防止动力机械基础振动影响的措施

防止动力机械基础振动影响的措施

前言：许多工程技术领域，如航空航天、能源化工、机械制造、交通运输、工程材料、土木建筑、核工业等等，在机电装备设计和运行过程中都会遇到大量振动问题，因此振动研究已经成为很多工程学科的核心内容。

一、振动波在土中的传播

当一刚性基础置于地面，在一垂直振动作用下，有一组振波(纵波和横波，统称体波)射

人土中，并向四周发射，遇到界面后形成面波，这些波均随与振源中心距离增加而逐渐衰减。

纵、横波是按r(-2~-1.5)的比值衰减（r一为某处距振源中心的距离），面波是按r(-)的比值衰减，所以面波离振源的距离增加而衰减的速度比体波要慢得多。而且根据试验研究：

在各向均质的弹性半空间土体上作用一垂直振动时，振动能量的6了%为由面波传播出去；振动能量的26%由横波传播出去；振动能量的7%由纵波传播出去。由此可知，地面的振动主要是由面波引起的所以在工程实践中我国一直沿用了高里宁公式来计算振动基础振波随距离的衰减，即：

Ar = A0（1）

式中A0 —地面波幅度最大处勺的振幅；

Ar — 距离A0为r处的振幅；

K — 土攘能量吸收系数：松软饱和细粉砂，粉质粘土、粉土k =0.01-0.03m-1；很 湿的粉质粘土、粘土k=0.04一0.06m-1；稍湿和干的粉土、粉质粘土k=0.07~0.1m-1。

这一个公式原是基于点振源(即把振源视为作用于一点)能量呈环状扩散衰减导得。用来计算浅振源(因基础有一定埋置深度)的面源(振源为基础底面作用于地基上)的机器基础振动的近扑离传播就不一定合适了。根据这一公式计算的结果，近距离偏差较大.远距离较接近实测值，但太远处又小于实测值。同时该公式也没有考虑到土性、阻尼及振动频率的影响。所以在具体应用时，应具体分析其计算结果。

我国《动力机器基础设计规范》（GB50040¬-96）提供的振动基础振波随距离的衰减公式

Ar = A0[（2）

对于方形及矩形基础：r0=

对于圆形基础：r0=

式中， Ar ____ 距振动基础中心r处地曲上的振动线位移(m)；

A0 ____ 振动基础的振动线位移戈m)；

f0_____基础卜机器的扰力颇率( Hz)；一般为50Hz以下。对于冲击机器基础，可采用基础的固有频率；

r0______圆形基础的半径（m）或矩形及方形基础的当量半径；

——无量纲系数，见表1；

A0 ____地基土能量吸收系数(s/m)；

——动力影响系数；

系数 表1

土的名称 振动基础的半径或当量半径r0（m）

岩土 0.80~0.95 0.70~0.80 0.65~0.70 0.60~0.65 0.55~0.60 0.50~0.55 0.45~0.50 0.25~0.35

二、动力机械基础对建筑物的影响

动力机械基础的振动，除影响到机械本身和基础的正常工作外，还由于振波在土中传播而使周围的建筑物和设备受到振动的影响，在此清况下采取的措施是：

车间和房屋的容许振幅参考值（mm） 表4

精密测量仪实验室 0.0 铸工部和特殊铸型部 0.03~0.05

精密车床和实验设备车间 0.02~0.04 行政用房和居住用房 0.05~0.07

自动电力操纵的汽轮发动机 0.02

（2）采取减振措施，使基础的振动减小。

在基础底下设置减振弹簧来吸收基础的振动能量而减少振动对地基的影响，所表示的一

种减振弹簧型式，也可选用火车车厢弹赞来制作；还可用橡胶垫〔块或条)设置在基础下，但应按相应的规定来计算弹簧或像胶垫的数量。

（3）增大建筑物的刚度

为了增强抵抗振动的能力，可考虑在建筑物内加设横墙，或配置圈梁，也可在外墙的外

侧加砌扶壁，以增大建筑物的刚度，改变建筑物的自振频率。

（4）采用桩基或人工地基以减小基础振幅

选择防止机器基础振动对建筑物的影响的方法是一件仔细的工作，需要针对具体情况

认真加以分析比较.找出主要原因加以解决，从一个方面或几个方面采取措施，以达到良好

效果，有时考虑不当，虽然采取了一些措施，但仍不能奏效，这是应引以为戒的。

小结：通过对振动的传播原理的理解、动力机械基础对建筑物的影响和防治措施的了解，希望在实际工作中起到参考作用。