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質量2~3kgの部品を共振周波数7Hz以下とする除振機構
2023/10/15 13:38
- 対象機器は精密電子機器で、サイズは300x300x50で、質量は2~3kgです。
- 振動環境は周波数10~38Hzの複振幅2.5mmと、周波数38~1000Hzの加速度複振幅147m/s^2(15G)の3方向(XYZ)であり、温度は-20~+60℃、湿度は95%RH以下(結露なし)です。
- 除振機構の固有振動数を7Hz以下とし、低温でも特性変化が少ないことが求められます。
質量2~3kgの部品を共振周波数7Hz以下とする…
2007/07/04 09:52
質量2~3kgの部品を共振周波数7Hz以下とする除振機構
以下の条件に適合する除振機構を検討しております。
実現の可能性がある機構,デバイスについて,アドバイスをお願いします。
(1)対象機器
精密電子機器
サイズ WxLxH 300x300x50
質量 2~3kg
(2)機器の環境
?振動環境
周波数 10~38Hz 複振幅 2.5mm
周波数 38~1000Hz 加速度複振幅 147m/s^2(15G)
方向 3方向(XYZ)
?温度
-20~+60℃
?湿度
95%RH以下(結露なし)
?環境
屋外に設置される筐体の内部
機器は,防雨構造で,通気性あり
(3)除振機構により達成したい振動環境
加速度複振幅 9.8m/s^2(1G)
方向 3方向(XYZ)
(4)その他
・振動環境1Gを満足するためには,除振機構の
固有振動数を7Hz以下としなければならないと
考えられます。
・環境温度-20℃を考慮しなければならないので
低温でも特性変化が少ないことが求められます
回答 (2件中 1~2件目)
「振動環境1Gを満足するためには、除振機構の固有振動数を7Hz以下としなければならない」というのは理解しました。振幅2.5mmで加振した場合ですね?
安全めに見てm=2kgの時に7Hzとなる場合、支持バネ定数をk=3.87[N/mm]にすれば実現します。但し、非常に柔らかいバネだと思います。この時、バネは約5mmたわみます。
単に7Hzにチューニングしたいだけなら、上記のバネ定数になるようコイルバネ単体のバネ定数・個数を調整すれば、-20℃でも恐らく成り立つでしょうが、ほとんど減衰が効かないので、万が一7Hzで加振されることがあれば、理論上は無限大のQ値になってしまい、間違いなくバネが破損します。
バネと平行にダンパーを取り付ければ良いのですが、構造的にもコスト的にも無理があるように思えます。但しこの場合は、振動絶縁効果は多少劣ります。
共振Q値低減は期待できないが、振動絶縁に絶大な効果を発揮する防振ゴムになるのでしょうが、これほど柔らかいバネ定数を持った防振ゴムがあるのかは、小生わかりません。(すみません) とはいえ、低温ではゴムは硬化し、バネ定数は上がると思いますので、7Hzを実現できるのかどうか。
以上から、絶対に7Hz近傍の振動入力がないのであれば、コイルバネでも良いのではないでしょうか? ただ、バネ自体の疲労強度(at -20℃)は確認しておく必要がありますが。
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JIS E3014の3種ですよね?
振動条件から考えて私と同じ業界でお仕事されているように思いました。
#(2)の機器の環境ですが、器具箱は3種ではなくて2種でいいと思うのですが・・・
本題ですが、「α-GEL」はご存知でしょうか?
http://www.geltec.co.jp/gel/app_01.htm
細かい仕様を提示すると相談に乗ってくれますよ。
お礼
2007/07/06 06:37
ありがとうございます。早速問い合わせてみます。
お礼
2007/07/10 06:49
ご検討いただきありがとうございました。
ご指摘の通り,ばね単体での特性満足は可能ですが,共振点以外でも共振倍率はゼロではなく,減衰させないと不具合が生じてしまいます。
ゴムも検討したのですが,低温での特性満足からシリコンゴムを選択する以外にないのですが,やはり低硬度過ぎるため,強度上の問題が生じてしまいます(引張力を作用させると耐久性も↓ですし)。
よい方法がなかなか見つからず,困難しております。