实验室组织与管理学习单元3实验室设计3.2实验室防振电子课件 .pptx

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1、实验室组织与管理学习单元3实验室设计3.2实验室防振电子课件 学习单元3化验室建化验室建设设任务二任务二 实验室防振实验室防振 三、三、化验室的防振化验室的防振1 1环境振源环境振源2 2实验仪器和设备的实验仪器和设备的“允许振动允许振动”3 3化验楼和化验室的隔振化验楼和化验室的隔振 1 1环境振源环境振源环境振源的分类：环境振源的分类：自然振源。自然振源。人工振源。人工振源。(1)(1)自然振源自然振源由大自然中的事物自然运动引起的振动由大自然中的事物自然运动引起的振动,如风、如风、海浪和地壳内部的变动等因素引起的振动海浪和地壳内部的变动等因素引起的振动,自然振源的振幅一般自然振源的振幅一

2、般情况情况下仅有百分之几下仅有百分之几微米到十分之几微米微米到十分之几微米,对实验室的仪器设备对实验室的仪器设备基本上不发生影响。基本上不发生影响。(2)(2)人工振源人工振源由机械冲击、车辆运行等人为原因引起的地由机械冲击、车辆运行等人为原因引起的地表振动称为表振动称为“人工振源人工振源”,振动常由地表传振动常由地表传播播,振幅也较大振幅也较大,接近振源时接近振源时(即近场振源即近场振源),),振动频谱一般不平坦振动频谱一般不平坦,振幅有时可达几十微振幅有时可达几十微米米;远离振源时远离振源时(即远场振源即远场振源),),接受到的振接受到的振动频谱较平坦动频谱较平坦,振幅在十分之几微米到几微

3、振幅在十分之几微米到几微米之间米之间,对仪器的影响情况各不相同。对仪器的影响情况各不相同。什么是环境振源？什么是环境振源？人们把自然振源与人工振源合称为人们把自然振源与人工振源合称为“环境振环境振源源”,然而然而,在实际工作中发生影响的主要在实际工作中发生影响的主要还是近场的人工振源。还是近场的人工振源。三、三、化验室的防振化验室的防振2.2.实验仪器和设备的实验仪器和设备的“允许振动允许振动”在保证仪器设备能够在保证仪器设备能够正常工作正常工作并达到规定的测并达到规定的测量精度的情况下量精度的情况下,加上安全系数的考虑后加上安全系数的考虑后,在在其支承结构表面上所容许的其支承结构表面上所容许

4、的最大振动值最大振动值,称为称为“允许振动允许振动”。2.2.实验仪器和设备的实验仪器和设备的“允许振动允许振动”化验室的防振化验室的防振,其实质就是通过采取一系列防其实质就是通过采取一系列防振和隔振措施振和隔振措施,使外来振动对仪器、设备支使外来振动对仪器、设备支承结构表面上的影响承结构表面上的影响小于小于仪器和设备的仪器和设备的“允许振动允许振动”,以保证其正常的测试和其他以保证其正常的测试和其他工作。工作。2.2.实验仪器和设备的实验仪器和设备的“允许振动允许振动”由于实施由于实施“防振防振”需要投入需要投入,因此因此,在进行化在进行化验室设计的时候验室设计的时候,应该根据不同仪器设备的

5、应该根据不同仪器设备的“允许振动允许振动”的具体要求的具体要求,采取适当的防振采取适当的防振措施措施,从而降低基建成本从而降低基建成本,做到少花钱多办做到少花钱多办事。事。2.2.实验仪器和设备的实验仪器和设备的“允许振动允许振动”化验室设计时应考虑的问题化验室设计时应考虑的问题 在选择化验室的建设基地时，应注意尽在选择化验室的建设基地时，应注意尽量量远离振源远离振源较大的交通干线，在总体布置较大的交通干线，在总体布置中，应将所在区域内振源较大的车间中，应将所在区域内振源较大的车间(空气空气压缩站、锻工车间等压缩站、锻工车间等)合理地布置合理地布置在远离化在远离化验室的地方。在总体布置中，应尽

6、可能利验室的地方。在总体布置中，应尽可能利用自然地形，以减少振动的影响。在总体用自然地形，以减少振动的影响。在总体布置及进行化验室单体建筑的初步设计时，布置及进行化验室单体建筑的初步设计时，应先考察所在区域内的振源特点，经全面应先考察所在区域内的振源特点，经全面考虑，采取适当的考虑，采取适当的“隔振措施隔振措施”以消除振以消除振源的不良影响。源的不良影响。化验室设计防振时应考虑的问题化验室设计防振时应考虑的问题 尽量尽量远离振源远离振源,避免受到影响避免受到影响,通常是在通常是在选选址址和总体布局时考虑。和总体布局时考虑。对于无法避免的振动对于无法避免的振动,应根据振源的实际应根据振源的实际情

7、况采取相应措施情况采取相应措施,尽量减少其影响。尽量减少其影响。a.a.配备一、二级防振要求的配备一、二级防振要求的精密仪器精密仪器和设备和设备的实验室的实验室,必须考虑地面的脉动和必须考虑地面的脉动和远场振源远场振源的影响的影响,其他级别其他级别的仪器和设备则主要是考的仪器和设备则主要是考虑虑近场振源近场振源的影响。的影响。b.b.近场振源中的锻锤、冲床、汽车及火车、近场振源中的锻锤、冲床、汽车及火车、采矿爆破作业等振动采矿爆破作业等振动,能量大能量大,并并长期长期存在存在,对仪器设备影响也大对仪器设备影响也大,应予认真考虑。应予认真考虑。c.c.土建施工打桩、爆破作业等属于土建施工打桩、爆

8、破作业等属于“临时性临时性”振源振源,在化验室设计时可以不必考虑在化验室设计时可以不必考虑(必必要时采取临时性的简易减振台或减振垫要时采取临时性的简易减振台或减振垫)。对于无法避免的振动对于无法避免的振动,应根据振源的实际应根据振源的实际情况采取相应措施情况采取相应措施,尽量减少其影响。尽量减少其影响。d.d.其他振动其他振动,属于属于周期性周期性振动的振动的,其振幅一般其振幅一般较稳定较稳定,影响相对较小影响相对较小;非周期性非周期性振动振动,振幅振幅常具有常具有“爆发性爆发性”,影响通常较大。但是无影响通常较大。但是无论是哪种振动论是哪种振动,其功率越大影响越大其功率越大影响越大,由于由于

9、情况复杂情况复杂,在设计时应视实际情况采取适当在设计时应视实际情况采取适当的防振措施的防振措施。对于无法避免的振动对于无法避免的振动,应根据振源的实际应根据振源的实际情况采取相应措施情况采取相应措施,尽量减少其影响。尽量减少其影响。日常生活中周期性振动有哪些？非周期性振动有哪些？各举一例 对于无法避免的振动对于无法避免的振动,应根据振源的实际应根据振源的实际情况采取相应措施情况采取相应措施,尽量减少其影响。尽量减少其影响。e e.室内（室内（人们的走动、门窗的开关、搬运物人们的走动、门窗的开关、搬运物品等引起的品等引起的）近场振动近场振动,一般地说振动能量一般地说振动能量较小较小,而且不持续而

10、且不持续,可根据具体情况留在实可根据具体情况留在实验室的局部防振设计时考虑。验室的局部防振设计时考虑。化验室设计时应考虑的问题化验室设计时应考虑的问题 当化验室与振源的距离小于当化验室与振源的距离小于“防振间距防振间距”，或者无法确定防振间距的时候，或者无法确定防振间距的时候,应根据具应根据具体情况采取适当的体情况采取适当的“隔振措施隔振措施”,以消除振以消除振源的不良影响。源的不良影响。3 3化验楼和化验室的隔振化验楼和化验室的隔振 (1)(1)化验楼的整体隔振措施化验楼的整体隔振措施 当附近的振动较大时，做防振沟有一当附近的振动较大时，做防振沟有一定的效果。定的效果。3 3化验楼和化验室的

11、隔振化验楼和化验室的隔振 (1)(1)化验楼的整体隔振措施化验楼的整体隔振措施防振沟的一般尺寸是防振沟的一般尺寸是:深深2.33m2.33m、净宽、净宽0.4m0.4m以上的壕沟以上的壕沟,其间填充一定尺寸的碎石及粗其间填充一定尺寸的碎石及粗砂砂(也可以垫以若干厘米厚的玻璃棉下脚料也可以垫以若干厘米厚的玻璃棉下脚料做隔层做隔层),),即可取得隔断振动的传播。防振即可取得隔断振动的传播。防振沟可以单独建造沟可以单独建造,也可以与排水沟结合构筑也可以与排水沟结合构筑(见图见图2-3)2-3)。图图图图2-32-32-32-3防振沟的应用防振沟的应用防振沟的应用防振沟的应用1111振源振源振源振源;

12、2;2;2;2原振动波原振动波原振动波原振动波;3;3;3;3盖板盖板盖板盖板;4;4;4;4防振沟防振沟防振沟防振沟;5555次生振动波次生振动波次生振动波次生振动波;6;6;6;6建筑物建筑物建筑物建筑物3 3化验楼和化验室的隔振化验楼和化验室的隔振 (1)(1)化验楼的整体隔振措施化验楼的整体隔振措施在总体设计中遇到振动问题时，可采取下在总体设计中遇到振动问题时，可采取下列做法：建筑物四周用玻璃棉作隔振材料，列做法：建筑物四周用玻璃棉作隔振材料，使化验室与室外地表面隔绝，以阻止地面使化验室与室外地表面隔绝，以阻止地面波的影响。这种做法比人工防振沟或防振波的影响。这种做法比人工防振沟或防振

13、河道简单、卫生，同时也比较经济。河道简单、卫生，同时也比较经济。化验楼内的动力设备房间与化验室相邻化验楼内的动力设备房间与化验室相邻时，可设置伸缩缝或沉降缝，也可用抗震时，可设置伸缩缝或沉降缝，也可用抗震缝将动力设备房间与化验室隔开，这样对缝将动力设备房间与化验室隔开，这样对振动有一定的隔振效果。振动有一定的隔振效果。(2)(2)化验楼内的隔振措施化验楼内的隔振措施 包括主动隔振措施和被动隔振措施。包括主动隔振措施和被动隔振措施。(2)(2)化验楼内的隔振措施化验楼内的隔振措施 主动隔振措施实质上是采取各种可以采取主动隔振措施实质上是采取各种可以采取的措施的措施,设法减少设备运行中产生的振动能

14、设法减少设备运行中产生的振动能量通过支承的输出量通过支承的输出,从而减少对精密仪从而减少对精密仪器设备的干扰。通常的做法有器设备的干扰。通常的做法有3 3种。种。一般采用放宽基础底面积或加深基础，或用一般采用放宽基础底面积或加深基础，或用人工地基的方法来加强地基刚度。人工地基的方法来加强地基刚度。设备基础里加上隔振装置。设备基础里加上隔振装置。建造建造“隔振地坪隔振地坪”。在建筑物底层的精密仪器实验室及其他防振要在建筑物底层的精密仪器实验室及其他防振要求较高的房间里求较高的房间里,构筑质量较大的整体地坪构筑质量较大的整体地坪,其下垫以粗砂及适当的隔振材料其下垫以粗砂及适当的隔振材料,周围再用泡

15、周围再用泡沫塑料等具有减振和缓冲性的物质，使地坪沫塑料等具有减振和缓冲性的物质，使地坪与墙体隔开与墙体隔开,作用相当于作用相当于“室内防振沟室内防振沟”(2)(2)化验楼内的隔振措施化验楼内的隔振措施 被动隔振措施被动隔振措施 使用减振器或减振垫使用减振器或减振垫常用橡胶或弹簧减振器常用橡胶或弹簧减振器(图为弹簧的布置方图为弹簧的布置方法法),),或者是软木、乳胶海绵、玻璃纤维隔或者是软木、乳胶海绵、玻璃纤维隔振垫片等振垫片等,自振频率可小至自振频率可小至34Hz,34Hz,适用于较适用于较高频率的振动干扰场合。高频率的振动干扰场合。(2)(2)化验楼内的隔振措施化验楼内的隔振措施 被动隔振措

16、施被动隔振措施 使用减振器或减振垫使用减振器或减振垫 (2)(2)化验楼内的隔振措施化验楼内的隔振措施 被动隔振措施被动隔振措施 使用悬吊式隔振器自振频率可低至使用悬吊式隔振器自振频率可低至12Hz,12Hz,适用于对水平振动要求较高适用于对水平振动要求较高,外界干外界干扰频率较低扰频率较低,而同时仪器设备自身没有干扰而同时仪器设备自身没有干扰振动的情况振动的情况 (2)(2)化验楼内的隔振措施化验楼内的隔振措施 被动隔振措施被动隔振措施 悬吊式隔振器悬吊式隔振器(3).(3).隔振材料隔振材料玻璃纤维隔振性能好玻璃纤维隔振性能好,来源广泛、容易来源广泛、容易施工、成本低施工、成本低,但但只有

17、在作用力的垂直方向只有在作用力的垂直方向才起隔振作用才起隔振作用,属单向隔振材料属单向隔振材料,广泛应用广泛应用于基础于基础隔振。隔振。3.3.隔振材料隔振材料软木是传统的隔振材料。由于软木是传统的隔振材料。由于容易永久容易永久变形而失效变形而失效,故作用在软木上的故作用在软木上的压应力只能压应力只能选取在选取在0.060.1MPa0.060.1MPa范围内范围内。3.3.隔振材料隔振材料人造海绵隔振体系自振频率在人造海绵隔振体系自振频率在5Hz5Hz以下以下,且能吸声。但承载能力较小、容易老化且能吸声。但承载能力较小、容易老化,故故一般只用于能够方便更换的精密仪器设备一般只用于能够方便更换的精密仪器设备的隔振。的隔振。沥青属可塑性材料沥青属可塑性材料,可用做隔振材料的可用做隔振材料的胶黏剂胶黏剂,也可以用疏松材料吸收后作隔振垫也可以用疏松材料吸收后作隔振垫层层,用于基础隔振用于基础隔振。但由于存在较大的污染。但由于存在较大的污染,使用渐少。使用渐少。