一次缓冲器设计

缓冲器的设计原则

1)由冲击激励性质分析，确定计算模型。冲击激励一般可以表达为力脉冲、加速度脉冲或速度阶跃。由于缓冲系统的固有振动周期比较长，而冲击的作用时间比较短，所以各种冲击作用一般可以简化为速度阶跃这一较理想的冲击模型，而不致有大的误差。这一模型可使设计计算简化，且偏保守。当需要用力脉冲或加速度脉冲作为冲击输入时，常见的各种形状的脉冲可以简化为等效的矩形脉冲，所得结果能满足工程的精度要求

2)根据缓冲要求，确定缓冲器设计控制量，即缓冲器的最大压缩量δ_m，所保护的对象受到的最大力F_m或最大加

速度

3)分析缓冲器的工作环境，看是否有隔振要求。若要求隔振，则设计就变得复杂。隔振器和缓冲器的设计侧重点不尽相同，应采用前述相应章节分析，进行综合设计

4)阻尼的处理是缓冲器设计中的一个重要问题。阻尼的作用是耗散部分冲击能，从而减小冲击力。设计时，一般取相对黏性阻尼系数为0.3，如果阻尼太大(如＞0.5)，反而使受保护设备所受的冲击增大

5)根据缓冲对象及缓冲器工作空间环境要求，确定在所设计的缓冲器中是否需加限位器

6)无论哪种缓冲器或减振器设计说明中都应标明其缓冲特性，并要求作特性的测及调整记录

设计要求

主动缓冲：在已知机械设备质量m、最大冲击力F_m和作用时间τ(已知＝F_mτ/m)的条件下，要求通过缓冲器传给基础的最大冲击力N_m、作用基础的最大冲量和缓冲器的最大变形量δ_m小于许用值

被动缓冲：在已知机械设备质量m、最大冲击加速度和持续时间τ(已知)的条件下，要求通过缓冲器传递到机械设备最大冲击加速度、最大冲量和缓冲器的最大变形量δ_m小于许用值

一次缓冲器动力参数设计

如果再知道最大允许加速度和最大允许变形δ_a，可求缓冲弹簧的参数(线性弹簧K；硬特性弹簧K、d；软特性弹簧K、d₁)

线性弹簧：由，求出ω_n的最大允许值，再由，求出ω_n的最小允许值，然后再在

ω_n的最大允许值和最小允许值之间找到合适的值。由ω_n值求K值

硬特性弹簧：由值在表缓冲弹簧的储能特性中图1a的曲线上查得值，再在表缓冲弹簧的储能特性中图

1b中查得ω_n值，由ω_n值求K值

软特性弹簧：根据值在表缓冲弹簧的储能特性中图2a的曲线上查得值，再在表缓冲弹簧的储能特性中

图2b中查得ω_n值，由ω_n值求K值

线性弹簧黏性阻尼可依照表阻尼参数选择的方法，在弹簧刚度固定时，选取ζ＝0.265，在最大变形固定条件下选ζ＝0.404。阻尼ζ稍有变化对冲击传递系数影响不是很显著，但对限制最大变形量δ_m是很有益的

加速度脉冲激励波形影响提示

当加速度脉冲的持续时间(或冲击力作用时间)τ＞0.3T时，再用速度阶跃激励则过于保守，甚至会得出完全错误的结果，需参考有关文献，考虑加速度脉冲形状对缓冲的影响