工程設(shè)計(jì)中常見的振動(dòng)的防治

1、工程設(shè)計(jì)中常見的振動(dòng)的防治在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮各類機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的振動(dòng)及其危害，以免影響到建筑結(jié)構(gòu)的壽命和安全，影響到精密設(shè)備和精密儀器、儀表的加工、計(jì)量與檢驗(yàn)，影響到人們正常生產(chǎn)、工作和生活的環(huán)境。以往工程設(shè)計(jì)中曾對振動(dòng)危害和防治作過許多工作，但由于認(rèn)識不夠或考慮不周，曾發(fā)生過許多振動(dòng)影響問題.因此，在工程設(shè)計(jì)中尚需認(rèn)真地對待這些常見的振動(dòng)危害，妥善的采取相應(yīng)的措施加以解決；對生產(chǎn)中存在的振動(dòng)影響和危害，要及時(shí)予以治理，從而確保正常使用這是設(shè)計(jì)中需要解決的一個(gè)重要課題。振動(dòng)危害的防治在工程設(shè)計(jì)中，必須充分考慮振動(dòng)引起的危害，采取必要的防振措施，避免或減少振動(dòng)的影響。對實(shí)際生產(chǎn)過

2、程中發(fā)生的振動(dòng)影響，應(yīng)及時(shí)加以治理，以確保建筑結(jié)構(gòu)的正常使用，確保精密設(shè)備的正常工作，滿足人們正常的生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)的生活等活動(dòng)。對振動(dòng)危害的防治要根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮，首先采取減少振源處的振動(dòng)輸出，或采取隔離外界振動(dòng)輸入，必要時(shí)同時(shí)考慮減少振動(dòng)輸出和隔離振動(dòng)輸入，達(dá)到滿足生產(chǎn)、設(shè)備和人所能承受的允許振動(dòng)能力。1 .合理布置振源工程設(shè)計(jì)時(shí)，首先要根據(jù)生產(chǎn)的可能性，盡量將較大振源和有精密要求的部分分區(qū)設(shè)置相互遠(yuǎn)離。然后根據(jù)振源設(shè)備運(yùn)行的特點(diǎn)，將同類設(shè)備布置成對稱或反對，避免同類設(shè)備多臺運(yùn)行時(shí)處于同向、同步狀態(tài)，以便使其振動(dòng)在不同相位上互相有抵消.把振源設(shè)備的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向和水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向不對準(zhǔn)精

3、密設(shè)備,并與支承結(jié)構(gòu)剛度大的方向一致。在多層廠房內(nèi)的振源布置時(shí)，要充分利用伸縮縫和樓梯間的減振作用，將振源與有防振要求的精密設(shè)備分開，并不設(shè)置在一個(gè)接層單元內(nèi)；或?qū)⒂杏绊懙恼裨?單獨(dú)設(shè)置；當(dāng)生產(chǎn)需要不能遠(yuǎn)離時(shí)，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置在與接層脫開的構(gòu)架式基礎(chǔ)上，或?qū)⒃摬糠謽前搴喼гO(shè)置，并在支承處采取減振措施。在多層廠房內(nèi)設(shè)有精密設(shè)備時(shí)不應(yīng)設(shè)置吊車；必要時(shí)將吊車宜設(shè)在底層地面上，并與廠房結(jié)構(gòu)脫開，采取單獨(dú)設(shè)立柱的搖臂吊或懸掛吊，或做成落地門式吊車。另外，在精密設(shè)備周圍不宜布置通過重型汽車的主干道，非通過不可時(shí)應(yīng)限速或定時(shí)運(yùn)行。2 .減少振動(dòng)輸出減少振動(dòng)輸出就是要設(shè)法減少振源振動(dòng)能量。一般是選擇動(dòng)平衡好的機(jī)械設(shè)

4、備，對振源采取剛、柔”法積極隔振。1、選擇動(dòng)平衡性能好的設(shè)備，定期維修或更換設(shè)計(jì)時(shí)，首先要注意到選用動(dòng)平衡性能好的機(jī)械設(shè)備，它擾力小，輸出的振動(dòng)能量亦小。使用中要定期維修，有利于調(diào)整平衡性能。當(dāng)發(fā)現(xiàn)使用中設(shè)備動(dòng)態(tài)不平衡增加，應(yīng)及時(shí)檢修，調(diào)整其聯(lián)接處間隙的松動(dòng)和固定松緊不一，使之恢復(fù)其平衡性能。如因長期運(yùn)行引起傳動(dòng)部件的磨損，應(yīng)及時(shí)更換。當(dāng)設(shè)備已陳舊無法檢修調(diào)整應(yīng)予更新，重新選用動(dòng)平衡性能好的設(shè)備，以確保生產(chǎn)使用要求。2、剛性減振剛性減振，就是提高支承結(jié)構(gòu)（包括基礎(chǔ)）剛度和整體性。從而減小振源振動(dòng)的輸出。3 .提高結(jié)構(gòu)剛度為了滿足動(dòng)力荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定，滿足對周圍精密設(shè)備允許振動(dòng)要求，受

5、振結(jié)構(gòu)通過動(dòng)力分析，確定其必要的斷面和剛度。但應(yīng)避免只滿足強(qiáng)度而剛度過小，不能滿足允許振動(dòng)的控制，尚因避免降低結(jié)構(gòu)垂直自振頻率，造成與干擾頻率接近或一致，而出現(xiàn)共振或拍”的現(xiàn)象影響精密設(shè)備的使用。當(dāng)使用中如出現(xiàn)結(jié)構(gòu)剛度偏小，而發(fā)生共振危害時(shí)，應(yīng)增強(qiáng)支承結(jié)構(gòu)剛度的措施，采取增加構(gòu)件斷面，或減小結(jié)構(gòu)的跨度的立柱和斜撐，從而提高支承結(jié)構(gòu)的自振頻率，使之遠(yuǎn)離共振區(qū)，實(shí)現(xiàn)剛性減振。例某廠鍛工車間2T錘開動(dòng)，屋蓋發(fā)現(xiàn)晃動(dòng)而增加縱向垂直支撐；又如某廠鍛工車間設(shè)有1T、400Kg、250Kgs、400Kg使用時(shí)，冷灘瓦掉下，后改為剛碎屋蓋，增加屋面剛度。4 .提高地基基礎(chǔ)剛度和整體性為了減少機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)的振動(dòng)

6、，設(shè)計(jì)時(shí)尚可考慮提高地基基礎(chǔ)的剛度。增強(qiáng)地基基礎(chǔ)剛度的辦法，一般可采用硅化或灌注水泥漿膠結(jié)松散地基；在基礎(chǔ)周邊打樁；加大設(shè)備基礎(chǔ)底面積；加深基礎(chǔ)或加強(qiáng)地面與設(shè)備基礎(chǔ)上部的整體聯(lián)接，均能在一定程度上達(dá)到提高地基剛度的目的。當(dāng)同類設(shè)備設(shè)置在一起時(shí)，還可以把兩臺或多臺設(shè)備基礎(chǔ)聯(lián)合在一起，提高地基剛度，增加基礎(chǔ)質(zhì)量，降低基底應(yīng)力，從而減小振源振動(dòng)。例如將三臺60/8的空壓縮機(jī)基礎(chǔ)聯(lián)合設(shè)置，在水平回轉(zhuǎn)振動(dòng)下，測得聯(lián)合基礎(chǔ)比單獨(dú)基礎(chǔ)的垂直振動(dòng)和水平振動(dòng)平均減小達(dá)40%以上。大型設(shè)備基礎(chǔ)由于受到動(dòng)力荷載作用或受力不均勻，以及溫度變化等影響，又能夠在基礎(chǔ)周邊和底部配置足夠的鋼筋，以確保受力的需要，并起增強(qiáng)剛性

7、和整體性。如基礎(chǔ)未配筋或配筋不足而出現(xiàn)裂縫，則應(yīng)采取外包鋼筋混凝土套加以補(bǔ)救。如發(fā)現(xiàn)設(shè)備基礎(chǔ)傾斜，待穩(wěn)定后加固修補(bǔ)填平，重新調(diào)整安裝設(shè)備后方可使用。5.隔離輸出振源隔離輸出振源，就是采取積極隔振措施減少振源輸出的振動(dòng)能量。對抗力大的機(jī)械設(shè)備，具振動(dòng)影響范圍很廣，采取上述1、2的措施無法實(shí)現(xiàn)，或尚不能滿足精密設(shè)備的防振要求時(shí)，應(yīng)考慮對振源隔振。特別是當(dāng)該設(shè)備因生產(chǎn)線流程的需要，無法改變布置位置，而增大支撐結(jié)構(gòu)剛度又不經(jīng)濟(jì)時(shí)，應(yīng)對該設(shè)備基礎(chǔ)采取柔性隔振，以減少振源振動(dòng)的輸出。例如某廠白銀車間，由于工藝需要將250KN的空氣錘布置在多層廠房的底層，為了解決對相距35-40米處三層樓上精密儀器的影響，

8、對空氣錘基礎(chǔ)采用空氣彈簧隔振、隔振后現(xiàn)場實(shí)際測定，離開空氣錘操作區(qū)基坑外的地面上其振幅為0.51仙叫說明隔振后空氣錘對樓層的影響已基本消除，對精密儀器已無任何影響。至于汽車振源的影響，可將周圍的路面設(shè)計(jì)為柔性路面，并適當(dāng)加厚瀝青層，一邊吸收能量，減少其振動(dòng)影響；必要時(shí)還可限制車速通過，減弱振源振動(dòng)。當(dāng)某些管道（氣流或液流）脈動(dòng)對附近精密設(shè)備發(fā)生影響時(shí)，可將管道穿過墻或樓板的支承處，采用彈性墊隔離，管道的吊點(diǎn)處采用彈性吸振器，管道的聯(lián)接處采用柔性軟管聯(lián)接，從而消除管道高頻脈動(dòng)對精密設(shè)備的影響。減少振動(dòng)的輸入和放大任何區(qū)域的精密設(shè)備，都可能受到某些振源通過支承結(jié)構(gòu)和土質(zhì)介質(zhì)傳遞而發(fā)生的振動(dòng)干擾影響

9、，當(dāng)不可能消除外界振動(dòng)影響時(shí)，有必要采取振動(dòng)輸入措施的消極隔振，使之滿足精密設(shè)備正常使用的要求。1、遠(yuǎn)離振源設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮精密計(jì)量、理化的儀器、儀表和精密搪床、磨床、車床、刻線機(jī)等設(shè)備受外界振動(dòng)的影響，可通過振源振動(dòng)的地面振動(dòng)衰減計(jì)算或?qū)嵉仄諟y，將精密設(shè)備布置在受振影響允許的區(qū)域范圍內(nèi)，這是一種最簡單有效的方法。如果高精密設(shè)備（如光柵刻線機(jī)）在使用過程中受振后發(fā)生無法正常工作時(shí)，亦可通過普測找到一個(gè)振動(dòng)最小的區(qū)域，遷移到該區(qū)域內(nèi)設(shè)置，從而滿足使用精度要求。2、增大地面剛度和質(zhì)量由于精密設(shè)備受到影響的周圍設(shè)備振源，大多數(shù)振動(dòng)能量較小，則可將混凝土地面設(shè)計(jì)成厚地面，其厚度500mm,并與建筑物

10、設(shè)縫加以分開，使精密設(shè)備間的地面形成一個(gè)大塊體的剛性質(zhì)量，利用地面剛度的增大和大質(zhì)量的慣性作用，減小外界振動(dòng)影響；必要時(shí)還可在大塊體地面下鋪設(shè)200-300mm厚的砂墊層，從而達(dá)到減振的目的。精密儀器、儀表間地面不允許直接采用木地板，這是因?yàn)槟镜匕鍎偠刃?，人走?dòng)時(shí)對精密設(shè)備將會發(fā)生顯著影響。因此，宜將精密間地面做成剛性的混凝土或水磨石地面，然后再鋪設(shè)地毯或橡膠布或木地面，可有效地避免由于操作人員走動(dòng)所引起的振動(dòng)影響。3、采用剛性工作臺根據(jù)以往許多工廠出現(xiàn)的精密儀器、儀表受振影響，不少由于其支承結(jié)構(gòu)是木制工作臺。木制工作臺質(zhì)量輕，有一定彈性，當(dāng)受外界振動(dòng)干擾時(shí)，經(jīng)常發(fā)生振動(dòng)放大現(xiàn)象，實(shí)測表明：木

11、制工作臺上的振動(dòng)比樓面、地面的振動(dòng)放大2-3倍。因此，設(shè)計(jì)時(shí)宜采用水磨石剛性工作臺，可明顯地降低外界振動(dòng)的干擾，使臺面上的振動(dòng)，基本上能恢復(fù)到與樓面、地面差不多的振動(dòng)狀態(tài)。4、門、窗彈性密縫設(shè)在樓層上計(jì)量、理化等精密間及其附近房間的門窗，宜在其四周采用彈性密封條襯墊，可以避免因開、關(guān)門窗時(shí)由于碰撞引起的振動(dòng)干擾；特別是門、窗打開后，被風(fēng)吹動(dòng)關(guān)閉，將引起墻和樓板的突然性撞擊而產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，嚴(yán)重地影響到精密儀器儀表的正常工作。5、設(shè)置防振溝當(dāng)精密設(shè)備受到外界一般機(jī)床、高速切削機(jī)床的高頻振動(dòng)影響，由于其屬波長較短的振源干擾，采用防振溝是減少這類振動(dòng)影響的有效辦法之一。但防振溝的深度必須超過干擾振動(dòng)波

12、長的2/3以上，才能起到較好的減振作用。防振溝可以設(shè)置在精密設(shè)備間的周圍，亦可設(shè)置在精密設(shè)備基礎(chǔ)的四周；但對具有內(nèi)擾力較大搪床、螺紋磨床，銃床等的精密設(shè)備，防振溝不宜設(shè)在基礎(chǔ)四周，以免由于自身水平擾力而增大基礎(chǔ)回轉(zhuǎn)及搖擺振動(dòng)。通常當(dāng)受到各種機(jī)床設(shè)備的振動(dòng)影響時(shí)，在精密設(shè)備基礎(chǔ)四周設(shè)防振溝，總是能起到一定的效果。但應(yīng)注意對較低頻率的振源，由于其波長較長時(shí)，往往振動(dòng)可繞過防振溝底部傳遞過去，而起不到減振作用。6、隔離輸入振動(dòng)精密設(shè)備無法避開有影響的振源時(shí)，可對不同特性的振源干擾采取相應(yīng)的隔振措施，有效地吸收外來振動(dòng)能量的輸入，如采用隔振器、防振墊隔振。隔振設(shè)計(jì)時(shí)，必須經(jīng)過嚴(yán)格的計(jì)算，否則不但起不到減振作用，反而可能增大振動(dòng)影響。振動(dòng)的綜合防治在受振影響的條件下，當(dāng)單一采取減少振動(dòng)輸出或輸入的措施尚不能解決振動(dòng)影響時(shí)，可采取減小振動(dòng)輸出或輸入的多種措施來綜合治理振動(dòng)問題。在采取綜合措施時(shí)，可以減小振動(dòng)輸出為主，減小振動(dòng)輸入為輔；反之，以減小振動(dòng)輸入為主,減小振動(dòng)輸出為輔。但防治方法都要盡可能做到簡易可行，效果顯著，經(jīng)濟(jì)合理當(dāng)