精密儀器廠房機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)實(shí)測(cè)范文

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摘要：高新技術(shù)企業(yè)廠房?jī)?nèi)精密儀器設(shè)備的振動(dòng)研究是交通環(huán)境振動(dòng)與控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。論文以蘇州工業(yè)園區(qū)為研究對(duì)象，開展了通蘇嘉鐵路鳳里街段沿線企業(yè)的環(huán)境振動(dòng)現(xiàn)狀測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，現(xiàn)有環(huán)境狀況下廠區(qū)內(nèi)的振動(dòng)量值超出了精密儀器設(shè)備的允許振動(dòng)限值，即振動(dòng)超標(biāo)。此外，實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，鉛垂線的振動(dòng)響應(yīng)相較其他方向更大，且振動(dòng)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(dòng)；實(shí)測(cè)

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(duì)外部環(huán)境振動(dòng)十分敏感，因此產(chǎn)生了一大批精密儀器設(shè)備振動(dòng)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(duì)周邊企業(yè)廠區(qū)內(nèi)精密儀器設(shè)備的振動(dòng)影響，針對(duì)北京地鐵8號(hào)線列車對(duì)鄰近某科研樓內(nèi)精密儀器的振動(dòng)影響問題，劉衛(wèi)豐、劉維寧等［3］采用動(dòng)力有限元數(shù)值模型并結(jié)合道路交通現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)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(dòng)響應(yīng)大小。由研究結(jié)果可知使用該動(dòng)力有限元模型可以有效地預(yù)測(cè)地鐵列車運(yùn)行引起的振動(dòng)。針對(duì)武漢市擬建的喻家湖路城市高架橋?qū)εR近的武漢光電國(guó)家室內(nèi)精密儀器設(shè)備的可能振動(dòng)影響，謝偉平等［4］通過類比測(cè)試手段結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法，對(duì)道路交通振源對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)精密儀器的影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)。由此可見，關(guān)于廠區(qū)內(nèi)本身機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)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(duì)鳳里街段沿線企業(yè)的環(huán)境振動(dòng)現(xiàn)狀進(jìn)行了測(cè)試，詳細(xì)分析了廠區(qū)內(nèi)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)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(duì)振動(dòng)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(duì)象。

2廠區(qū)內(nèi)敏感點(diǎn)振動(dòng)測(cè)試

2．1測(cè)試方案

根據(jù)測(cè)試規(guī)范，監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn)主要出于以下考慮：1）我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》（GB10070—88）和《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)測(cè)量方法》（GB10071—88）作為現(xiàn)行的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)區(qū)域環(huán)境（即廠界）來展開評(píng)價(jià)工作，實(shí)際操作中考慮到可操作性建議將監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在室外地面0．5m以內(nèi)。而對(duì)于精密儀器設(shè)備臺(tái)座（安裝位）處的振動(dòng)也應(yīng)同步監(jiān)測(cè)。測(cè)試儀器采用丹麥B＆K3050－B－060型土木工程振動(dòng)與噪聲測(cè)試系統(tǒng)和日本東京測(cè)振株式會(huì)社SPC－51環(huán)境振動(dòng)分析儀。所有測(cè)試儀器測(cè)試前均由計(jì)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(cè)點(diǎn)布置

對(duì)廠區(qū)內(nèi)敏感點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，測(cè)點(diǎn)的布置綜合考慮了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試條件及既定測(cè)試目標(biāo)。其所處位置列于表2中。每一測(cè)點(diǎn)安裝3只同型號(hào)的單軸傳感器，測(cè)試方向互相垂直，分別記錄鉛垂向及水平向振動(dòng)數(shù)據(jù)。

3測(cè)試結(jié)果分析

以S3－2a監(jiān)測(cè)點(diǎn)為例，分析得到鉛垂向分頻振動(dòng)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(dòng)速度較為接近，說明測(cè)試條件良好，能較好的反映現(xiàn)狀下該測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)狀況。顯然，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的鉛垂向振動(dòng)速度超過了VC－C的允許振動(dòng)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(diǎn)在現(xiàn)狀下的評(píng)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(píng)價(jià)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(dòng)限值為12．5μm／s，采用均方根速度為評(píng)價(jià)指標(biāo)。由表3所知，S3號(hào)廠房的振動(dòng)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(dòng)響應(yīng)逐漸增大，且比較三個(gè)方向的振動(dòng)響應(yīng)可以得出，z向振動(dòng)響應(yīng)相比其他兩個(gè)方向更大，而x，y向的振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律相對(duì)來說不夠明顯，在這三個(gè)不同測(cè)點(diǎn)中，3號(hào)廠房四層振動(dòng)響應(yīng)達(dá)到了振動(dòng)限值的4倍之多，可見廠房?jī)?nèi)的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)于精密儀器正常使用的影響很大。

4結(jié)論

a．廠房?jī)?nèi)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)也會(huì)影響到精密儀器的正常使用，且振動(dòng)大小可能與廠房的層數(shù)有關(guān)。b．綜合三個(gè)方向的振動(dòng)響應(yīng)可以看出，鉛垂向的振動(dòng)響應(yīng)最大，因此在減隔振設(shè)計(jì)時(shí)，主要針對(duì)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(dòng)環(huán)境影響的預(yù)測(cè)、評(píng)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(dòng)對(duì)精密儀器的影響預(yù)測(cè)和對(duì)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(yùn)行引起的振動(dòng)對(duì)精密儀器影響的預(yù)測(cè)研究［J］．振動(dòng)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(guó)家實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)影響評(píng)價(jià)［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(jì)研究院有限責(zé)任公司