精密仪器厂房机器设备运转振动实测范文

摘要：高新技术企业厂房内精密仪器设备的振动研究是交通环境振动与控制领域的热点问题。论文以苏州工业园区为研究对象，开展了通苏嘉铁路凤里街段沿线企业的环境振动现状测试。测试结果表明，现有环境状况下厂区内的振动量值超出了精密仪器设备的允许振动限值，即振动超标。此外，实测发现，铅垂线的振动响应相较其他方向更大，且振动响应超标方向也均为铅垂向。

关键词：精密仪器设备；振动；实测

近年来，随着科学技术的飞速发展和产业化进程的加快，一大批高新科技企业（如精密制造、纳米材料、微电子、光学仪器等）在大中型城市相继落户，而由于精密仪器设备对外部环境振动十分敏感，因此产生了一大批精密仪器设备振动超标问题［1，2］。目前大部分的研究主要关于下穿地铁列车对周边企业厂区内精密仪器设备的振动影响，针对北京地铁8号线列车对邻近某科研楼内精密仪器的振动影响问题，刘卫丰、刘维宁等［3］采用动力有限元数值模型并结合道路交通现场振动测试，分别在两种工况下比较了浮置板轨道和普通无砟轨道在科研楼内外的振动响应大小。由研究结果可知使用该动力有限元模型可以有效地预测地铁列车运行引起的振动。针对武汉市拟建的喻家湖路城市高架桥对临近的武汉光电国家室内精密仪器设备的可能振动影响，谢伟平等［4］通过类比测试手段结合现场测试方法，对道路交通振源对实验室内精密仪器的影响进行了评价。由此可见，关于厂区内本身机器运转产生的振动研究较少。因此，为了研究此类问题，论文结合拟建通苏嘉高速铁路穿越苏州工业园区这一工程案例，对凤里街段沿线企业的环境振动现状进行了测试，详细分析了厂区内机器运转对精密仪器的影响。

1工程概况

矽品科技（苏州）有限公司内厂房位置情况以及其与周边道路、拟规划通苏嘉铁路的平面位置关系如图1所示。其中在S1～S4厂房及ADM厂房中均布置有对振动较为敏感的精密仪器设备，该文主要选取S3厂房为研究对象。

2厂区内敏感点振动测试

2．1测试方案

根据测试规范，监测点宜布置在精密仪器所在工作间室内或建筑物室外0．5m以内。选择这两类测点主要出于以下考虑：1）我国现行标准《城市区域环境振动标准》（GB10070—88）和《城市区域环境振动测量方法》（GB10071—88）作为现行的强制标准主要针对区域环境（即厂界）来展开评价工作，实际操作中考虑到可操作性建议将监测点布置在室外地面0．5m以内。而对于精密仪器设备台座（安装位）处的振动也应同步监测。测试仪器采用丹麦B＆K3050－B－060型土木工程振动与噪声测试系统和日本东京测振株式会社SPC－51环境振动分析仪。所有测试仪器测试前均由计量检定部门检定合格，并按规定校准。传感器（图2所示）的相关性能参数如表1所示。

2．2测点布置

对厂区内敏感点进行测试时，测点的布置综合考虑了现场测试条件及既定测试目标。其所处位置列于表2中。每一测点安装3只同型号的单轴传感器，测试方向互相垂直，分别记录铅垂向及水平向振动数据。

3测试结果分析

以S3－2a监测点为例，分析得到铅垂向分频振动速度如图3所示。由图3可知，三组记录数据的分频振动速度较为接近，说明测试条件良好，能较好的反映现状下该测点的振动状况。显然，该监测点处的铅垂向振动速度超过了VC－C的允许振动限值，频率范围为10～20Hz。表3给出了企业车间内各敏感点在现状下的评估结果。其中z向表示铅垂向，x向表示顺凤里街方向，y向表示垂直凤里街方向，评价标准采用厂方提供的新版VC标准（2005），其适用频率范围为1～80Hz，振动限值为12．5μm／s，采用均方根速度为评价指标。由表3所知，S3号厂房的振动响应超过了规范的限值。其中随着层数的增加，z向的振动响应逐渐增大，且比较三个方向的振动响应可以得出，z向振动响应相比其他两个方向更大，而x，y向的振动响应规律相对来说不够明显，在这三个不同测点中，3号厂房四层振动响应达到了振动限值的4倍之多，可见厂房内的机器运转对于精密仪器正常使用的影响很大。

4结论

a．厂房内机器运转时产生的振动也会影响到精密仪器的正常使用，且振动大小可能与厂房的层数有关。b．综合三个方向的振动响应可以看出，铅垂向的振动响应最大，因此在减隔振设计时，主要针对铅垂向进行减隔振，且要根据不同的频段进行减隔振。

参考文献

［1］刘维宁，马蒙，等．地铁列车振动环境影响的预测、评估与控制［M］．北京：科学出版社，2014．

［2］谢蓥松，李莉，汪龙兵．地铁振动对精密仪器的影响预测和对策研究［J］．城市轨道交通研究，2016（3）：46－50．

［3］刘卫丰，刘维宁，聂志理，等．地铁列车运行引起的振动对精密仪器影响的预测研究［J］．振动与冲击，2013，32（8）：18－23．

［4］谢伟平．光谷大道（喻家湖路）高架桥对武汉光电国家实验室振动影响评价［R］．武汉：武汉理工大学，2014．

作者：蔡辉 李飞 谢伟平 单位：武汉市政工程设计研究院有限责任公司