Die in der technischen Praxis verwendeten Hauptschwingungsisolatoren sind Metallfederisolator, Drahtseilisolator, Gummiisolator, Metallgummiisolator und Luftfederisolator.
1. Metallfederisolator
Der Metallfeder-Schwingungsisolator ist der früheste Typ eines Schwingungsisolators. Der zylindrische Schraubenfederisolator, der konische Schraubenfederisolator und der Schmetterlingsfederisolator sind in der Technik weit verbreitet. Federmaterialien wählen im Allgemeinen Manganstahl, Siliziummanganstahl, Chromvanadiumstahl und so weiter. Da die Stahlfeder eine ideale Elastizität aufweist, ihre Spannung und Dehnung in einem großen Bereich linear sind, können ihre Material- und Strukturparameter in einem großen Bereich geändert werden und die Anforderungen unterschiedlicher Belastungen, Verformungen und niedrigerer Resonanzfrequenz erfüllen. Darüber hinaus bietet der Schraubenfederisolator die Vorteile geringer Kosten, ohne Angst vor korrosiven Umgebungen und hoher Temperaturbeständigkeit. Der Schraubenfederisolator hat jedoch eine geringe Dämpfung, kann nicht genügend Dämpfung bereitstellen, um Vibrationen zu unterdrücken, und seine Isolationsleistung bei mittleren und hohen Frequenzen ist schlecht.
2. Gummivibrationsisolator
Gummiisolatoren sind die am häufigsten verwendeten Isolatortypen. Es ist weit verbreitet auf dem Gebiet der Schwingungsisolierung von Lokomotiven, Schiffen, Automobilen, Flugzeugen, Brücken und Instrumenten. Der Gummiisolator verwendet eine elastische Verformung der viskoelastischen gedämpften Struktur, um eine Schwingungsreduzierung zu erreichen, die Schwingungsenergie in innere Reibungsenergie des gedämpften Materials umwandelt und eine hohe Umwandlungseffizienz aufweist. Es kann im Kompressions- oder Scherzustand verwendet werden. In der Anwendung kann eine gute Schwingungsisolation erreicht werden, wenn die Parameter des Gummimaterials und der Dämpfungsstruktur angemessen ausgewählt werden. Als am weitesten verbreiteter Isolator hat der Gummiisolator die folgenden Vorteile:
(1) Es kann in verschiedene Formen vulkanisiert werden, um den Raumanforderungen gerecht zu werden. Die Härte kann durch Einstellen der Zusammensetzung der Kautschukformulierung gesteuert werden, um die Anforderungen an Steifheit und Festigkeit in alle Richtungen zu erfüllen.
(2) Es hat eine ausreichende innere Dämpfung und ist für den Fall einer kleinen statischen Verschiebung und einer kurzen, aber großen dynamischen Verschiebung geeignet. Der Schwingungsisolationseffekt ist gut, was dazu beiträgt, die Resonanzzone zu durchqueren und hochfrequente Schwingungen und Geräusche zu dämpfen.
(3) Der Elastizitätsmodul ist viel kleiner als der von Metall, was zu einer größeren elastischen Verformung führen kann.
(4) Kein Schiebeteil, pflegeleicht.
(5) Kleine Qualität, einfache Installation und Demontage.
In der praktischen Anwendung weisen Gummiisolatoren jedoch auch die folgenden Mängel auf:
(1) Die Beständigkeit gegen hohe, niedrige Temperaturen und Öl ist schlechter als die von Metallmaterialien.
(2) Es kann nicht direkt der äußeren Umgebung ausgesetzt werden und ist leicht zu altern.
(3) Kriechen und Hysterese treten auf, wenn sie längere Zeit auf große Lasten angewendet werden.
(4) Die Schwingungsisolationsleistung ist bei niedrigen Frequenzen schlecht.
3. Drahtseilisolator
Der Drahtseilisolator wurde erstmals Ende der 1970er Jahre von den USA entwickelt. Es ist ein typischer nichtlinearer Schwingungsisolator. Seine Dämpfungseigenschaft hängt mit der Verformung zusammen und weist eine gute Schwingungsisolationsleistung auf. Wenn die Amplitude groß genug ist, ist der Drahtseil-Schwingungsisolator eine Art Schwingungsisolator, der Schwingungsenergie durch Trockenreibungsdämpfung zwischen den Drahtseilsträngen absorbiert und ableitet. Wenn die Amplitude klein ist, erzeugt jeder Drahtseilstrang im Drahtseilisolator keine Trockenreibungsdämpfung, sondern beruht auf der elastischen Schwingungsisolation der Drahtseilkomponenten. Der Drahtseil-Schwingungsisolator ist eine neue Generation elastischer Elemente. Seine Vorteile wurden von den Menschen nach und nach erkannt und im praktischen Einsatz von Kriegsschiffen, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen bewiesen. Die Bewerbungsaussichten sind sehr breit. Die herausragenden Vorteile sind wie folgt:
(1) Die drei Funktionen Schwingungsisolation, Dämpfung und Geräuschreduzierung der Hochfrequenzstruktur werden berücksichtigt.
(2) Es werden Edelstahldrahtseile und Edelstahlschienen verwendet, die unter rauen Umgebungsbedingungen verwendet werden können.
(3) Stabile Leistung, lange Lebensdauer, müssen im Allgemeinen nicht ersetzt werden.
(4) Seine einzigartige Seilstruktur hemmt den hochfrequenten Fluktuationseffekt, der bei herkömmlichen Metallisolatoren schwer zu vermeiden ist.
(5) Es hat offensichtliche nichtlineare Eigenschaften und ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich Stoßfestigkeit und passiver Schwingungsisolation, die andere Isolatoren nicht erreichen können.
Drahtseilisolator kann große dynamische Verschiebungen erzeugen, starke Stöße abschwächen und eine große Anzahl niederfrequenter und hochfrequenter Schwingungen absorbieren und ableiten. Die Trockenreibungsdämpfung des Drahtseilisolators ist jedoch gering und der Isolationseffekt ist in der Resonanz schlecht.
4. Metallgummi-Schwingungsisolator
Der Schwingungsisolator aus Metallgummi ist ein neuartiger Schwingungsisolator. Dieser neuartige Schwingungsisolator besteht aus Metalldraht durch Spiralumformung, Dehnung, Wickelrohling, Presspressen und andere Prozesse. Seine interne Struktur ist eine räumliche Netzwerkstruktur, die durch Verflechten und Verknüpfen von Metalldrähten gebildet wird. Gleichzeitig hat es die gleichen elastischen und dämpfenden Eigenschaften wie Polymerkautschukmaterial. Wenn es durch Last verformt wird, treten Schlupf, Reibung, Extrusion und elastische Verformung zwischen den feinen Metalldrahthakenketten auf. Die Trockenreibungsdämpfung leitet eine große Menge an Schwingungsenergie ab und spielt die Rolle der Schwingungsreduzierung und des Puffers. Da Metallkautschuk unter bestimmten Bedingungen mit zunehmenden Schwingungszeiten zu diskontinuierlichem porösem Material gehört, bricht er nicht plötzlich und versagt wie Kontinuumsmetallmaterial, sondern sammelt Schäden aufgrund eines lokalen Bruchs des Metalldrahtes darin. Da Metallkautschuk aus Spiraldraht besteht, weist er nicht nur die gleiche gute Elastizität wie Gummimaterial auf, sondern weist auch die Eigenschaften Korrosionsbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit, Hoch- und Niedertemperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit von Metallmaterial auf. Daher ist der Metallkautschukisolator sehr gut für den Einsatz unter besonderen Umgebungsbedingungen geeignet. Metallkautschuk hat auch viele Vorteile, wie leicht in verschiedene Formen, verschiedene relative Dichten, geringes Gewicht, einstellbare Steifheit und eine hohe dynamische und statische Festigkeit herzustellen. Gegenwärtig werden Metallkautschukisolatoren in der Automobilindustrie, der Marine, der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen weit verbreitet eingesetzt.
5. Luftfederisolator
Luftfeder ist eine Art Druckluft, die in einen verschlossenen Behälter gespült wird, und ihre Funktion wird durch die Kompressibilität des Gases verkörpert. Der gemeinsame Luftfeder-Schwingungsisolator besteht aus einem Federkörper, einer zusätzlichen Luftkammer und einem Höhenregler.
