地反射，如钢板能反射大约99%的声波，而且与声音的频率基本无关。隔声屏障要想取得明显效果，其高度尺寸要大于波长，所以隔声屏障适用于产生短波高频噪声的小型机械，在以反射声场占主导地位的机舱里很难起到令人满意的效果。
(5) 进排气及通风管道中的消声。
进排气、通风管道中的噪声也是机舱噪声的组成之一，采用安装消声器的方式可以有效降低噪声。消声器有两种结构形式:抗式消声器和阻式消声器。抗式消声器的原理是通过管道流通面积的变化，反射一部分人射声能来降低噪声。该种消声器结构简单，使用普遍，对一定的频段相当有效。阻式消声器的原理是通过吸收一部分入射的声能并将之转换为摩擦热能来降低噪声。这种消声器在一宽广的频率范围内都有效。
三、避免共振
艇体结构在多种激振源和不同振动频率的联合作用下，设计参数选择不当时极有可能产生共振现象。在设计当中首先应该避免下述情况的发生：
a)避免螺旋桨与艇体结构、主机及轴系发生共振现象。
主要通过增加螺旋桨的叶数即叶频来避免与艇体结构、轴系的自然频率相近，避免主机的汽缸数、冲程数和螺旋桨叶数相等或成整数倍。有时通过调整螺旋桨安装角度,使螺旋桨推力激振力与曲轴纵振动激振力相抵消也是有效的方法。
(2) 调整局部结构的形式。
不同结构形式的固有频率是不一样的。当有共振发生的可能时，可采用调整局部结构的类型、设置支柱等方式来改变结构固有频率以避免共振。需要注意的是在振动节点处设支柱是无效的，在振幅最大处设置支柱最为有效。
(3) 提高结构的刚度。
在没有其他更好办法的情况下，可以加大结构尺寸规格来提高局部结构的刚度，加强局部结构的边界约束条件，从而降低结构对振动的响应值，将振动控制在可接受的程度上。
第八节浇注型环氧机座垫片的应用和施工工艺
近年来，中{档游艇采用浇注型环氧垫片来安装主、辅机，各种设备和轴系定位，在改善振 动、降噪的同时，艇的安全性、舒适性、经济性均有所提高。本节着重介绍JN-120A浇注型环氧机座垫片在游艇上的应用场合及其施工工艺。
一、 JINM20A浇注型环氧机座垫片发展简介
各类高速艇、穿浪艇、游艇的减振降噪一直是设计人员关注的问题。而引起振动、噪声的原因很多，通常高速艇的艇体及上层建筑大都采用薄板或铝合金，结构比较薄弱，直接的原因是主机、辅机、轴系所引起。以往采用的方法大都是在机脚位置安装弹性减振器，但效果并不理想。于是，寻找一种新型材料和工艺来替代弹性减振器，改善船艇的舒适性、安静性一直是设计人员和船东的共同愿望。从20世纪90年代开始各种高速船艇的设备定位采用JN-120A 浇注型环氧机座垫片来改善振动和噪声，取得了较好的效果。
在以前船艇用柴油机、甲板机械以及对中要求高的精密设备安装时,传统方法是用钢铁块作垫片，这需要专用机床来加工机座底面、基座面和垫片，同时还需要高级钳工对每块垫片进行拂括，整个过程不仅费工、费时而且垫片的接触面仅能达到70%左右。特别是一些中小型船厂或艇体位置十分狭小的状况，因设备和安装技能受到限制，使一些设备安装精度达不到要求。由于钢垫块与船用设备的机座、基座是同种材质，便于噪声和振动的传导，以致影响了机械设备的使用寿命和乘坐的舒适性。
为了高效率、高质量地安装设备，克服因设备和技能不足所带来的问题，改善劳动条件，缩短修、造艇周期。人们在20世纪50年代末到60年代初开始采用半塑垫片来安装设备，其方法是在经过精加工后的铁垫片上下表面涂上一层环氧，然后垫塞在机座底面和基座面之间，以提{接触面积。这种半塑垫片虽然缩短了安装周期，由于其配方缺乏标准，无统一施工工艺，经常出现开裂、松动等质量事故。
20世纪80年代初期，国际、国内造船业蓬勃发展，世界各地的船东及船厂特别是一系列的军用舰艇、潜艇在主、辅机，甲板机械.轴系安装中大量采用了浇注型环氧机座垫片这一新型材料，引起了广泛关注。为了使该产品国产化，1981年在海军装备部、中国船检局的指导下，由宁波市北仑科技实业有限公司和江南造船厂合作，经过多年的试制，开发成功&JN-120A浇注型环氧机座垫片&。产品经中国船级社指定的权威机构对各项技术性能指标进行测定，均达到或超过国际同类产品，已由中国船级社和上海渔检分局形式认可生产。30多年来经过大量船艇设备的使用经验证明,该产品是用于各种动力机械设备安装的最佳材料。经测算，采用该项新技术能提高工效30倍，直接降低生产成本30%。为推广这项新技术，国家已在1993年7月颁布了 CB/T3514&92标准《船用环氧机座垫片技术条件》。产品已获美国ABS、韩国 KR、日本NK船级社及世界最大的MANB&W柴油机公司的认可。
二、 JNM20A环氧垫片的特性
由于常规的钢铁垫片接触面积小，特别在螺栓附近受压通常很大，随着离螺栓距离的增大而压力迅速下降。而浇注型环氧垫片能与主机机座完全接触，确保轴系中心精确。环氧垫片夹在机座和基座之间，这种异种材料带来的声阻抗再加上具有较低的弹性模数有效地吸收振动和噪音，使高速艇在海上航行时因颤动而诱发出局部的瞬时压力被缓和，并均匀地分布在基 座支承面上，这样就不会因局部的瞬时压力使螺栓和垫片损坏或变形，从而引发事故。
环氧垫片具有很高的摩擦系数，用环氧垫片安装各种机械设备时对基座的表面要求不高，无须加工并能在不规则的表面上进行垫片浇注工作。因浇注型环氧机座垫片的接触面为 100%，基座与机座面之间极难发生滑动，理论上没有磨损现象，所以螺栓不易松动。
环氧垫片另一特性是热膨胀系数比钢铁垫片约大2. 5倍，当主机工作时，环氧垫片的膨胀力被紧固螺栓限制了，增加了螺栓的张力，并增进了垫片的稳定性。除此之外环氧垫片还具有如下特点：
(1) 室温浇注、室温固化、工艺简单、黏度低、表面张力小、能填满基座面上的任何凹坑。
(2) 浇注过程中物料不沉淀、固化后不分层、外观均一。
(3)固化后的材料性能稳定，耐油、耐海水、抗紫外线、对金属无腐蚀、具有自熄性能、绕注 时无毒无污染。
(4) 线收缩率极小(&0. 000 2)。
(5) 重量轻（比重为1.67)。
(6) 使用寿命长060年）。
以上特性保证了主、辅机的安装位置准确，不易发生偏差，由于接触面积大，吸振降噪性能好，使机舱噪声降低，舒适性、安静性提高。在30多年的应用过程中凡已用环氧垫片的主、辅机至今还没有发现任何质量问题。特别是一大批军用的高速艇、穿浪艇浇注环氧垫片后效果十分明显。环氧垫片适用于钢、铝板基座，同时也适用于水泥基座上作为快速垫片来安装各种设备。
表6-8 JN-120A浇注型环氧机座垫片主要技术性能指标
三、JN-120A浇注型环氧机座垫片设计指南
1) 设计要求
环氧机座垫片总压强:柴油机小于3.14 MPa;其他设备小于8. 3 MPa。
2) 设计指南
环氧机座垫片承受柴油机重量的压强应&0&7 MPa(7 kg/cm2);承受甲板机械重量的压强应&0.4 MPa(4 kg/cm2);以上两个压强参数决定了垫片承受总面积。
环氧机座垫片的屈服强度达到设计要求总压强的30倍以上，因此它完全能承受设备重力和工作中的各种力(振动力、不平衡惯性力、热应力等）。
环氧机座垫片的最佳厚度为25～35mm，由于螺栓压缩引起的变形量在轴线调整中事先修正。设计规定:垫片每厚l0mm，轴线抬{0.01mm(即修正值)。
3) 固定螺栓的紧固力
固定螺栓的紧固力 FT=3.4A-W
式中:Ft&&单个固定螺栓紧固力，N;
A&&垫片总面积，nmi2;
W&&设备自重力，
n&&设备固定螺栓数。
螺栓总的紧固力必须是机器重量的2.5倍，这是为了确保机器不会移动。
4) 紧固扭力矩紧固扭力矩按下式计算:
式中：Nt &&螺栓紧固扭力矩， N&m；
D&& 螺栓直径，mm；
四、环氧机座垫片的施工工艺
下面介绍如何使用JN-120A浇注型环氧机座垫片及有关的注意事项。
1) 浇注垫片的所需物
浇注垫片的所需物有以下几类：
(1) JN-120A浇注型环氧机座垫片为双组分材料：由环氧浇注料（每听3.6 L)和固化剂(每300g)两部分成套供应。每一套可浇注的体积3600cm3。使用前可按图纸计算出所需的用量，应考虑浇注溢口、厚度变化及其他损耗，通常订货量为垫片所需量再增加40%左右。气温大于30℃时，固化剂加人量每套应适当减少至270 g左右。
(2) 清洁表面用材料:①钢丝刷;②砂纸;③擦布;④丙酮。
(3) 浇注模腔制作用材料:①柔性海绵条;②前、后挡板(厚1～2mm钢板或铝板）；③密封胶泥;④脱模剂;⑤油脂(用于螺栓表面防粘）;⑥割刀(切割海绵用）;⑦海绵管或木塞。
（4）搅拌及施工用器具:①防护手套;②重型手提电钻(转速在200r/min之内，可配一个调压器以控制转速,手枪钻速度太快会产生气泡）;③JIFFY搅拌头;④浇注时用的淌板。
（5）冬季用加热器(热风机或远红外灯泡）：如钢板表面温度&l0℃要用加热器或小太阳灯将接触面温度加热至l0℃以上;夏季用风机:如环境气温&30℃,应在清晨或晚间施工，并在施工现场配备几只风机。
（6）制作试样用物料:①试样围框(用0.5～1mm铁皮制作)D100mm&H40 mm;②巴氏硬度计(用于检测环氧垫片固化后的硬度）。
2) 机座与基座表面的准备工作
(1) 用砂纸或钢丝刷把机座底面和基座表面油漆、氧化皮及锈斑等物除去，并用丙酮或四氯化碳反复擦净。
(2) 机座底面和基座表面的水分应全部擦干净，如表面留有水分会影响固化物的质量。
(3) 如果基座表面涂有薄层且又牢固的无机锌粉末涂料和类似环氧类车间底漆(涂料)是可以接受的，无须清除。
3) 主机的安装与定位
(1) 主机按轴系中心线初步定位，在主机基座上画出主机底脚螺栓（包括支承螺栓）的位置。
(2) 将主机基座面板上的定位螺栓孔全部钻好。
(3) 清除铁锈后，将后挡板点焊在基座上。后挡板与基座平面垂直，挡板高度应低于垫片厚度5 mm左右，后挡板的作用是防止海绵条滑倒。
(4) 主机轴系中心定位，为考虑机座固定螺栓拧紧后垫块的压缩量，轴中心线应考虑提高，提{量为:垫片每厚l0mm，轴线抬高0.01 mm。
(5) 用丙酮反复擦洗基座和机座表面上的杂物与油污。直至手摸上去无油泥。
(6) 设计垫片时，尽量选择最佳厚度为30mm;垫片的厚度选择范围是12～75mm。若垫片厚度超过75mm,可分两次浇注。
(7) 按设计要求的垫块尺寸图制作模框，用厚度18～25mm的海绵条按垫片的不同高度裁切，海绵条的高度应比垫片高出8～10mm(确保有一个良好的密封效果），用小木条轻轻将海绵条塞进间隙，疮成模框。游艇的主机大多采用高速柴油机,通常是4~6个机脚，可采用两个&L&型的挡板点焊后做成模框，缝用胶泥密封。
（8）除拂配的螺栓外，在定位螺栓、紧固螺栓和木塞上均匀地涂上薄薄的一层不融化油脂，以使螺栓在日后维修时便于拆卸，螺头在下，螺杆向上，便于施工，并在六角头的内测平面上嵌一圈胶泥，防止浇注料泄漏。如遇细颈螺栓做定位螺栓，可在螺栓外套上一段海绵套管，以便拆装，或用海绵管(外径比螺孔大3～5mm)塞人螺孔内，待环氧垫片完全固化后拔掉海绵管，装人细颈螺栓。
图6-39螺栓的处置
1 一后挡板;2&海绵条;3&海绵套管;4一前挡板;5&点焊后用胶泥密封;6&胶泥;7&固定导管用木塞;8&拂螺
栓导管;9一用三根焊条头焊在导管上
拂配螺栓可在浇注前先拂配好，也可在浇注后拂配。如果在浇注后拂配，应在拂配孔位置装拂配螺栓导管并用木塞固定。每个拂配螺栓导管的高度比垫片高度低1～2 mm。
（2）在垫片区域应当用脱模剂喷涂，方便以后拆装。
（3）点焊前挡板，挡板与机座侧面的间隙为12～20mm。前挡板应高出机座下平面20 mm以上，挡板与基座的间隙用胶泥堵塞，在溢口的两边塞入小泡沫，留出12～20 mm的间隙是用于注人环氧浇注料的浇注口。
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4) 混合环氧浇注料
(1)为了便于浇注、在浇注前先用撬棍将环氧浇注料的沉淀物撬起，放入70～80&C的烘箱内，烘1～2小时拿出后用JIFFY搅拌头将环氧浇注料拌匀，也可放在电炉上加热使浇注料的流动性变好，环氧浇注料降温至25～30T：时就可以使用了。
（2）把一瓶固化剂倒人一桶环氧料内，用手提钻(转速尽量控制在200 r/min左右)装上 JIFFY型搅拌头，以旋转方式混合，在混合中搅拌头不能升高露出液面，防止气泡带入,混合时用两脚夹紧桶以防搅拌时甩出，直到固化剂和环氧浇注料均匀一致。
（3）搅拌均蚝蠓胖昧椒种右耘懦銎荩蛘乙桓隹胀袄椿氐沽酱谓菹
(1) 浇注工作人员必须经专门培训，持有船级社颁发的浇注技工合格证。
(2) 在浇注工作过程中乃至完全固化前应停止柴油机上和周围的一切工作。
(3) 混合均蚝蟮慕阶⒘嫌】斓乩锰拾褰薪阶袄胩拾30 cm左右，浇下的料应成细条状流在淌板上，淌板与模框平面45&角。浇注时从垫块较低的一端开始浇注以便将模框中的空气排出，不要刮用桶边及桶底部的残余物。
(4) 浇注应该连续进行，直到浇注口满过垫片。固化过程中应注意防漏，并不断在每个浇 口进行补充。
(5) 若在室外进行浇注工作，要注意防雨，防水，直到完全固化。
(6) 在浇注结束时，现场浇注一块D100mmXH40mm的试样块，与机座垫片处于同一环境中固化，到时检验试样块的硬度，要求柴油机用环氧垫片的硬度在35以上（巴氏）。甲板机械用环氧垫片硬度在24以上（巴氏）。
6) 固化条件及固化剂加入量室温在10X：以下，可利用热风机、小太阳灯或远红外灯加热，使室温升到10℃以上，保持 10～12小时。再在室温情况下固化48小时。固化剂加人量300 g/套。
室温在10～20℃,室温固化48小时。固化剂加人量290 g/套。
室温在20～30℃，室温固化24小时。固化剂加人量280 g/套。
室温在30℃以上，浇注工作应在晚间或清晨进行。固化剂加人量270g/套。
7) 紧固螺栓
(1) 先盘测一下中心数据，丝垂袒淌欠癯鱿制幌鲁粒缓笏傻糁С新菟ǎ俨庖 下中心数据，按设计要求的扭力矩采用扭力扳手或拉伸器紧固螺栓。
(2) 用扳手拆除前挡板，用锉刀将垫片浇注口的锐角修整成圆角，使浇注口不会积油。
(3) 测量柴油机的臂距差，并做好记录，备恕
五、浇注型环氧型片料在轴系安装中的应用
JN&120A浇注型环氧机座垫片料还用于高速艇和游艇美人架的安装以及螺旋桨轴毂与轴管套之间的粘结与定位，由于其具有良好的减振降噪效果，故介绍如下。
1) 美人架的安装
采用斜轴传动的螺旋桨轴(又称尾轴)往往用1～3个美人架把尾轴固定在艇底下。早期的做法是美人架直接固定在艇底板上，螺旋桨和轴系的振动直接传至艇底板上，不仅会引起艇底板的疲劳，而且会引起结构噪声。自从浇注型环氧垫片料开发之后，人们发现用环氧垫片料来安装定位美人架更加省力，并解决了一直困扰的螺旋桨激振降噪的难题。具体做法是在美人架与艇体连接部位开一个俗名为&财神膛&的穴腔，将美人架初步固定后进行轴系校中，待轴系中心调整准确后，将穴腔内的空间用JN-120A浇注型环氧垫充料充垫满。它不仅使美人架与艇体的连接强度增高，而且由于环氧垫料与钢铁的声阻抗不同使振动大大下降，有效地改善了游艇乘坐的舒适性。
对{速艇美人架的定位通常采用两次浇注。第一次对调整中心后的上平面进行浇注，确保轴系中心准确;第二次浇注是将穴腔内垫充满，使美人架强度提高。
2) 轴毂与轴套管之间的黏结
轴毂与尾轴套管之间的黏结也可采用环氧浇注工艺，以取代传统的现场镗孔工艺。采用环氧浇注工艺时，轴毂内径及轴管衬套的内外径都可在内场加工完毕，然后将尾管轴承压人轴管衬套内，将轴毂焊于船体上。再把轴管衬套置入轴毂内（装入前将环氧垫片料接触面用丙酮反复擦净），用轴毂上的调节螺栓，将轴管衬套按照光仪光心定位(两端间隙用海绵条密封），或用6～10mm挡板点焊后，缝隙用手捏型环氧胶泥填充密封，待其牢固，检查合格后，从注入料斗倒入浇注环氧料，直到透气管溢出为止。由于压力较高允许分层浇注，在20℃温度下24小时即可完全固化，在固化过程中，料斗应不断补料以补充环氧料固化过程中排出的小气泡。
采用这项工艺的最大优点是可以提高轴系校中质量，彻底改掉以往用镗排加工轴系的老工艺，尤其对有美人架的细长轴系加工及安装更显节能、省工的优点。
3) 喷水推进装置定位安装
喷水推进装置的艉喷口法兰、吸口法兰、艉轴封法兰、中间轴承定位如果采用浇注型环氧垫片来安装就变得非常简单可靠，已在近一百多艘各类喷水{速舰艇上应用，效果非常好。
施工时先调整好喷水推进装置的中心位置，加以定位，将与环氧垫片接触面用丙酮反复清洁干净，不能有任何油、水侵入。环氧垫片浇注单边最小空隙应大于10mm。用宽度35mm， 厚1～2 mm的铁皮做挡板，点焊固定到艇体构件上，周围的缝隙、螺栓处用特种JN-120HDg 密封胶泥做好密封工作。浇口放置在12点位置的接缝处，后端如果
人无法进入密封，应考虑开工艺孔。