精密设备仿生隔振系统研究基本信息

通过对具有良好隔振性能的啄木鸟头部独特特征生物结构和隔振机理的研究，将生物学、仿生学引入精密设备隔振领域，提出了精密设备隔振器的仿生学实际新方法，并将其与被动隔振、主动隔振技术理论相结合，提出了精密设备仿生隔振系统、仿生可控气囊减振器的新概念。研究成果将应用于精密制造、测量、航空航天、军事等领域的精密设备隔振设计。

气垫隔振器又称气体弹簧隔振器，是一种高效隔振器，由橡胶制作充气而成，振动频率很低，隔振效果比钢弹簧更好 。一般由橡胶制件充气而成，振动的频率特别低时，它的隔振效果比钢弹簧更佳。固有频率可低至0.1～5赫。它在共振时阻尼高，而在高频时则阻尼小。缺点是：价格昂贵，负载有限，并须经常检查。气垫隔振器分单向作用和双向作用两种。

隔振垫有软木、毛毡、橡胶垫和玻璃纤维板等，优点是：价格低廉，安装方便，并可裁成所需大小和重叠起来使用，以获得不同程度的隔振效果。

①软木：用作隔振材料的历史最为悠久，通常在承受压力时，静态压缩量达到30%，也不会横向凸出。常用总厚度为5～15厘米，承受负载为每平方厘米0.5～2.0公斤，阻尼比约0.06。软木对腐蚀和溶剂的抵抗力强，对温度变化不甚灵敏。在室温下，使用寿命可达几十年之久。软木由于低频隔振较差，通常适用于扰动频率大于20～30赫的隔振。中国制造的经过碳化的保温软木，其固有频率约11～33赫。

②橡胶垫：特性和橡胶隔振器相似，但由于橡胶在受压时的容积压缩量极小，仅在能横向凸出时才能压缩，故通常做成异形板以容许横凸出和受挠曲，以增加静态压缩量。海绵橡胶垫的静态压缩量较大，但负载能力较小。

③玻璃纤维板：有各种密度和纤维直径的品种。这种隔振材料的劲度通常是随着密度、纤维直径和静态压缩量的增加而递增。中国采用保温用的酚醛树脂玻璃纤维板, 在未加负载时总厚度约 5～15厘米，常用负载为0.1～0.2千克力/厘米²，阻尼比0.04～0.07，固有频率5～10赫。玻璃纤维板对工业溶剂的抵抗力强，但会吸收潮气等。这种隔振材料由于承载面积较大和静态压缩量大，通常用混凝土机座，在施工和使用时要防止水、砂浆等渗入。它主要用于播音室、录音室、声学实验室和设备的隔振以及一些机器的隔振。

④毛毡：在厚度大，柔软和不致受到过度静负载时，其隔振效果最好。由于阻尼系数较高，在共振时只放大四倍，加之阻抗大，且与大多数工程材料不匹配，故对减少声频范围内的振动传递特别有效。通常采用的厚度为10～25毫米，当承受0.2～7千克力/厘米²压力时，其固有频率约20～40赫，系由毛毡厚度而不是由其面积和静负载决定。

⑤金属橡胶隔振垫：以金属丝为原材料，不含有任何普通橡胶，但却具有橡胶一样的弹性和多孔性，特别适合于解决高低温、大温差、高压、高真空、强辐射、剧烈振动及腐蚀等环境下的阻尼减振、过滤、密封、节流及吸音降噪等疑难问题，可以根据不同工况需要制备出各种结构形状。而且具有储存和使用寿命长，没有老化现象等特点，是航空航天、国防武器装备及民品特殊工况下普通橡胶的最佳替代品。

金属橡胶隔振垫的优点：

1、以金属丝为原材料，不含有任何普通橡胶，但却具有橡胶一样的弹性和多孔性。

2、耐高低温、大温差、高真空、强辐射及腐蚀环境。

3、承载能力高，耐疲劳，无老化现象，使用寿命和储存时间长。

4、可满足阻尼、减振、密封、过滤、节流及吸声降噪等需求，是特殊工矿下普通橡胶产品和其它多孔材料制品的最佳替代品。

5、其性能指标具有可设计性，改变不同的工艺参数和方法，可以制备出具有不同结构尺寸和性能特点的金属橡胶产品。

6、适用于航空航天、弹船星舰、国防武器装备、石油化工及汽车工业等各种领域，具有军民两用的鲜明特征 。