减振技术论文精品(七篇)

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关键词：机械 驾驶室 减振设计

1、概述

工程机械在水利工程、道路施工、矿山等场合得到大量的使用，其性能的可靠性直接影响到工程建设的正常开展。这类机械的设计时通常采用静态设计，设计理念上更多的是考虑机械的强度、耐久性等和机械的工作性质直接相关因素。但从实际使用情况来看，国产的大型工程机械普遍存在着施工过程中振动过大的问题，这将间接影响设备的抗疲劳特性和操作人员的舒适性和操作的稳定性。由于工程机械的工作环境恶劣，车体结构的振动问题更加明显，直接影响到驾驶员的舒适性和驾驶的安全性。因此对于大型工程机械而言，控制车体振动尤其是驾驶室的振动，寻求有效的减震设计方法，对于提高驾驶员的舒适度和车体驾驶室构件的疲劳寿命都是有重要意义的。大型工程机械的振动控制问题是个非常复杂的问题，本文将这一问题缩小到驾驶室的减振设计上，主要通过发动机悬置位置的优化设计，以及基于模态分析和被动隔振理论来降低驾驶室的振动效应。

早期的汽车发动机减振方法是利用硫化橡胶，但硫化橡胶在耐油和耐高温方面表现不够理想。20世纪40年代设计出了液压悬置装置来降低发动机的振幅，并取得了较好的使用效果。但液压悬置减振装置在高频激励下会出现动态硬化的问题，已经逐渐不适应汽车发动机减振的要求。上述几类减振方式都属于被动减振技术，在此基础上，随着发动机减振技术的进步，半主动减振技术开始应用到发动机减振中，这类减振技术的代表作是半主动控制式液压悬置装置，这类减振技术的应用最为广泛。尽管后来又出现了由被动减振器、激振器等所构成的主动减振技术，这一技术能够较好的实现降噪性能，但结构非常复杂，在恶劣工作环境下的工程车辆较少使用。

在工程车辆驾驶室的舒适度设计方面，主要所依据的是动态舒适性理论，用以评价驾驶人员在驾驶室振动的条件下对主观舒适程度。从驾驶员所承受的振动来源来看，主要是受发动机的周期性振动和来自于路面的随机激励。其传递机理较为复杂，跟发动机、驾驶室、座椅等的减振都有关系。因此为便于分析，本文中只针对驾驶室的减振问题展开研究。

2、大型工程机械驾驶室的减振设计

如前文所述，驾驶室的振源激励主要来自于路面和发动机及其传动机构。来自于路面的振源激励具有很大的随机性，要进行理论分析非常困难。加之在需要使用大型工程机械的场合机械的运动速度一般都较慢，随之产生的路面激振频率较低。因此相比之下，大型机械的发动机在运行时一直都处在高速运转状态，由此产生的激振频率很高，也更容易导致构件的疲劳损坏，实践证明发动机及其附件的疲劳损坏主要是由发动机周期激振力产生的交变应力引起的。从物理背景来看，工程机械的驾驶室所受到的振动激励主要来从车架传递到台架，驾驶室的振动行为属于被动响应。为了便于分析，将驾驶室的隔振系统进行简化，以单自由度弹簧阻尼系统来对驾驶室受到振动激励过程进行分析。

2.1发动机的悬置设计

发动机在工作过程中的振动原因主要是不平衡力和力矩，这类振动不仅会引起车架的的振动，也会形成较强烈的噪声，不仅会影响到构件的使用寿命也会影响驾驶员的舒适度。要缓解发动机振动所造成的负面影响，采用悬置的设计方式是比较有效的途径，其实现方式是在动力总成和车架之间加入弹性支承元件。悬置设计方式的理论基础是发动机解耦理论，通过解除发动机六个自由度解耦，改变发动机的支撑位置，从而实现发动机自由度间振动耦合的解除。此外，需要配合使用解除耦合后的各自由度方向的刚度与相应的阻尼系数，但应注意在解耦之后振动最强的自由度方向的共振控制，可应用主动隔振理论来确定减震器的刚度和阻尼系数。采用合适的刚度和阻尼系数的目的在于控制发动机悬置系统的减振区域。

具体到悬置设计的细节方面，主要是确定发动机支撑的数目和相应的布置位置。在考虑发动机动力总成悬置系统的支撑数目时，考虑的因素包括承重量和激振力两大类。在设计时通常都会依据车辆类型的不同选择三点或者四点支撑方式。对于大型机械而言，在实践中一般都会采用四点支撑的方式，本文中作为算例的发动机属于某型重型挖掘机的发动机。因此采用经典的四点支撑。其支撑位置选择在飞轮端和风扇端，上述两个位置分别设置两个对称的支撑点，采用支撑对称的目的在于后期解耦方便。从布置的方式上看，主要有平置、汇聚和斜置三种典型布置方式，具体采用哪种方式取决于发动机周围附属配件的布局方式以及车架所能提供的空间有关。本文中不重点讨论减振支撑的布置方式，因此仍然采用平置式的减振布置方式。

2.2悬置系统的动力学分析

为减少研究成本，在支撑的材料上选用橡胶减振器。由前节所述，由于采用的是四个平置式的橡胶减震器，因此可以在进行力学分析时将其简化为三个互相垂直的弹簧阻尼系统，从而可以构建一个发动机主动隔振的力学模型。

2.3驾驶室模态试验

在上述基本力学分析的基础上，进一步采用驾驶室模态试验的方法来检验整个驾驶室的减振效果，其目的在于掌握驾驶室的动态特性和找出驾驶室结构上的薄弱部位，同时以试验为基础还可以调整驾驶室减震器的系数匹配，减小驾驶室的整体振动响应。在试验时以快速傅里叶变换为以及，测量激振力和振动响应之间的关系，从而得到二者之间的传递函数，而模态分析的目的是通过实现来实现传递函数的曲线拟合和确定结构的模态参数。本试验中采用LMS模态测试分析软件，驾驶室所受的激振用力锤激振器来模拟。在试验时用力锤敲击驾驶室从而制造出1-200HZ脉冲信号。通过记录下在不同激振频率下驾驶室结构的反应来确定驾驶室各个构件的强度，以及应该避免的激振频率。在得到这些基础数据后可为后续的驾驶室减振设计的选择悬置系统的减振区域的临界值，使得驾驶室所有构件的固有频率都能够位于减振器的减振区域内，从而起到抑制驾驶室结构的振动响应。■

参考文献

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安装在结构系统上的特殊构件可以提供运动的阻力,耗减运动能量的装置称为阻尼器[1]。目前市场上出现的阻尼器种类很多,按作用力方向可分为单方向阻尼与双方向阻尼;按安装位置可分为前阻尼与后阻尼;按结构形式可分为伸缩管式阻尼、摇臂式阻尼、摇臂杠杆垂直式及倾斜式阻尼;按工作介质可分为弹簧-空气阻尼、液力阻尼、油-汽阻尼、氮气液压阻尼等[2-3]。弹簧-空气阻尼器是一种利用空气粘滞性的减振装置,弹簧的作用一方面是支撑结构系统,另一方面则是将振动产生的机械能转换为自身内热而释放。液力阻尼器主要是利用液压油流经阻尼小孔时所产生的阻力来达到吸振减振的目的[4],文中主要研究的是一种双向伸缩杆式双簧液压阻尼器。

1双簧液压阻尼器结构及工作原理

1.1双簧液压阻尼器结构设计双簧液压阻尼器结构(图1)主要由液压腔、左旋外弹簧、右旋内弹簧3部分组成。液压腔用于存放液压油,利用液压油的阻尼效应来达到吸振减振的目的。左旋外弹簧主要起支撑阻尼结构系统的作用,右旋内弹簧用于改善阻尼器的力学性能,由于单一弹簧在受外界作用力时会产生相应的偏心力[5],采用左右旋两根相嵌弹簧可以改善阻尼器受力的均匀性,这就是文中双簧液压阻尼器结构的设计理念。

1.2阻尼器工作原理双簧液压阻尼器外部结构(图2)主要包括上下支点、上下端盖、内外圈左右旋弹簧。内部结构(图3)主要包括上下液压腔、活塞杆、内置弹簧、活塞、密封圈、底阀、阻尼小孔及U型液压缓冲腔。上下支点主要用于固定阻尼器结构的安装位置,当上下支点受到外界挤压激振力,活塞杆往下运动,下腔液压油经阻尼小孔流入U型液压缓冲腔。当激振力较大时,活塞杆下降至一定高度,U型液压缓冲腔油液充满,下腔油压增大,活塞上阻尼小孔打开,少许液压油流入上腔;激振力减小时,U型液压缓冲腔液压油经底阀阻尼小孔流回下液压腔,阻尼器完成一次吸振减振过程。在活塞杆下降或上升过程中,上下液压腔空间增大,油压减小,部分区域出现真空,产生空穴现象[6],这种现象对于阻尼系统是非常不利的,要尽量避免。在结构上文中采用两种方法:增设内置弹簧和活塞上增加阻尼小孔。

2阻尼器随机振动测试试验

2.1试验模型建立将双簧液压阻尼器安装在绿源KGS-3H电动车左右两侧作为后阻尼减振器,安装角度为60°(与地面夹角)。图4为2自由度双输入双输出随机振动测试试验简化模型。假设所建立的系统是线性系统,根据线性系统可知系统的响应信号满足叠加原理[7],即激励、系统、响应三者在时域内的关系为。

2.2随机振动试验测试试验选用HEV-50电磁激振器作为系统输入,输入信号选用D级路面谱白噪声随机激振力[9],双簧液压阻尼器安装在绿源KGS-3H车型后阻尼减振悬架上,响应信号选用ICP压电式加速度传感器BQW(灵敏度100mV/g)进行拾取,信号采集、处理选用VXI数据采集模块AgilentE1432A(8通道)。同样的,选用一组同规格单簧左旋液压阻尼器YMT-B1安装在同一车型上,进行随机振动测试试验,并比较两者的减振特性。试验过程:分析频带f为0~100Hz,谱线数为400线,采样点数为1024点(一帧)。对多次试验所得的响应信号加以平均得到响应点2处加速度响应双谱。试验测试框图如图5所示,D级路面谱白噪声如图6所示,单簧与双簧阻尼系统单位脉冲如图7所示,单簧与双簧响应点2处的双谱幅频如图8和图9所示。从图8和图9响应信号双谱幅频图分析可知,双簧液压阻尼系统在响应点处的双谱幅频图在空间表现为能量谱线的均匀分布,在谱线数值上与单簧双谱相差2个数量级;单簧液压阻尼系统在响应点处的双谱幅频图在空间则表现为能量谱线的集中分布,并伴有少量谱的能量泄漏,这是单簧液压阻尼器受偏心力作用下的一种能量谱表现形式。

3双簧液压阻尼器动态减振特征曲线

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关键词： 缓冲限位块； 聚氨酯； 结构优化； 拉应力

中图分类号： U463.82； TB115.1文献标志码： B

引言

汽车缓冲限位块是减振系统中非常关键的零件之一.在国产中高档轿车和商务车中，缓冲限位块通常与弹簧组合使用.当车辆遇到恶劣路面时，弹簧先产生一定的形变，随后缓冲限位块开始吸收冲击能产生形变，满足司乘人员乘坐的舒适性要求和轿车行驶的平稳性要求；同时，减振器和汽车底盘也得到充分保护，能够有效提高减振器的使用寿命[15].缓冲限位块在减振系统中的结构示意见图1.

采用聚氨酯材料制作的缓冲限位块相比于单纯的弹簧系统或橡胶缓冲块，主要有以下优点[6]：（1）良好的压缩性和变形能力；（2）非常优秀的耐动态疲劳性能；（3）良好的化学稳定性，如耐低温、耐老化和耐磨性等；（4）质量更小.

我国涉足聚氨酯缓冲限位块的时间较晚，目前产品开发存在的问题主要体现在2方面：（1）工艺技术不成熟，表面易起泡，影响外观质量和使用寿命；（2）机械性能难以满足要求，试验容易产生开裂破坏.

本文以某款新开发的聚氨酯缓冲限位块为研究对象，在材料满足机械性能要求的前提下，采用结构有限元法[7]，在Abaqus 6.10中通过对限位块静强度计算结果的解读，分析产品疲劳试验开裂的原因，提出优化改良方案，并对优化后的产品进行静强度计算，最终获得满足要求的缓冲限位块结构.

图 1缓冲限位块结构

1原始结构分析

本文研究的缓冲限位块在样品试制阶段进行疲劳试验.试验方案是将限位块放在试验平台上，由金属压头将限位块压缩36 mm.根据减振系统设计要求，缓冲限位块要满足20万次的疲劳寿命而不发生开裂；但在样件试验过程中，产品压缩12万次后发生开裂，见图2.

图 2缓冲限位块样件疲劳开裂

本文参考试验内容建立缓冲限位块结构分析有限元模型，通过对应力分布的分析，查找疲劳破坏的原因.

1.1有限元模型建立

有限元模型的建立和分析在软件Abaqus 6.10中进行.根据缓冲限位块结构特征，取1/2对称模型，采用C3D8R单元划分网格，单元数量为172 134个，网格模型见图3.

根据样件试验条件，建立约束条件和载荷（见图4）.

（1）在对称面上施加对称约束.

（2）建立刚性面模拟试验底座，刚性参考面参考点为全约束.

图 3缓冲限位块有限元网格模型

图 4有限元模型边界条件

（3）建立刚性面模拟试验压头，刚性面参考点约束除U3之外的自由度.

（4）在刚性面与缓冲限位块的接触面以及缓冲限位块上可能发生自接触的各表面，设置接触关系.

（5）根据试验要求，压头刚性面参考点施加向下的轴向位移36 mm.

1.2应力结果分析

试验中样件发生断裂破坏，根据材料力学强度理论，在有限元分析中选取结构的拉应力值进行判断.提取减振器受载后的位移拉应力曲线，见图5.已知该聚氨酯材料的断裂强度（即拉伸极限）为50 MPa.由图5可知，当加载位移为25 mm时产品拉应力超过拉伸极限，说明此时产品局部位置已经开始发生断裂.

图 5位移拉应力曲线

缓冲限位块受载25 mm时的拉应力分布见图6可知，缓冲限位块中超过拉伸极限的位置分布在内部上端凹槽处，亦即此处可能先发生微小尺寸断裂.

图 6缓冲限位块拉应力分布

缓冲限位块为圆周回转结构，加载方向为沿回转轴向，受载时缓冲限位块结构沿轴向压缩的同时沿周向扩张，产品周向产生相对较大的张力；在周向凹槽、孔和圆角位置会出现应力集中，产生较大的应力，并导致在应力集中位置发生初始破坏.该缓冲限位块内部上端的凹槽即属于此类情况，当加载位移达到25 mm时，凹槽位置的拉应力超过50 MPa，开始出现微裂纹.随着产品不断承受疲劳载荷，微裂纹随之扩展，扩展达到一定程度时微裂纹引起大范围的断裂破坏，呈现如图2所示的破坏状态.

由图6可知，除上文提到的凹槽外，缓冲限位块顶部的受载平面位置、外圆周的2个凹槽位置以及底部平面位置，在受载过程中所产生的拉应力相对较大，由此可推测当缓冲限位块受载位移达到35～40 mm时，以上位置皆可能出现微裂纹，且会随着疲劳载荷的施加而不断扩展，导致产品局部破坏，直至失效.

缓冲限位块压缩26 mm的变形云图见图7，可知，缓冲限位块沿轴向的位移是均匀变化的，即产品沿轴向的应变是均匀变化的（应力集中位置除外），在产品工作过程中能够平稳地实现减振的目的，因此，轴向结构不需要优化.

图 7缓冲限位块压缩26 mm的变形云图

经原模型计算分析可见，缓冲限位块的周向形面结构需要优化.

2结构优化分析

由于缓冲限位块内部上端凹槽为非功能结构，为满足机械性能，可以将其优化去除.另外，由于该产品由聚氨酯材料制作，在发泡过程中容易在尖角位置产生气孔等不良缺陷，因此在结构优化时将关键位置的尖角结构改为圆角.优化前后的结构对比见图8.

（a）优化前（b）优化后图 8缓冲限位块优化前后结构对比

优化后结构具有轴对称特征，采用轴对称有限元建模方法，可以大幅降低计算量，有利于优化分析研究.

缓冲限位块受载36 mm时的拉应力分布云图见图9，从左到右依次为：全局拉应力、面外（周向）拉应力和面内拉应力.显然，优化后缓冲限位块结构表面的拉应力主要分布在内侧的①②区域和外侧的③区域，以圆周方向拉应力为主；纵截面内部拉应力相对较小，且分布较均匀.此结果再次表明，原始结构中在①区域设置凹槽结构必然会引起较大的应力集中，是不合理的结构设计.图 9缓冲限位块受载36 mm时的拉应力分布云图

对优化后的结构重新进行分析，提取位移拉应力曲线，见图10.

图 10优化模型位移拉应力曲线

由图10可知，在加载36 mm时，缓冲限位块拉应力为36.45 MPa，尚未达到拉伸极限，亦即产品不会发生断裂破坏，优化模型符合设计要求.

3结论

（1）缓冲限位块原模型受载25 mm时，在内部上端凹槽处出现应力集中，拉应力超过拉伸极限50 MPa，开始出现微裂纹，且随着交变载荷的施加开始扩展，最终导致产品开裂失效.

（2）优化模型去除引起应力集中的凹槽，受载36 mm时，产品拉伸应力未超过拉伸极限，该优化结构满足设计要求，且优化去除的凹槽属于非功能结构，因此优化方案可行.

（3）在产品试制过程中，运用仿真和优化的方法明确缓冲限位块试验开裂的原因，并提出优化改良方案，加快产品研发速度.参考文献：

[1]曹宽宽， 邓益民， 叶伟强. 基于磁流变弹性体的汽车减振系统仿真分析[J]. 机电工程， 2010， 27（3）： 2528.

[2]何海， 周鋐， 徐海卿， 等. 基于车身3自由度刚体模态计算的轻型载货汽车驾驶室悬置系统优化[J]. 汽车技术， 2013（1）： 1519.

[3]贾永枢， 周孔亢， 徐兴， 等. 汽车单筒充气磁流变减振器特性的试验研究[J]. 汽车技术， 2013（3）： 5154.

[4]王伟华， 李志成， 于长淼. 一种新型汽车馈能减振器的结构设计与特性分析[J]. 汽车技术， 2010（3）： 4446.

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【关键词】中央空调，消声，减振

中图分类号：TU831文献标识码： A

一、前言

随着当今社会的不断发展和人民生活水平的不断提高，中央空调的应用越来越广，因此对中央空调系统消声与减振工作的要求也越来越高。因此积极采用科学的技术和手段，不断完善消声与减振的管理就成为当前一项十分紧迫的问题。空气调节的任务是创造一个满足人们生产和生活所需要的舒适的环境，但空调系统却不可避免伴随着噪音和振动。

二、中央空调系统消声与减振的重要性

空气调节的任务就是创造一个满足人们生产和生活所需要的舒适的环境。空调系统在正常运转的同时却伴随着噪音和振动，长时间处于嘈杂的环境会使人产生烦躁情绪，影响人的工作和健康。减弱和消除这些噪音和振动，是设置空调系统时一个需要考虑的重要而必不可少的部分。

三、中央空调系统的消声措施

1、选择合理的空调形式及优质的低噪声设备，从声源上控制噪声

采用合理的空调形式来降低噪声。为减少风声及水流声，应采用合适的风速及冷冻水流速。冷冻水流速宜控制在1.5m/s左右，支管风速应≤3.5m/s，主风管风速应≤4m/s；选用技术先进质量可靠的低噪声设备。对于制冷主机应选择压缩机振动相对较小的产品，对于水泵应尽量选择≤450rpm转速的低转速泵，新风机设备、风机盘管设于公共场区或办公区、休息区内，其噪声可直接传到人群中，因此必须选用质量好、噪声低的产品。

2、空调系统消声

消声器是一种具有吸声内衬或特殊结构形式的能有效降低噪声的气流管道，它既可以有效地降低噪声，又可以使气流顺利通过，通常需要在通风管道内安装消声器来降低噪声声压级。这主要是为了控制空调机组等空调设备的噪声通过通风管道传到空调服务区并控制风道内气流噪声。在噪声控制技术中，消声器是应用最多最广泛的降噪设备，广泛应用于空调系统送回风管道的消声、冷却塔进出风口的消声，以及空调机房、锅炉房、冷冻机房等设备机房进出风口的消声等。

3、空调设备隔声

制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵等噪声较大的设备应尽量设置在地下室，从而减小对地面上的使用房间的影响，由机房的墙体、地下楼板对声波进行隔离。如果只能设置在地面上，则应设置设备机房和隔音墙。隔音墙主要有两种形式。①组合墙隔声。组合墙可以通过中间留空气层提高隔声量。声波入射到第一层墙板时，使墙板发生振动，空气间层可以看作是连接墙板的“弹簧”，此振动通过空气层传至第二层墙板。②单层匀质实墙隔声。墙的单位面积质量越大，隔声效果越好，在主要声频范围内，单层匀质实墙隔声性能主要受质量控制，单位面积质量每增加1倍，隔声量增加6dB。因此，墙体的选择应尽量选择厚重的，以提高墙体隔声量。

4、空调噪声控制与建筑防噪设计规划

建筑设计、空调设计与噪声控制的协作主要涉及建筑内的防噪规划、建筑空间的分配和建筑构造等内容，从控制噪声的观点出发，空调设备的机房应远离空调用房和对噪声控制要求高的房间，这样可以增大噪声的自然衰减，减少空调噪声对空调房间的影响。为降低风管的气流噪声，建筑设计方应尽可能预留足够多空间给空调系统，包括竖井和吊顶空间，在空调用房的布局上，对噪声控制要求高的房间，应集中布置在建筑内区，用对噪声控制要求低的辅助用房或办公用房作为隔声屏障，以隔绝外界噪声的干扰。在建筑构造上，对于产生噪声的房间和需要安静的房间，它们的围护结构需要具有足够的隔声量，一般要做成厚重密实的结构。如果在建筑设计阶段没有处理好，则在噪声控制时可能需要花费很高的代价才能弥补。

5、合理的施工方法降低噪声的主要措施

（一）、风管安装

风管制作安装要严格执行国家规范进行。空调和新风消声器与静压箱一样，要内贴优质吸音材料，外部采用优质保温材料保温，风管弯头部位设置消声弯头，风管适当部位设置消声器，新风进口采用消声百叶，在风机进出口安装阻抗消声器。对于截面积较大风管，风管吊架尽可能采用橡胶减振垫，确保风管不产生振动噪声，如果风管安装强度及整体刚度不够，就会产生摩擦及振动噪声。

（二）、水管安装

水管安装要严格执行国家规范，吊架不能固定在楼板上，应尽量固定在梁上，冷冻水主干管及冷却水管吊架要采用弹簧减振吊架，水管穿过楼板或过墙必须采用套管，且要用不燃材料填封。

（三）、设备安装

新风、空调机采用阻尼弹簧减振器安装，风机盘管采用弹簧吊钩，风机盘管与水管连接采用软管，风机与风管连接采用软连接，新风机与水管连接采用软接头。在空调机房内进行吸音处理，以防止设备噪声的外传。例如空调机房内采用隔声材料做成围护结构，为了增强吸声效果，也可以采用凹凸形立体吸声板做机房的墙面或吊顶板。在机房内贴吸声材料，机房也尽量减少门窗，以尽量减少设备噪声的外传，使用的门窗也应采用吸声门窗或吸声百叶窗。

四、中央空调系统的减振措施

1、设备隔振

机房内各种有运动部件的设备（风机、水泵、制冷压缩机等）都会产生振动，它直接传传递给基层和连接的管件，并以弹性波传到其他房间中去，又以噪声的形式出现。另外，振动还会引起构件、管道振动，有时会危害安全。因此对振源必须采取隔振措施，在设备与基础间采用软连接实行隔振。常用的基础隔振材料或隔振器有以下几种：

压缩型隔振材料，主要有橡胶垫――平板型，肋型等多种，自振频率高，适用于转速为1450～2900r/min的水泵隔振。

剪切型隔振器，主要有金属弹簧隔振器――是目前常用的隔振器，优点有承受荷载大，自振频率低，使用年限长，价格低廉，但阻尼比小，共振时放大倍数大，水平稳定性差，适用于风机、冷水机组等隔振；橡胶剪切减振隔振器――自振频率低，仅次于金属弹簧减振器，对高频固体声有很高的隔振作用，阻尼比较大，不会引起自振。缺点是易受温度、油质、卤代烃气体的侵蚀，容易老化等，常用于风机、水泵等。

2、管路隔振

水泵、冷水机组、风机盘管、空调机组等设备与水管用挠性软管连接，避免设备的振动传递给管路。尤其是设备基础采取减振措施后，设备本身的振动增加了，这时更应采用这种软管连接。软管连接有两类：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。在空调采暖等水系统中大多采用橡胶接管。不锈钢波纹管也有较好的隔振减噪效果，且能耐高温、高压和耐腐蚀，但价格较贵，适用于制冷剂管路的隔振。

风机进出口与风管间的软管宜采用人造革材料或帆布材料制作，软管的合理长度应根据风机的风量风压来定。

水管、风管敷设时，在管道支架、吊卡、穿墙处应作隔振处理。通常的办法有：管道与支架、吊卡间垫软材料，采用隔振吊架（有弹簧型、橡胶型）。实测表明管道吊架采用隔振处理后，比刚性搭接A声级噪声可降低6～7dB。

3、机房降噪与隔声

机房内噪声通常在80dB（A）以上。除了采用隔振措施减少对外传播噪声外，还必须采取其他措施降低机房内噪声和隔断噪声向外传播的途径。当然最积极的措施是选用振动噪声小的设备。另外，选择机房位置时应尽量不靠近对噪声控制要求高的房间和区域。对机房本身也应采取吸声和隔声处理。

五、结束语

中央空调系统消声与减振方案作为工程项目施工管理的核心工作之一。对中央空调项目具有十分重要的作用。我们必须将科学的技术和方法融合到中央空调系统消声与减振的研究工作中。

参考文献

[1]刘加平.建筑物理.北京.中国建筑工业出版社.2011

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论文关键词：暖通空调；施工管理；技术难点 

 

一、前言 

暖通空调设备是一个庞大而复杂的系统工程，大到跟大型的高层办公楼，星级酒店，小的直接跟民用的建筑有着重要的关系，其施工技术关系到管道工程以及图纸设计等关键技术，我们作为专业的暖通技术人员，必须严格把握好每道施工环节，保证建筑物的暖通系统正常使用。 

二、暖通空调安装施工中普遍存在的问题 

（一）管线、设备的定位和标高交叉方面 

对于综合性的建筑物，吊顶空间内有空调末端设备、送回风管、排风管、冷冻水管、冷凝水管、喷淋管、消防管、电气桥架等专业管线。在图纸标注不足的情况下按图进行施工，往往是先安装的管道施工很方便，后安装的管道施工很困难，只能装在不该安装的位置或标高上，严重影响工程质量和进度。针对以上问题，必须遵守管线工程综合设计原则： 

1、根据管道性能和用途的不同，建筑物中的管道大致可分为以下几类：(1)给水管道：包括生活给水、消防给水、生产用水等；(2)排水管道：包括生活污水、生活废水、消防排水、雨水、其他排水等；(3)中水管道：包括中水收集及中水供应；(4)热力管道：包括采暖、热水供应及空调空气处理设备中所需的蒸汽或热水；(5)燃气管道：有气体燃料、液体燃料之分；(6)空气管道：包括通风工程、空调系统中的各类风管，以及某些生产设备所需的压缩空气管；(7)供配电线路或电缆：包括动力配电、照明配电、弱电系统配电等，其中弱电部分包括共用电视天线、通信、广播及火灾报警及智能建筑系统等。 

2、管线工程综合设计时各专业管线互相避让的原则如下：(1)小管道避让大管道。因小管道造价低易安装；(2)临时管线避让永久管线；(3)新建管线避让原有管线；(4)压力管道避让重力自流管道，因为对重力自流管道有坡度要求，不能随意抬高；(5)金属管避让非金属管。因为金属管较容易弯曲、切割和连接；(6)冷水管避让热水管。因为热水管往往需要做保温层，造价较高；(7)低压管避让高压管。因为高压管造价高且安装要求高；(8)空气管避让水管(指管径相近时)。因为水管更宜短且直。 

（二）设备噪声超标方面 

设备噪音主要来源于空调末端设备碰撞，噪声产生的原因主要是设计、安装产生，尤其是安装所产生的噪声不容忽视。暖通空调除自身专业外还涉及建筑、声乐、结构等各专业，噪声控制需要各专业相互间的协调配合。 

（三）空调水系统水循环 

水系统中央空调施工中最关键的环节，施工出现问题会直接影响系统正常运行。中央空调冷冻水系统最常见的问题是冷冻水系统管道循环不畅。造成管道循环不良的原因是：1、管道因各专业管线交叉，施工中没有协调处理好，造成管网出现许多气囊，影响管网循环；2、空调水系统管道清洗不干净，直接造成空调水系统堵塞。 

（四）水凝结 

空调系统在调试和运行中会出现结露滴水的现象，出现这一问题的原因可能是由于凝结水排水管的坡度小，或根本没有坡度而造成的漏水。或由于风机盘管的集水盘安装不平，或盘内排水口堵塞而盘水外溢。由于冷冻水管及阀门的保温质量差，保温层未贴紧冷冻水管壁，造成管道外壁空气冷凝水的滴水。还有的是集水盘下表面的二次凝结水滴水。因此管道安装和保温不良、管道与管件、管道与设备之间接触不严密、管道安装违法操作规程等都可能造成这一问题。管道、关键材料的优劣直接影响着安装的质量，所以在管材安装之前进行系统认真的检查是有必要的。 

三、施工技术难点的总结 

（一）设备噪声超标处理 

1、设备安装 

 新风机、空调机安装采用弹簧阻尼减振器，风机与风管连接采用软连接，新风机组与水管采用软接头连接，风机盘管采用弹簧吊钩，风机盘管与水管采用软管连接。对空调机房进行吸音处理，比如在空调机房内采用隔声材料做成围护结构，以防止设备噪声外传，或在机房内贴吸声材料：采用凹凸型吸声板作为机房墙面或吊顶板，以增强吸声效果：机房应尽量减少设置门窗，且设置门窗应采用吸声门窗或吸声百叶窗，尽量减少设备噪声外传。 

  　2、水管安装 

水管安装要严格执行国家规范，冷冻水主干管及冷却水管吊架要采用弹簧减振吊架，而且吊架不能固定在楼板上，应尽量固定在梁上，或在梁与梁之间架设槽钢横梁固定。水管穿过楼板或过墙必须采用套管，且套管与水管之间要用阻燃材料填封。 

3、风系统安装 

风管制作安装要严格按照国家规范进行施工，在风机进出口安装阻抗消声器，新风进口处采用消声百叶，风管适当部位设置消声器，风管弯头部位设置消声弯头，空调和新风消声器的外部采用优质保温材料保温，与静压箱一样其内贴优质吸音材料。由于送酬风管均采用低风速、大风量以降低噪声，风管截面积比较大，如果风管安装强度及其整体刚度不够，就会产生摩擦及振动噪声。建议风管吊架尽可能采用橡胶减振垫，确保风管不产生振动噪声。 

4、冷冻水管主管支架安装 

根据笔者多年来的工程安装经验发现噪音会沿冷冻主管传递，随着时间的推移，将会对设备运行带来一定的损害。经过研究、试验，对刚性支架做出改进，即在原主管刚性支架上加装弹簧减振器，使振动及噪音被在楼板与刚性支架之间的弹簧减振器有效消除。在笔者调查的某施工企业的几个工程施工中均采用了此工艺，并收到了良好的效果，故建议有关施工企业，在机房内的供回水主管、冷冻水主管也使用此工艺施工，消除噪音。 

（二）解决水循环故障方法 

1、注重管道质量 

基于循环冷却水的以上特点，要求管道连接方式考虑温度、水压、耐腐蚀、间隙使用故障，例如可以通过合理安排管线坡度和标高、安装排气阀等方法改善水循环故障，在实际运用中有很强的操作意义。 

2、改善水质 

对冷却循环水进行处理分为物理法和化学法两种。对于冷却循环水系统，可采用物理法进行水质处理，进行连续排污，连续排污的量控制是有一定标准的，在循环水量的05-10%左右。对于新安装的水系统，或是已完全除垢的系统，也可以进行每一周或两周排污一次。化学法有投加水质稳定剂法和离子交换法。投加水质稳定剂法是向循环水中投加具有阻垢、缓蚀、杀菌、灭藻作用的水质稳定剂，对循环水进行处理。投加的水质稳定剂配方，一般需进行水质分析，并过动态模拟方式确定。同时需要注意其缓蚀、阻垢、灭菌、防藻的协同果。如果水质稳定剂配方选择不当，将造成顾此失彼。对于空调冷却循环水来说，此方法技术要求较高，操作、管理麻烦，工程中很少采用。 

（三）水凝结解决方法 

1、在设计管道时，管道的长度和坡度都应适宜，否则会出现滴水现象。管道的安装和布置要适合冷凝水的尽快排出，必要时可以设置水封装置。 

2、注重材料的保温。风管与冷冻水管必须注意保温，管道的保温必须把握好两个方面，一个是保证其完整性，另一个是密闭性。管道保温的完整性要求不允许出现冷损的存在的，一旦存在冷损的表面，都应该进行保温材料敷设隔热处理。而保温的密闭性则要求保证所以保温层面都不允许有任何破损，必须保证密封不透气。 

（四）加强各专业配合 

在中央空调安装过程中，涉及到多个专业之间的配合，往往由于各专业之间缺乏良好沟通给施工造成诸多不便，甚至影响工期。主要有以下几个方面问题： 

1、工艺对土建的要求 

(1)未将通风管道在混凝土墙、楼板等处预留的孔洞尺寸提供给土建专业，并落实到土建图纸上，造成施工时现凿洞，增加了不必要的开支，甚至影响了建筑结构强度，特别是大型设备的吊装孔、人防工程的通风管、测压管等预留孔洞预埋工作若做不好将难以处理。 

(2)对土建未提出风道具体施工要求。如对通风竖井砌砖时应该用水泥砂浆抹面，保证风道内壁光滑不漏风。 

(3)对机房排水未提出要求，结果出现机房无排水设施。冷冻机房应设排水沟和就近设置集水坑，集水坑内设置带水位控制器的排水泵。特别是地下室设备较多，冷水机组、过滤器等都要定时冲洗，万一系统跑水且机房内无排水设施，就会发生设备被淹事故。 

2、设备专业与土建专业间的协调 

传统的敷管方式是在梁下吊设，当管道多时务必使层高加高。但事实上这些管道是相对集中的，因此使整个楼层提高显然是不经济的。假如在结构设计时，在梁内预埋金属套管，让一些不太大的管道穿梁敷设，既有效利用空间，又省去支架吊架，结构上是完全能够承受的。另外，在走道、门洞上方的梁、板内适当预埋一些套管以备应急之需。对于复杂的建筑物因建设周期长，难免修改或加管，有备用预留洞就主动多了，梁内预留套管，结构可以从配筋上加强，而要在梁内凿洞就犯土建之大忌了。 

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我国已成为世界摩托车生产大国，发动机是摩托车的心脏，为摩托车提供源源不断的动力。而摩托车的振动问题一直是困扰设计人员和用户的头疼问题。降低摩托车发动机的振动是解决摩托车振动的主要途径，而降低发动机的振动就是要平衡掉发动机曲柄连杆机构的惯性力。平衡轴技术是摩托车发动机中应用较广的一项技术，它的结构简单实用，可有效地缓减摩托车的整车振动，提高驾驶的舒适性。本文对平衡轴技术原理和在摩托车上的应用做一个介绍。

前言

国内外很早开始为解决摩托车发动机的振动问题进行了大量的研究，并在很多摩托车企业进行了应用，其主要思路大致有两类：一是真正减小发动机活塞的往复惯性力和曲柄连杆组的旋转惯性力，二是将发动机与车架作为一个整体进行研究，尽量使发动机自身的不平衡力和力矩加在车架上使车架的振动较小，这样摩托车的舒适性就提高了。国内摩托车企业发展的早期，由于当时的摩托车排量不是很大，其发动机自身的不平衡惯性力对于车架的影响很小，对于摩托车的振动影响不是很大，而且，由于当时发动机几乎是防制欧美和日本的，其振动性能较优，并且在市场上一直处于供不应求地位，所以早期国内对振动问题不是很关注，没有进行深入研究。

随着摩托车向高速、大排量发展，市场用户的需求不断提高，其振动问题就凸现出来了，许多国外摩托车企业凭借其雄厚的技术实力对其进行了深入、细致的研究，研究表明：振动是不可避免的，只能尽量使其减弱，达到人体不大察觉的程度，这样的平衡特性就算最优。如美国著名的摩托车企业哈雷摩托，其车架与发动机连接是二点式的，它的其中一点是用橡胶块连接，而车行方向的自由度没有约束，这样人体主要感受到垂直方向的，只要把垂直方向的惯性力做小，驾驶员就不大能感觉到它的振动，减振效果很显著。国内最近几年也对摩托车振动问题投入了相当的关注，如武汉汽车工业大学就对平衡发动机和惯性力的几种方法进行了研究。国内许多摩托车企业也利用各自的优势加入了减振研究的行列里。如力帆集团就对125、150、175、200等数款摩托车发动机进行了改进，加装了衡轴，取得了很好的振动效果，但同时也增加了成本。现在由于中小排量摩托车利润空间有限，一般采用过量平衡法来对发动机合惯性力曲线进行改进，来达到减振的目的。

1.发动机的振动原理概述

在发动机的工作循环中，活塞的运动速度非常快，而且速度很不均匀。在上下止点位置，活塞的速度为零，而在上下止点中间的位置速度达到最高。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动，必然在活塞、活塞销和连杆上产生很大的惯性力。在连杆上配置的配重可以有效地平衡这些惯性力，但连杆上的配重只有一部分运动质量参与直线运动，另一部分参与旋转。除了上下止点位置外，各种惯性力不能被完全平衡，使发动机产生了振动。

当活塞每上下运动一次，将使发动机产生一上一下两次振动，所以发动机的振动频率和发动机的转速有关。在振动理论上，常使用多个谐波振动来描述发动机的振动，其中振动频率和发动机转速相同的叫一阶振动，频率是发动机转速2倍的叫二阶振动，依次类推，还存在三阶、四阶振动。但振动频率越高，振幅就越小，2阶以上可以忽略不计。其一阶动占整个振动的70%以上，是振动的主要来源。

2.摩托车发动机平衡系统结构功能概述

发动机产生振动的原因有如下几点：

2.1由于气缸内气体压力变化，从而通过活塞连杆使曲轴上扭矩交变引起的振动。

2.2发动机工作过程中，活塞连杆作往复运动时往复惯性力得不到平衡产生的振动。

2.3气缸内气体压力变动以及发动机各种旋转件不平衡所引起的振动。

2.4发动机运动速度波动过大，引起惯性力增大和扭振加剧。

为了消除振动，采用的方法有很多，例如采用轻质的活塞减少运动件的质量、提高曲轴的刚度、采用90度夹角的v型双缸布置发动机等等。但在摩托车发动机上普遍采用的方式是增加一个平衡轴来解决。平衡轴简单地说是一个装有偏心重块并随曲轴同步旋转的轴，利用偏心重块所产生的反向振动力，使发动机获得良好的平衡，降低发动机的振动。

衡轴采用单一的平衡轴，利用齿轮传动方式进行工作，通过曲轴旋转带动连接的平衡轴驱动齿轮平衡轴从动齿轮平衡轴。衡可以平衡占整个振动比例相当大的一阶振动，可以使发动机的振动得到明显改善。由于衡轴方式结构简单，占用的空间小，在单缸和小排量的发动机中应用较广。

3.结论

造成摩托车振动的原因是多种多样的，因此消除或限制摩托车振动的方法也各不相同。为了消减摩托车的振动，应该了解摩托车产生振动的原因。究其原因：一是行驶路面不平车轮颠簸牵动整车发生振动：二是车体旋转（如车轮）不平衡产生的振动：三是发动机本身的振动。发动机一般是通过链条驱动后车轮，因此它难于实现与车架的柔性连接，故发动机的振动将直接传给车架。

篇(7)

依据建筑与土木工程领域全日制工程硕士课程体系需要适应的目标，构建以基础理论与知识、专业素养与能力和科学系统的思维为三大平台的复合课程目标体系，见图2所示。三大目标的实现自下而上，同时相互配合，发挥整体作用。第一平台为基础理论与知识，是建筑与土木工程领域全日制工程硕士研究生所要掌握的基础理论。其中数理类知识包括数值计算、应用数理统计、结构动力学、有限元分析等课程，学会应用数学模型和物理方法进行理论计算和试验分析;计算机类课程包括数据库设计与实现，通过程序设计帮助实现系统模拟仿真等;专业基础课程包括高等钢筋混凝土结构、高层结构结构分析与概念设计、工程结构减振与控制理论等，学会房屋建筑工程结构设计、控制全日制工程硕士研究生课程体系改革与评价与优化原理与方法;专业课包括现代工程施工组织、高层结构工程施工技术等课程，掌握专业前沿知识;交叉类课程包括建设系统工程、工程经济学原理与应用、现代管理原理与方法，培养学生交叉学科视野和系统思维方式;实践课包括实验、设计、模拟、校内外实习等，锻炼学生实践能力和创新精神;人文课包括英语、哲学及德育等课程，提升学生的人文素养。第二平台为职业素养与能力的提升，它建立在基础理论与知识的平台上。职业素养要求学生具有良好的工程职业道德、强烈的社会责任感和丰富的人文科学素养;学习能力要求学生具有信息获取、知识更新和终身学习的能力;分析解决问题能力要求具有综合应用建筑与土木工程理论、独立地分析和解决实际工程问题的能力;设计能力要求学生具有开拓创新意识和进行建筑产品开发设计的能力，以及建筑工程项目集成的基本能力;创新能力要求学生具有由跟随创新、集成创新和原始创新组成的技术创新能力;管理能力要求具有良好的组织管理能力，较强的交流沟通、环境适应和团队合作能力［3］。第三平台为科学系统的思维，是在基础理论与知识的学习和专业素养与能力的培养中逐步形成的。系统性思维要求学生从全局的角度思考问题，培养发散思维和聚合思维、直觉思维和逻辑思维，具有统筹与预见能力。

复合型课程的支撑体系

为了顺利实现课程体系改革的目标，构建自内向外的复合型课程支撑体系，内部为课程设置、教学方法和考核方式，外部为导师队伍建设和产学研结合，如图3所示。

(一)课程设置

一要加强实践课程，包括实验、设计、模拟、实习等，处理好理论课程与实践课程的比例关系，提高建筑与土木工程领域工程硕士研究生分析和解决工程实际问题的能力;二要加强交叉课程建设，合理调整技术、管理、经济、法规课程的比例，使工程硕士研究生立足于“大土木”工程背景之下，概览建筑与土木工程各学科相互间交叉、渗透和融合的特征，拓展专业并形成较高的视野;三要加强人文课程，通过专题课或者学术讲座的形式，丰富研究生的人文科学素养。

(二)教学方法

教学内容首先要更加重视其宽广性、应用性和实践性，培养工程硕士研究生的应用能力和实践能力［4］;其次要反映建筑与土木工程领域最前沿的知识，使研究生熟悉研究方向的新动向，增强科研兴趣;同时要做到与后续课程和论文研究的有效衔接，减少研究生课程学习的盲目性。教学形式要以研究型形式为主，如讨论式教学、参与导师课题等，实现研究生从被动接受到主动钻研的有效转变，教师起到启发引导的作用。教学方法还要灵活多样，如模拟软件、实地调研等，优化教学过程并提高教学质量和效率。

(三)考核方式

考核方式的改革首先要改变本科阶段一贯的终结性考核制度，将课程互动评价、阶段成果和终结性考试三部分作为每门课程的成绩。在论文或设计研究阶段，要加强论文开题、阶段报告、中期报告和论文答辩的过程考查，提高专业学位的授予水平，改变目前中国“严进宽出”培养模式的不利局面;其次，要将理论课程与实践活动结合，评价学生理论知识掌握情况和与之对应的实验或实践活动完成情况，形成多元化综合评价体系，促进评价结果的客观性和公正性。

(四)导师队伍建设

导师是研究生学习和生活的指导者，导师的责任感、知识结构和学术水平是保证研究生质量的关键因素。因此，要建立公平的竞争机制对导师严格遴选，从源头上提高导师队伍水平;要鼓励导师定期深入企业了解生产实际需要，与企业合作开展科学研究工作，推动科研成果的转化。这样一方面促进导师知识结构的不断更新和学术水平的持续提升，另一方面也提高了导师对专业学位研究生有针对性的指导能力。

(五)产学研结合

学校一方面吸纳社会上具有一定学术造诣的同行专家加入导师队伍，不仅满足工程硕士研究生规模扩大的需求，而且将行业课题带进学校;另一方面通过加强与建设领域内的投资建设、项目管理、工程设计、施工总承包、工程咨询等单位的联系，使建筑与土木工程领域工程硕士研究生达到其课程学习内容适应企业和社会需求，论文或设计选题来源于工程实践的目的。

课程改革的评价体系

根据复合型课程的目标体系和支撑体系的内容，建立相应的评价体系。结合层次分析法对评价系统进行分析，计算各指标权重，进行方案层的优先排序。评价指标体系如表1所示。笔者设计调查问卷，由国内相关高校建筑与土木工程领域的专家对各指标权重评判，结果如表2所示。表2数据显示，建筑与土木工程全日制工程硕士课程评价体系的一级指标中，相对重要程度依次为:课程设置、导师队伍建设、产学研结合、教学方法和考核方式。二级指标中，课堂授课、实验、设计和实践课程的合理安排、学生参与行业单位的项目实践和导师的学术水平是最重要的三项内容，也是建筑与土木工程全日制工程硕士研究生课程体系改革的首要任务。

课程改革的建议

(一)优化课程设置

优化课程设置是基础，关键要合理安排课堂授课、实验、设计和实践课程比例，形成以实验、设计和实践课程为主，理论授课为辅的课程结构。通过适当减少人文课程学分和课时数、增加学科基础课和专业方向课的实验和设计环节，以学科基础课和专业方向课将实验和设计为课程主线，增加实践课程的时间安排等优化课程设置。这样的课程结构更有利于工程硕士研究生主动吸收知识和掌握研究方法，提高研究生在科研工作中解决实际问题的能力。

(二)加强导师队伍建设

加强导师队伍建设是关键，侧重提高导师的学术水平。针对面向实践的工程硕士研究生培养，要改变以往以论文、论著和科研成果的数量作为衡量导师学术水平的单一指标的不利局面，将导师带领学生参与企业实践和社会课题也纳入导师学术水平评价体系。学校应对全日制工程硕士导师加强工程实践训练，同时吸收不同学科领域的专家、学者和实践领域有丰富经验的专业人员担任兼职导师，承担部分教学指导工作。“双导师制”培养学生，形成优势互补，从而改变导师过于理论化的学术现状，引导导师重视工程实践，全面提高导师的学术素养。