一、振動(dòng)的來(lái)由
當(dāng)柴油機(jī)以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿小端隨活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，桿身繞活塞銷或十字頭銷擺動(dòng)，曲軸基本為勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)這種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，必然要產(chǎn)生周期性變化的不平衡力和力矩。除了會(huì)影響活塞、連桿和曲軸的強(qiáng)度，也影響連桿小端和大端的負(fù)荷、潤(rùn)滑和磨損，同時(shí)還會(huì)使柴油機(jī)發(fā)生振動(dòng)并引起船體振動(dòng)，甚至導(dǎo)致柴油機(jī)或船體發(fā)生故障或損壞。
曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用力的基本來(lái)源有兩個(gè)方面：一方面是氣體壓力；另一方面是由運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的慣性力，包括往復(fù)慣性力和回轉(zhuǎn)慣性力以及連桿力偶。側(cè)推力、切向力、法向力等都是在忽略了部分部件重量及摩擦力等因素的情況下，在以上力源的作用下所引起的。發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的氣體壓力向上作用在氣缸蓋上，通過(guò)氣缸蓋螺釘將力傳到機(jī)身，有使柴油機(jī)向上跳動(dòng)的趨勢(shì)，另一方面，氣體壓力又作用于活塞頂上，通過(guò)連桿、曲柄傳到主軸承上，最后同樣到達(dá)機(jī)身，使柴油機(jī)有向下的趨勢(shì)，兩力正好相互抵消，使柴油機(jī)保持不動(dòng)，所以氣體力不產(chǎn)生對(duì)外的作用效應(yīng)，由于氣體力在氣缸套上產(chǎn)生側(cè)推力，在主軸承處分解成一側(cè)向力，其大小等于側(cè)推力，但方向相反，使柴油機(jī)有傾倒的趨勢(shì)。柴油機(jī)的往復(fù)慣性力最終將通過(guò)主軸承使柴油機(jī)產(chǎn)生上下跳動(dòng)的效應(yīng)。同時(shí)，往復(fù)慣性力也將產(chǎn)生顛覆力矩，使柴油機(jī)有傾倒的趨勢(shì)。柴油機(jī)的離心慣性力將使柴油機(jī)形成上下左右跳動(dòng)的作用力，而連桿力偶則是使柴油機(jī)左右搖擺的力矩。以上幾種作用力或力矩都是周期性的發(fā)生變化的，因此當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這些周期性變化的力或力矩將使柴油機(jī)產(chǎn)生周期性的跳動(dòng)或擺動(dòng)，這是柴油機(jī)引起振動(dòng)的根源。
對(duì)于多缸柴油機(jī)，其合成離心慣性力、合成往復(fù)慣性力、總連桿力偶可以互相抵消，對(duì)柴油機(jī)振動(dòng)的影響可以忽略；而合成離心慣性力矩（各缸曲柄離心慣性力對(duì)多缸機(jī)重心力矩之合成力矩）使柴油機(jī)縱向產(chǎn)生上下、左右方向的振動(dòng)，合成往復(fù)慣性力矩（各缸往復(fù)慣性力對(duì)多缸機(jī)重心的力矩之和，分為一次為往復(fù)慣性力矩和二次往復(fù)慣性力矩）使柴油機(jī)在縱向平面內(nèi)上下擺動(dòng)，總傾覆力矩（曲軸輸出扭矩的反作用力矩）引起多缸柴油機(jī)的橫向振動(dòng)，并通過(guò)基座作用到船體，激發(fā)船體振動(dòng)。
二、柴油機(jī)振動(dòng)的危害
柴油機(jī)振動(dòng)的危害概括有:
1、影響可靠性和耐久性，破壞結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，特別是各種連接處，如焊縫、鉚接等；損壞各種機(jī)械設(shè)備，特別是它們和固定構(gòu)件的連接處，如機(jī)座支腳，管路支架，軸承連接螺栓等；損壞各種機(jī)械零件，如軸和軸承，裝配部件氣密性的喪失等；縮短電氣元件的使用壽命。
2、降低動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。振動(dòng)消耗能量，而且改變了柴油機(jī)的最佳準(zhǔn)時(shí)，導(dǎo)致柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性下降。
3、引起結(jié)構(gòu)噪聲。機(jī)型設(shè)備的振動(dòng)會(huì)傳給基礎(chǔ)并引發(fā)它們的振動(dòng)，同時(shí)使相鄰的空氣發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)噪聲或固體噪聲。
4、破壞了儀器儀表的正常工作條件，降低了測(cè)量精度；破壞很多自動(dòng)控制設(shè)備的正常工作或造成控制設(shè)備失靈。
5、惡化了操作管理人員的工作條件，使人易疲勞注意力減弱，引發(fā)事故，長(zhǎng)久下去將造成操作管理人員生理疾病。
三、隔振原理及方法
設(shè)備與基礎(chǔ)（或稱基座）之間通過(guò)具有較大彈性的隔振元件（如鋼絲繩隔振器）支撐，而非剛性相連，則設(shè)備、基礎(chǔ)與具有較大彈性的隔振元件所組成的系統(tǒng)就稱為隔振系統(tǒng)。分為主動(dòng)隔振或積極隔振（減小振動(dòng)系統(tǒng)對(duì)外界的影響，如動(dòng)力機(jī)器、回轉(zhuǎn)機(jī)械、鍛沖壓設(shè)備的隔振）和被動(dòng)隔振或消極隔振（減小外界振源對(duì)設(shè)備的影響，如電子儀表、貴重設(shè)備、精密儀器等的隔振）兩種。一般來(lái)說(shuō)，主動(dòng)隔振是在亞音頻（3-30Hz）到音頻（30-1000Hz）這一頻率范圍內(nèi)，而被動(dòng)隔振通常在亞音頻（3-30Hz）范圍內(nèi)。他們的隔振方法是一樣的，即在物體和基座間裝設(shè)隔振器作為彈性支承來(lái)實(shí)現(xiàn)的。彈性支承的主要作用在于：它具有一定剛度，因此在振動(dòng)時(shí)有一和振動(dòng)位移成正比的恢復(fù)力；它又有一定阻尼，因此在振動(dòng)時(shí)又有一和振動(dòng)速度成正比的阻尼力。在主動(dòng)隔振中可使作用到基座上的這兩種力的矢量和，也就是傳遞到基座上的傳遞力變得很小，而周期性的擾動(dòng)力則由物體振動(dòng)時(shí)的慣性力部分或絕大部分地抵消，從而達(dá)到隔振目的。而在被動(dòng)隔振中，良好的設(shè)計(jì)可使大部分的基座振動(dòng)都被彈性支承吸收，物體則能憑借其慣性維持基本不動(dòng)。
單層隔振系統(tǒng)就是設(shè)備與基座之間只有一層隔振元件的隔振系統(tǒng)。雙層隔振系統(tǒng)與單層隔振系統(tǒng)的主要區(qū)別是，采用兩層隔振器，并在兩層隔振器之間插入一個(gè)中間質(zhì)量塊。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，中間質(zhì)量塊的慣性力能平衡掉一部分由上層隔振器傳來(lái)的力，從而使被隔振設(shè)備與基座之間的力傳遞率減小。對(duì)一個(gè)隔振系統(tǒng)來(lái)說(shuō)有這么幾個(gè)基本要求：系統(tǒng)的固有頻率要低，共振時(shí)的傳遞率要小，越過(guò)共振區(qū)后傳遞率曲線應(yīng)陡峭的下降。按照這些要求來(lái)考察單層隔振系統(tǒng)就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多不足。大量試驗(yàn)研究指出，單層隔振系統(tǒng)裝置僅對(duì)低頻域隔振（即一般機(jī)械的常用轉(zhuǎn)速范圍，小于50Hz）十分有效，而對(duì)于100Hz以上的高頻域振動(dòng)干擾（極大部分的機(jī)構(gòu)噪聲都是高頻范圍），隔振效果不理想，此時(shí)就要用雙層隔振。其原因在于：在影響隔振效果的諸多因素中，機(jī)組和基礎(chǔ)的非剛性影響是最主要的。實(shí)際的機(jī)械、設(shè)備和支承它的托架、底盤不可能是理想的剛體質(zhì)塊，在高頻下不可避免的要出現(xiàn)很多結(jié)構(gòu)響應(yīng)共振波峰，并且由于金屬結(jié)構(gòu)的內(nèi)部阻尼很小，導(dǎo)致了這些波峰都很陡峭高聳。
一般動(dòng)力機(jī)械或機(jī)組在進(jìn)行隔振時(shí)，根據(jù)具體情況及機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，可分為局部隔振和整體隔振。所謂局部隔振是指在整個(gè)機(jī)組系統(tǒng)中，只有一部分（通常是原動(dòng)機(jī)）進(jìn)行隔振，其他部分仍然固定。這種隔振缺點(diǎn)較多，僅用于從動(dòng)機(jī)位置精度要求很高或重量、體積很大不宜安裝彈性支承的情況。整體隔振指原動(dòng)機(jī)和從動(dòng)機(jī)一起剛性的安裝在一個(gè)剛性很強(qiáng)的公共底座上，以使整套機(jī)組形成一個(gè)剛體，然后再將剛體安裝在彈性支承上進(jìn)行隔振。它的優(yōu)點(diǎn)：
?。?）由于加設(shè)了公共底座，整個(gè)機(jī)組作為一個(gè)整體，剛性、質(zhì)量大為增加，這對(duì)隔振來(lái)說(shuō)是有利的，非但可以提高隔振效率，而且機(jī)組本身的振動(dòng)也減小了。
?。?）由于整個(gè)機(jī)組是剛性地連接在一起，沒(méi)有相對(duì)移動(dòng)，因此彈性支承兩側(cè)的隔振器的載荷是均勻的。
（3）由于公共底座的剛性很大，因此能避免基座對(duì)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的影響（如軸線走中）。
值得提出的是，對(duì)于已隔振的機(jī)械、設(shè)備，一定要保證它能自由的振動(dòng)。因此凡是和外界相聯(lián)系的所有的管路（油、氣、水等，排氣管用金屬波紋管）、電纜、聯(lián)軸節(jié)、傳動(dòng)軸等一定要做成繞性的，以避免振動(dòng)短路，破壞隔振效果。在隔振裝置中這種“振橋”常是產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，疲勞破壞的最薄弱環(huán)節(jié)，必須力求避免。
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