2008年環(huán)保工程師講義之隔振工程(三)

　　二、隔振應(yīng)用技術(shù)

　　在振動(dòng)控制中，隔振是投資不大卻行之有效的方法。隔振分為兩類：積極隔振和消極隔振。都是在振源或防振對(duì)象與支撐結(jié)構(gòu)之間加隔振器材。

　　1、隔振設(shè)計(jì)的原則和適用情況

　　(1)隔振設(shè)計(jì)的原則

　　隔振設(shè)計(jì)是根據(jù)機(jī)器設(shè)備的機(jī)器特性、振動(dòng)強(qiáng)弱、擾動(dòng)頻率以及環(huán)境要求等因素，盡量選用振動(dòng)較小的工藝流程和設(shè)備，確定隔振裝置的安放部位，并合理的使用隔振器等。主要親自遵循以下原則：

　?、俑粽裨O(shè)計(jì)時(shí)，必須了解機(jī)器設(shè)備的振動(dòng)特性，以及可能產(chǎn)生的后果。

　　②合理采用隔振元件，彈性吊架和非剛性連接等隔振措施。機(jī)器設(shè)備的機(jī)座剛性和重量應(yīng)保證設(shè)備的正常運(yùn)行和減輕磨損。

　?、蹤C(jī)器基礎(chǔ)應(yīng)獨(dú)立，并與其他機(jī)器基礎(chǔ)、房屋基礎(chǔ)之間分開或留縫。

　?、鼙M量選用振動(dòng)較小的設(shè)備或驅(qū)動(dòng)頻率較高的設(shè)備，以提高隔振效果。

　?、莞粽衿髟谄矫嫔系牟贾?，力求使其剛度中心與隔振體系的重心在同一垂直線上。

　　(2)隔振設(shè)計(jì)的適用情況

　?、倏刂圃O(shè)備引起的基礎(chǔ)或樓板的振動(dòng)，引起的噪聲或振動(dòng)直接產(chǎn)生危害。

　?、谠跈C(jī)器設(shè)備內(nèi)部，振動(dòng)部件通過結(jié)構(gòu)件向非振動(dòng)部件傳遞振動(dòng)。

　?、勖舾械膬x器或設(shè)備受基礎(chǔ)傳遞的環(huán)境振動(dòng)而無法正常工作。

　　一般來說，對(duì)固體聲和基礎(chǔ)振動(dòng)比較敏感的地點(diǎn)需要進(jìn)行隔振，機(jī)座重量比較輕的設(shè)備需要進(jìn)行隔振，或增加惰性塊后再進(jìn)行隔振。

　　2、隔振設(shè)計(jì)的步驟

　　(1)隔振設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作

　?、偈占桓粼O(shè)備的資料：設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格及輪廓尺寸圖等，設(shè)備的質(zhì)心位置、質(zhì)量和質(zhì)量慣性矩，設(shè)備底座外廓圖、附屬設(shè)備、管道位置和坑、溝、孔洞的尺寸、灌漿層厚度、地腳螺栓和預(yù)埋件的位置等，與設(shè)備和其基礎(chǔ)連接的有關(guān)管線圖。

　?、诳辈飕F(xiàn)場條件、確定設(shè)備安裝位置和掌握支撐結(jié)構(gòu)形式。

　?、壅莆崭粽裱b置工作的環(huán)境條件，如溫度、接觸物等。

　?、苁占粽癜惭b需要的圖紙資料，包括動(dòng)力設(shè)備和機(jī)架的重量和重心的位置，以及設(shè)備底座外形尺寸和地腳螺栓的位置等。

　?、菟x用或設(shè)計(jì)的隔振器的特性(如承載力、壓縮極限、剛度和阻尼比等)。

　　(2)明確隔振設(shè)計(jì)的任務(wù)

　　根據(jù)不同的隔振類型，分析振動(dòng)設(shè)備的擾動(dòng)力頻率 。如果有幾個(gè)頻率不同的振動(dòng)源都需要隔離，則激振力頻率應(yīng)該取頻率最小的那個(gè)作為設(shè)計(jì)計(jì)算值。擾動(dòng)力頻率 常常是現(xiàn)有設(shè)備的固有參數(shù)不可改動(dòng)。

　　(3)確定振動(dòng)傳遞比T

　　根據(jù)設(shè)計(jì)原則和有關(guān)資料，以及實(shí)際工程需要確定振動(dòng)傳遞比T。簡單隔振(質(zhì)量彈簧系統(tǒng))系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞比T由下式計(jì)算： 式中： ―振動(dòng)傳遞比; ―機(jī)器設(shè)備的擾動(dòng)頻率，Hz; ―機(jī)器設(shè)備與隔振裝置組成的隔振系統(tǒng)的固有頻率，Hz。

　　在隔振系統(tǒng)有阻尼的情況下，由下式計(jì)算：

　　式中： ――阻尼比， 。

　　(4)確定固有振動(dòng)頻率 根據(jù)現(xiàn)場隔振要求，由擾動(dòng)力頻率 以及振動(dòng)傳遞比T可以確定隔振系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率 ： 由于機(jī)組外力頻率 與機(jī)組本身重力作用下彈性支座的靜態(tài)下沉量 有著重要關(guān)系。因此隔振系統(tǒng)的固有頻率 也可以用下式計(jì)算。

　　對(duì)于鋼彈簧： 對(duì)于橡膠等彈性材料： 式中： ――材料動(dòng)態(tài)和靜態(tài)彈性模量。

　　同時(shí)應(yīng)保證 。一般情況 應(yīng)取2.5~5，要獲得較大的靜態(tài)壓縮量，并取得較好的隔振效果，通常 選取2.5~3Hz，阻尼比取0.1~0.2。由于 是不可改變的，要保證 ，就要盡量降低 。在實(shí)際隔振工程中，降低隔振系統(tǒng)固有頻率 通常采用以下辦法：

　?、僭黾釉O(shè)備的質(zhì)量。

　　②降低隔振器的勁度。

　　(5)確定系統(tǒng)總參考質(zhì)量 (6)計(jì)算隔振體系的總剛度 式中： ――隔振體系的總剛度，kN/m; ――隔振體系的總質(zhì)量，t。

　　(7)計(jì)算隔振器的數(shù)量N 式中： ――所選用的單個(gè)隔振器的剛度，kN/m。

　　(8)核算隔振器的總承載能力 式中： ―單個(gè)隔振器容許承載力;W―隔振體系總重量; ―作用在隔振器上干擾力,kN。

　　(9)校核設(shè)備振幅

　　試算隔振體系上所要求的振動(dòng)控制點(diǎn)上的機(jī)器振幅A，使之滿足：

　　―容許振動(dòng)的線位移。

　　當(dāng)機(jī)器以垂直振動(dòng)完全獨(dú)立方式彈性支撐時(shí)，由激振力F所引起的機(jī)器振幅A：

　　式中： ―容許振幅， ; ―隔振體系總重量，kN; ―干擾力的頻率，Hz; ―系統(tǒng)固有頻率，Hz; ―重力加速度， 。

　　(10)調(diào)整參數(shù) 、 、 調(diào)整參與振動(dòng)的系統(tǒng)總質(zhì)量 、總剛度 和系統(tǒng)的阻尼系數(shù) 等，滿足振動(dòng)傳遞率T或控制點(diǎn)的機(jī)器振幅等要求。

　　(11)選擇隔振器型號(hào)

　　根據(jù)上述計(jì)算參數(shù)和使用要求，選擇隔振器的類型和型號(hào)，進(jìn)行隔振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　3、隔振器材的選擇

　　需要考慮的因素主要有剛度、阻尼性質(zhì)、耐受惡劣環(huán)境性能、安裝的難易程度等幾個(gè)方面。見教材表5-2-34。

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