精密儀器廠房機器設(shè)備運轉(zhuǎn)振動實測范文

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摘要：高新技術(shù)企業(yè)廠房內(nèi)精密儀器設(shè)備的振動研究是交通環(huán)境振動與控制領(lǐng)域的熱點問題。論文以蘇州工業(yè)園區(qū)為研究對象，開展了通蘇嘉鐵路鳳里街段沿線企業(yè)的環(huán)境振動現(xiàn)狀測試。測試結(jié)果表明，現(xiàn)有環(huán)境狀況下廠區(qū)內(nèi)的振動量值超出了精密儀器設(shè)備的允許振動限值，即振動超標(biāo)。此外，實測發(fā)現(xiàn)，鉛垂線的振動響應(yīng)相較其他方向更大，且振動響應(yīng)超標(biāo)方向也均為鉛垂向。

關(guān)鍵詞：精密儀器設(shè)備；振動；實測

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，一大批高新科技企業(yè)（如精密制造、納米材料、微電子、光學(xué)儀器等）在大中型城市相繼落戶，而由于精密儀器設(shè)備對外部環(huán)境振動十分敏感，因此產(chǎn)生了一大批精密儀器設(shè)備振動超標(biāo)問題［1，2］。目前大部分的研究主要關(guān)于下穿地鐵列車對周邊企業(yè)廠區(qū)內(nèi)精密儀器設(shè)備的振動影響，針對北京地鐵8號線列車對鄰近某科研樓內(nèi)精密儀器的振動影響問題，劉衛(wèi)豐、劉維寧等［3］采用動力有限元數(shù)值模型并結(jié)合道路交通現(xiàn)場振動測試，分別在兩種工況下比較了浮置板軌道和普通無砟軌道在科研樓內(nèi)外的振動響應(yīng)大小。由研究結(jié)果可知使用該動力有限元模型可以有效地預(yù)測地鐵列車運行引起的振動。針對武漢市擬建的喻家湖路城市高架橋?qū)εR近的武漢光電國家室內(nèi)精密儀器設(shè)備的可能振動影響，謝偉平等［4］通過類比測試手段結(jié)合現(xiàn)場測試方法，對道路交通振源對實驗室內(nèi)精密儀器的影響進(jìn)行了評價。由此可見，關(guān)于廠區(qū)內(nèi)本身機器運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動研究較少。因此，為了研究此類問題，論文結(jié)合擬建通蘇嘉高速鐵路穿越蘇州工業(yè)園區(qū)這一工程案例，對鳳里街段沿線企業(yè)的環(huán)境振動現(xiàn)狀進(jìn)行了測試，詳細(xì)分析了廠區(qū)內(nèi)機器運轉(zhuǎn)對精密儀器的影響。

1工程概況

矽品科技（蘇州）有限公司內(nèi)廠房位置情況以及其與周邊道路、擬規(guī)劃通蘇嘉鐵路的平面位置關(guān)系如圖1所示。其中在S1～S4廠房及ADM廠房中均布置有對振動較為敏感的精密儀器設(shè)備，該文主要選取S3廠房為研究對象。

2廠區(qū)內(nèi)敏感點振動測試

2．1測試方案

根據(jù)測試規(guī)范，監(jiān)測點宜布置在精密儀器所在工作間室內(nèi)或建筑物室外0．5m以內(nèi)。選擇這兩類測點主要出于以下考慮：1）我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《城市區(qū)域環(huán)境振動標(biāo)準(zhǔn)》（GB10070—88）和《城市區(qū)域環(huán)境振動測量方法》（GB10071—88）作為現(xiàn)行的強制標(biāo)準(zhǔn)主要針對區(qū)域環(huán)境（即廠界）來展開評價工作，實際操作中考慮到可操作性建議將監(jiān)測點布置在室外地面0．5m以內(nèi)。而對于精密儀器設(shè)備臺座（安裝位）處的振動也應(yīng)同步監(jiān)測。測試儀器采用丹麥B＆K3050－B－060型土木工程振動與噪聲測試系統(tǒng)和日本東京測振株式會社SPC－51環(huán)境振動分析儀。所有測試儀器測試前均由計量檢定部門檢定合格，并按規(guī)定校準(zhǔn)。傳感器（圖2所示）的相關(guān)性能參數(shù)如表1所示。

2．2測點布置

對廠區(qū)內(nèi)敏感點進(jìn)行測試時，測點的布置綜合考慮了現(xiàn)場測試條件及既定測試目標(biāo)。其所處位置列于表2中。每一測點安裝3只同型號的單軸傳感器，測試方向互相垂直，分別記錄鉛垂向及水平向振動數(shù)據(jù)。

3測試結(jié)果分析

以S3－2a監(jiān)測點為例，分析得到鉛垂向分頻振動速度如圖3所示。由圖3可知，三組記錄數(shù)據(jù)的分頻振動速度較為接近，說明測試條件良好，能較好的反映現(xiàn)狀下該測點的振動狀況。顯然，該監(jiān)測點處的鉛垂向振動速度超過了VC－C的允許振動限值，頻率范圍為10～20Hz。表3給出了企業(yè)車間內(nèi)各敏感點在現(xiàn)狀下的評估結(jié)果。其中z向表示鉛垂向，x向表示順鳳里街方向，y向表示垂直鳳里街方向，評價標(biāo)準(zhǔn)采用廠方提供的新版VC標(biāo)準(zhǔn)（2005），其適用頻率范圍為1～80Hz，振動限值為12．5μm／s，采用均方根速度為評價指標(biāo)。由表3所知，S3號廠房的振動響應(yīng)超過了規(guī)范的限值。其中隨著層數(shù)的增加，z向的振動響應(yīng)逐漸增大，且比較三個方向的振動響應(yīng)可以得出，z向振動響應(yīng)相比其他兩個方向更大，而x，y向的振動響應(yīng)規(guī)律相對來說不夠明顯，在這三個不同測點中，3號廠房四層振動響應(yīng)達(dá)到了振動限值的4倍之多，可見廠房內(nèi)的機器運轉(zhuǎn)對于精密儀器正常使用的影響很大。

4結(jié)論

a．廠房內(nèi)機器運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動也會影響到精密儀器的正常使用，且振動大小可能與廠房的層數(shù)有關(guān)。b．綜合三個方向的振動響應(yīng)可以看出，鉛垂向的振動響應(yīng)最大，因此在減隔振設(shè)計時，主要針對鉛垂向進(jìn)行減隔振，且要根據(jù)不同的頻段進(jìn)行減隔振。

參考文獻(xiàn)

［1］劉維寧，馬蒙，等．地鐵列車振動環(huán)境影響的預(yù)測、評估與控制［M］．北京：科學(xué)出版社，2014．

［2］謝鎣松，李莉，汪龍兵．地鐵振動對精密儀器的影響預(yù)測和對策研究［J］．城市軌道交通研究，2016（3）：46－50．

［3］劉衛(wèi)豐，劉維寧，聶志理，等．地鐵列車運行引起的振動對精密儀器影響的預(yù)測研究［J］．振動與沖擊，2013，32（8）：18－23．

［4］謝偉平．光谷大道（喻家湖路）高架橋?qū)ξ錆h光電國家實驗室振動影響評價［R］．武漢：武漢理工大學(xué)，2014．

作者：蔡輝 李飛 謝偉平 單位：武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司