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一、什么是機(jī)械共振？

機(jī)械共振是指機(jī)械系統(tǒng)所受激勵的頻率與該系統(tǒng)的某階固有頻率相接近時，系統(tǒng)振幅顯著增大的現(xiàn)象。

振動樁錘的振動頻率（所受激勵的頻率）就是偏心軸轉(zhuǎn)動頻率，改變偏心軸轉(zhuǎn)動頻率，相應(yīng)的也就是改變振動樁錘的振動頻率。在振動樁錘的振動頻率接近或等于振動樁錘、樁等振動系統(tǒng)的固有頻率時，會使振動樁錘出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動，這現(xiàn)象叫“共振”。 ?

二、共振對樁基施工作業(yè)有哪些危害？

發(fā)生“共振”時，振動的振幅往往達(dá)到正常振幅的15倍以上，所以在一般情況下共振是有害的，會引起機(jī)械和結(jié)構(gòu)很大的變形和動應(yīng)力，甚至造成破壞性事故。在振動錘使用過程中，共振現(xiàn)象往往發(fā)生在啟動和停機(jī)過程中，尤其在停機(jī)過程中振動劇烈且持續(xù)時間長，常表現(xiàn)為振動錘及周圍設(shè)備（如吊機(jī)）的大幅度、不規(guī)則晃動，并伴隨巨大的噪音，危害嚴(yán)重，不符合現(xiàn)代環(huán)保和安全施工的要求：

1.長期的機(jī)械疲勞損傷，引起振動錘本身及周圍設(shè)備變形甚至開裂，影響設(shè)備使用壽命。如設(shè)備焊縫開裂，樁體本身的破裂、吊機(jī)吊臂變形等。

2.情況嚴(yán)重時可能直接導(dǎo)致設(shè)備傾倒。如吊機(jī)、樁架和打樁船的傾斜或傾倒。

3.產(chǎn)生巨大噪音污染。尤其在距居住區(qū)較近區(qū)域，危害明顯，無法滿足城市施工要求。

4.因設(shè)備損傷導(dǎo)致的其他次生危害和工期延誤。?

三、現(xiàn)代振動錘施工有哪些方法可防止共振危害的發(fā)生？

隨著現(xiàn)代樁基施工對安全和環(huán)保的要求越來越高，傳統(tǒng)型普通振動錘因不可避免的“共振危害”已經(jīng)無法滿足施工需求，因此具備“免共振”功能的振動錘應(yīng)運(yùn)而生。目前主流的有兩種可實現(xiàn)“免共振”的技術(shù)：

1.改進(jìn)機(jī)械的結(jié)構(gòu),使機(jī)械的激勵頻率避開固有頻率

該技術(shù)的代表產(chǎn)品是EP系列免共振偏心力矩?zé)o級可調(diào)振動錘，其實現(xiàn)“免共振”的核心就是通過特殊液壓調(diào)整機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的“偏心力矩?zé)o級可調(diào)”技術(shù)使設(shè)備在“零”偏心力矩狀態(tài)下啟停。在平時非工作狀態(tài)下，振動樁錘轉(zhuǎn)軸上的偏心塊在重力作用下都處于垂直向下的位置上，此狀態(tài)偏心矩最大；啟動時，通過液壓調(diào)整機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)軸上的“活動”偏心塊相對“固定”偏心塊轉(zhuǎn)動 180°，此狀態(tài)下偏心矩為零，實現(xiàn)偏心矩“最大→0”無級連續(xù)控制；反之，通過液壓調(diào)整機(jī)構(gòu)也可實現(xiàn)“0→最大”無級連續(xù)調(diào)控。從而實現(xiàn)振動錘不僅可以按需調(diào)節(jié)激振力大小，還能從“根本上”解決啟動、停機(jī)過程“共振”的產(chǎn)生。（圖1）

圖1：EP系列免共振振動錘偏心力矩調(diào)整示意圖

2.通過能量轉(zhuǎn)化，使機(jī)械啟動或停止過程中快速通過共振區(qū)。

圖2：變頻免共振振動錘結(jié)構(gòu)原理及停機(jī)過程能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)示意圖

該技術(shù)的代表產(chǎn)品是DZP系列變頻免共振振動錘。DZP系列振動錘主要通過“特制變頻耐振電機(jī)”和電控元件配合使設(shè)備啟動和停機(jī)時的振動頻率迅速越過固有頻率，極大的縮短共振時間，以此達(dá)到減少共振危害的目的。啟動時，可通過變頻器設(shè)置，使振動錘轉(zhuǎn)速升高，振動頻率迅速越過設(shè)備固有頻率；停機(jī)或減速時，變頻耐振電機(jī)從“電動狀態(tài)”變?yōu)椤鞍l(fā)電狀態(tài)”，電機(jī)的動能轉(zhuǎn)化為電能，電能通過電阻器時以熱能的形式迅速釋放，實現(xiàn)電機(jī)快速停機(jī)，繼而振動錘平穩(wěn)停車。(圖2)簡言之，普通電動錘不具備“剎車系統(tǒng)”，故而停機(jī)過程持續(xù)時間長，共振危害持續(xù)時間長；而DZP系列變頻免共振振動錘可實現(xiàn)“快速剎車”，在共振發(fā)生瞬間越過共振區(qū)，大大降低了共振發(fā)生時間，從而達(dá)到保護(hù)電器元件、電機(jī)、相關(guān)機(jī)械部件和周圍設(shè)備的作用。