锻锤的减震与隔振措施.PDFVIP

锻锤的减震与隔振措施 吕增印 〖摘要〗 本文介绍了锻锤工作时振动的产生、危害并重点介绍 了减震与隔振的具体措施及其效果。 〖关键词〗锻锤；振动；隔振 1. 振动的产生 锻锤对热坯料进行打击时，部分动能E将转化为锻锤受力零件及 锻件的弹性变形能Et, 以及锤头、砧座的回跳动能Eht，见下图：锻锤 打击能量的转换形式。经计算表明，在传统的有砧座模锻锤上进行终 锻时，大约有 30%的有效动能将转换为锤头及砧座的回跳能。其中砧 座的回跳能E1将使砧座向下作加速运动，产生振动能，除一小部分能 量E’1被砧下的垫层吸收外，大部分能量E1”将直接作用于锻锤的混凝 土基础上，产生振动。另外，打击后锻锤受力构件及锻件所吸收的弹 性变形能Et有一部分逸出至周围介质中形成Et1，Et1的一部分将在锤砧 下引起高频振动，这部分能量与上述E1”叠加，并传给基础和土壤， 同样引起振动公害。 锻锤打击能量的转换形式 2. 振动对环境的影响 2.1 振动对锻工及其他操作人员的影响 锻工经常性的手持夹钳等振动工具工作，受到局部强烈振动，由 于工作状态的不同，振动可传给一侧或双侧手臂，有时可传到肩部。 长期持续使用振动工具能引起末梢循环、末神经和骨关节肌肉运动系 统的障碍，严重时可患局部振动病，具体如下： (1) 神经系统：以上肢末梢神经的感觉和运动功能障碍为主，皮肤 感觉、痛觉、触觉、温度功能下降，血压及心率不稳，脑电图有改变。 (2) 心血管系统：可引起周围毛细血管形态及张力改变，上肢大血 管紧张度升高，心率过缓，心电图有改变。 (3) 肌肉系统：握力下降，肌肉萎缩、疼痛等。 (4) 骨组织：引起骨和关节改变，出现骨质增生、骨质蔬松等。 (5) 听觉器官：低频率段听力下降，如与噪声结合，则可加重对听 觉器官的损害。 (6) 其他：可引起食欲不振、胃痛、性机能低下、妇女流产等。 2.2 振动对厂房基础及厂房结构的影响 当锻锤等冲击性锻压设备基础振动时，振动通过土壤传播会影响 邻近建筑物。例如，当锤基振动过大时，将使厂房基础下的地基土层 沉陷。并且，离振源不同距离处的厂房基础，将以不同的速率下沉， 造成厂房基础各处不均匀沉陷，导致外墙开裂，甚至破坏。 XX 钢厂锻钢生产线是由前苏联援建的重点工程，车间最大锻锤 5t。由于设计中对震动很大的锻锤基础没有做特殊处理，投产后 15 年，设备基础严重下沉至 360 毫米，同时振动引起厂房柱子下沉，造 成柱间屋盖严重变形，吊车不能正常运行。 2.3 振动对精密仪器、设备及周围居民的影响 当锻锤等冲击性锻压设备的基础振动时，对邻近的精密仪器、设 备和周围的居民均有影响。为保证邻近精密仪器、设备能正常工作， 确保周围居民有安宁的生活环境，精密仪器、设备和居民需要离振源 的最小距离见下表：精密仪器、设备和居民离锻锤的必要距离。 精密仪器、设备和居民离锻锤的必要距离 锻锤落下部分重量/t 距离/m ＜1 50～80 1～2 80～100 3～5 100～200 10～16 300～500 3. 锻锤的减震与隔振 针对以上锻锤振动给周围环境带来的危害，近年来国内外研制出 了相应的应对措施，主要方法如下： 3.1 依靠土壤的阻尼作用使振动自然衰减 由于土壤的阻尼很小，要 保证锻锤无振动危害，距离振源所需要的“安全距离”太大。如 2.3 表：精密仪器、设备和居民离锻锤的必要距离，对于 1t 锤，其安全 距离应为 50～80m，这个要求即便是对新建的车间来说，也是难以实 现的。 3.2 利用防振沟对振动波进行屏蔽 这是在锻锤振动的传播途径中 进行隔振所采取的措施，该措施对水平隔振有一定的作用。然而，对 于垂直振动而言，由于一般土壤的瑞利波速VR大约为 200m/s，如果振 动频率为 10HZ，则振动波长LR=20m，当深度比（沟深H与振动波长LR的 比值）为 0.6（此时防振沟才能凑效）时，沟深需 12m。显然，在锤 基周围挖掘如此深的沟是很困难的。 3.3 增大混凝土基础质量和基础底面积 该措施可减少锻锤对地面 产生的振动强度。然而这将使与其配套的切边压力机和加热设备远离 锻锤，降低单位面积产品产量，并增加了基础建造费用。 3.4 对蒸汽空气锤进行改造 用电液驱动的动力头替换汽（气）压驱 动的气缸，用封闭气体膨胀打击、液压回程、锤身微动式结构可大大 降低基础的振动。 3.5 采用弹性隔振基础 采用该措施可使锻锤基础传给土壤的振动 强度大大减小，是目前国内外应用最广的一种最有效的积极隔振措 施。具体的隔振措施见下表：锻锤隔振基础分类。 锻锤隔振基础分类 隔振方式 弹性元件 安装方式 结构特