工业厂房的结构方案是和工艺的设备布置紧密相关的,受到工艺设备布置的制约。在进行初步设计确定工艺方案时,结构设计人员就应参与设备布置的讨论,结合实际情况针对不同设备提出具体的结构布置方案,尽可能把动力设备置于对结构相当有利的位置,尽可能从布置上减轻设备振动对结构可能产生的不利影响。
结合设计中遇到的振动现象(楼盖的垂直振动和框架整体的水平振动),从控制振动的两个因素出发,对设备、结构布置采取以下措施来减少动力设备对结构的振动影响行:
1)振动设备尽量布置在底层,尽可能将设备基础或支撑体系与主体结构脱开;
2)在设备上加设振子,设备振动时振子对设备形成反方向的激振力,达到减振目的;
3)调整设备的振动频率或者转向,使其错开结构的自振频率,以免发生共振。当有多台设备共同工作时,可使其运转方向相互错开,避免在同一方向产生共振;
4)在设备无法调整的情况下,设法调整结构的自振频率。例如改变梁柱的截面,增设支撑,改变结构形式等,通过调整结构布置来实现振动的控制。
振动试验标准:
GJB 150.25-86
GB-T 4857.23-2003
GBT4857.10-2005
WJ231-77
在现场或实验室对振动系统的实物或模型进行的试验。振动系统是受振动源激励的质量弹性系统,如机器、结构或其零部件、生物体等。振动试验是从航空航天部门 发展起来的, 现在已被推广到动力机械、 交通运输、建筑等各个工业部门及环境保护、劳动保护方面,其应用日益广泛。振动试验包括响应测量、动态特性参量测定、载荷识别以及振动环境试验等内容。
响应测量
主要是振级的测量。为了检验机器、结构或其零部件的运行品质、安全可靠性以及确定环境振动条件,必须在各种实际工况下,对振动系统的各个选定点和选定方向 进行振动量级的测定,并记录振动量值同时间变化的关系(称为时间历程)。对周期振动,主要测定振级(位移、速度、加速度或应变的幅值或有效值)和振动周 期;对瞬态振动和冲击,主要测定位移或加速度的峰值和响应持续时间;对平稳随机振动,主要测定力和响应的时间历程的均值和方差等;对非平稳随机振动, 可把时间划分为许多小段,测定各小段内时间历程的均值和方差,找出它们同时间的关系,并以此作为振级的度量。
许多机器的振动速度在很宽频率范围内几乎为常数,所以可用在机器上选定点测得的振动速度的有效值作为机器振动强烈程度(称为振动烈度)的指标。
参量测定
为了设计和试制新机器或在改造旧机器时解决减振问题,以及为了提高振动机械的效率,必须了解系统的动态特性参量。动态特性参量很多,对于线性系统,常用 的为模态参量,包括各阶固有频率、振型、模态质量或模态刚度、模态阻尼比。模态参量可以换算出物理坐标(即几何坐标)中的力学参量,包括集中质量、刚度和 阻尼矩阵。
测定方法
在工程设计中,有时只需知道低阶(如一、二阶)固有频率、振型以及阻尼系数,可用简易方法测定这些参量:
①固有频率测定 用敲击或突然卸载使系统产生自由振动,记录其衰减波形并与仪器中的时标信号比较,或将信号发生器产生的固定频率正弦波和衰减波形输入射线 示波器,由示波器显示的利萨如图形求得一、二阶固有频率。如果有激振器或振动台,则可对系统进行步进频率激振或低速扫频激振以寻找共振频率,在小阻尼时共 振频率近似等于固有频率。
②振型测定 手持木质或铝质探针接触被测系统各点,由撞击声音(或凭手感)测定所有不振动点的位置,即节线位置。对水平放置的平板型系统,可在平板上撒上砂粒,振动时砂粒将聚集到节线上,由节线分布情况即可大致判断振型。
③阻尼测定 可采用衰减振动法、共振法和相位法。衰减振动法是用记录仪记录自由振动的衰减波形,由相邻同向的两次或数次的振幅的衰减率算出阻尼值;共振法是由共振时振幅和共振区频率带宽算出阻尼值;相位法是由共振区相位随频率变化关系算出阻尼值。
某地铁道床隔振结构及隧道结构振动测试
该项目主要是了解地铁运行过程中道床隔振结构的隔振效果的测试,了解过车时产生的振动对隧道结构产生的影响,下图是我公司技术人员在晚上地铁停运后现场测试和安装传感器的一些照片。
对于有动力设备的厂房,结构振动往往不能完全避免,故如何将振动的影响控制在结构安全的范围之内,控制在不影响厂房内敏感设备和操作人员正常运行的范围之内,解决振动问题就成了厂房结构设计中的关键。
由于设备振动的不确定性和复杂性、结构计算分析模型的误差以及与实际情况的差异,使得所谓“精确的振动分析”很难有效的控制结构的振动性能。有效的减振措施是概念设计而不是计算,所以结构方案和布置显得尤为重要。
由结构的自振频率计算公式看,结构的自振频率主要取决于结构的刚度,而结构的刚度又取决于结构的布置方案。故我们应从结构布置方案上采取措施,从布置上减轻设备振动对结构可能产生的不利影响。
厂房设备振动测试 三方检测机构 振动试验
振动试验是是模拟产品在运输、安装及使用环境下所遭遇到的各种振动环境影响,用来评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗能力。根据产品所承受的环境不同,振动试验分以下种类:
(1). 正弦定频试验
在选定的频率上(可以是共振频率,特定频率,或危险频率)按规定的量值进行正弦振动试验,并达到规定要求的时间。
(2)正弦扫频试验
在规定的频率范围内,按规定的量值以一定的扫描速率由低频到高频,再由高频到低频作为一次扫频,直到达到规定的总次数为止。
(3)窄带随机扫描试验
在规定的频率范围内,用某一中心频率上某一带宽的窄带随机信号作由低频到高频,再由高频到低频的扫描,并达到规定要求的时间。
(4)宽带随机振动试验
在规定的频率范围内,按规定的谱形状和总均方根值(GRMS)作宽带随机振动,并达到规定要求的时间。
(5)宽带随机叠加正弦振动试验
在规定的频率范围内,在随机振动的基础上叠加有若干个频率的正弦振动,按规定量级规定时间完成试验。
(6)宽带随机叠加窄带随机扫描振动试验
在规定的频率范围内,在宽带随机振动的基础上叠加有若干窄带随机峰值,按规定量级规定时间完成试验。
振动试验应用领域:
道路交通类:道路车辆电子电气设备、轨道交通机车车辆设备与装置、汽车零部件等
计算机类:电脑、显示屏、主机、电脑元器件、医疗设备等精密仪器等
电子通信类:手机、射频器、电子通信元器件等,PCB、PCBA。
电器类:家电、灯具、变电器等各类家电电器设备、仪器仪表、医疗器械;
其他:包装箱、运输设备等。
振动试验参考标准:GB/T 2423.10、IEC 60068-2-6、GB/T 2423.56、IEC 60068-2-64、IEC 61373、ISO 16750-3、GB/T 21563、GJB 150.25-86、GB-T 4857.23-2003、GBT4857.10-2005等。