阻尼减振技术在非织造布用针刺机中的应用
时间：2020-12-08 20:02:28 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文综述了阻尼减振技术及非织布用针刺机减振降噪问题的研究进展，分析了非织造布用针刺机发生强烈振动与噪声的根源、解决现状、存在问题和发展趋势，并对阻尼减振方法在针刺机机减振降噪中的应用进行了介绍。在此基础上，提出了针刺机减振降噪问题的解决措施与思路。
关键词： 阻尼结构；针刺机； 减振降噪；措施
中图分类号：TS173.4 文献标志码：A
Damping Technology Used in Nonwoven Needle Loom
Abstract： The current situation of vibration and noise reduction of needle loom as well as damping technology were summarized in this article. Based on analyzing the source of vibration and noise， the existing problems and development trends of needle loom， the authors introduced the application of damping technology. Besides， some countermeasures for reducing the vibration and noise of needle loom were also put forward.
Key words： damping structures； needle loom； vibration and noise reduction； countermeasure
针对针刺机振动与噪声控制的关键问题，受目前试验等条件的制约，还有尚待解决的问题。本文旨在通过对非织造布用针刺机发生强烈振动与噪声的根源、解决现状和发展趋势分析的基础上，探索阻尼减振技术在针刺机减振降噪处理中实施的方法与思路。
1 针刺机产生强烈振动与噪声的原因
针刺机最早产生于英国，随后其他国家的纺织机械制造商在其基础上研发出了不同形式的针刺机。国内的第一台针刺机由仪征纺织机械厂研制，该针刺机的针刺频率可达1 200刺/min。随后一段时期内，由于民营企业的加入，国内针刺设备迅速发展，针刺机技术得到了明显改善。随着市场对非织造布需求的不断加大，国内非织造布企业开始引入国际先进的针刺设备，Dilo（迪罗）和Fehrer（菲勒）等公司的针刺设备相继引入，促使国内非织造布用针刺设备生产企业不断提高针刺机的研发制造水平。目前制约针刺机发展的一个关键问题是针刺机的振动与噪声控制。在针刺机中引起结构振动的关键部件 —— 针刺机构需进行广泛深入的研究。
针刺机构如图 1 所示，其主要由主轴、偏心轮、连杆、滑套、导杆、针梁、针板及刺针等部分构成。其运动原理是偏心轮在主轴的带动下旋转并带动连杆一起运动，与连杆相连的导杆以及针梁与针板在滑套的导向下做上下往复运动，进而使针板上的刺针完成反复穿刺的功能。针刺机构实质是曲柄连杆滑块机构，针刺机构的运动是针刺机振动和噪声产生的源头。
目前应对针刺机产生强烈振动所采取的措施主要是增加平衡机构，减轻设备振动，改善结构使用寿命，提高针刺频率。针对平衡机构的平衡力计算受到了研究者的重视，并取得了一定的成果。
2 阻尼减振降噪方法的研究现状
阻尼减振即增加系统的阻尼，提高系统损耗能量的能力，达到减振降噪的目的，而阻尼减振离不开阻尼结构。
2.1 约束阻尼结构减振方法的研究现状
早在1959年，Kerwin E M就用复弯曲刚度理论对三层夹心梁结构进行了相关力学研究。此后，Ross D等针对约束阻尼层结构开展的阻尼机理研究，为随后对阻尼结构的研究奠定了基础。如，Kim W在求解锥形线绕复合材料Timoshenko圆轴结构自由振动的问题时引入了Galerkin方法。国内，郑慧明等基于Hamilton原理，推导了对称双层夹心悬臂梁的运动问题，在推导该问题时考虑了永磁体的影响；申智春采用了Timoshenko梁理论分析了主动约束阻尼结构空心圆截面梁的动力学性能；李恩奇等引入传递函数方法对约束阻尼梁结构的动力学性能进行了研究；刘志臻根据拟坐标拉格朗日方程，并借用混合坐标法对大型挠性航天器简化模型“中心刚体和固接板混合系统”进行了建模与求解。
自1993年，Baz提出将压电陶瓷材料作为约束阻尼结构的约束层可对阻尼层的剪切变形进行主动控制后，主动控制开始被研究者重视。如国内张希农等基于多点杂交阻尼控制技术，建立了约束阻尼梁结构的振动微分方程，并对结构的振动控制问题进行了研究；王淼等针对主动约束阻尼层覆盖的梁结构的耦合振动问题的解决采用了多层谱有限元分析方法。
针对约束阻尼壳结构的研究，Huang S C等对柱壳表面轴向粘贴约束阻尼条后的阻尼效果进行了分析，研究了铺设约束层和阻尼层的厚度变化以及阻尼条数对结构阻尼效果的影响。目前约束阻尼结构的减振降噪技术已经在航空、航天、轻工纺织机械行业等领域广泛应用。
2.2 减振降噪其它方法的研究现状
采用安装阻尼器提高结构阻尼，有效降低结构振动幅度的方法，目前已广泛应用于工程结构，如建筑桥梁结构、机械结构等。隔振是振动控制的重要方法，其本质是利用弹性或非弹性连接将振源与基础分离的处理方法，该方法可以起到隔绝或减弱振动能量的传递，对结构减振降噪的目的。目前常见的减振降噪装置包括隔声罩、消声器等。
