第三章 振动污染及其控制 09-02-28.ppt

第三章 振动污染及其控制 第一节 概述 第二节 振动基础第三节 振动的评价与标准第四节 振动控制技术第五节 减振材料与装置及其应用 振动现象 冲击：指给予系统的激励。 与该系统的固有振动周期相比，这种激励能在很短时间内终结。 实际发生的冲击波振动时间往往并不很短，而是经过数个周期的衰减振动形式的过渡激励。 系统固有频率 的计算 无阻尼时，若外力为振幅F0、角频率ω的简谐激振力,则运动方程可写成 波动产生的机理：激振力的作用。 由往复、旋转之类周期性运动产生的激振力直接作用于介质，就会发生振动。 振动往往以波动的的形式迁移，或将周期性作用力施加到其他部件或基座上，形成振源。 典型的振源：压缩机、破碎机、自动织布机、各种风钻、振动输送机等。 共振现象的主要形式有4种 振动控制的任务：通过一定手段使受控对象振动水平满足预定要求。 受控对象：各类产品、结构或系统的统称。 引起振动的原因主要有三种 振动传递系数τ：通过隔振元件传递的力 与激振力 的比值 防振设计时须注意由弹性支撑决定的振动传递系数τ！！！ 在忽视阻尼，τ＜1时 根据国内主要城市地铁振动监测结果，在标准线路条件下 地铁振动源强为87.0～87.4dB； 地铁振动轨下峰值频率为40～100Hz； 隧道振动速度级峰值一般出现在40～80Hz。 地铁振动污染防振对策 线路走向尽量与城市高速路、主干道或次干道相重合。 一方面地铁线路在道路下面选线布局有较大的余地，能尽量减少对地表敏感建筑物的影响； 另一方面，上述道路两侧商业、公共福利性建筑较多，基础好的建筑多，不易产生振动环境影响。 合理控制地铁线路两侧建筑物类型和建设距离； 按项目环境影响评价的要求预留相应的防护距离； 加强建筑物的抗振性能。 据日本轨道交通研究，车辆轴重与振动加速度级存在以下关系： △L＝20 lg（W1/W0） （3-60） 式中: W1——车辆轻量化后的轴重； W0——车辆轻量化前的轴重。 采用弹性车轮、阻尼车轮和车轮踏面打磨等车轮平滑措施，可有效降低车辆振动强度。 弹性车轮：在车轮的轮箍与车圈间用弹性材料（如天然橡胶块）分开，作用是减少或消除滑动振动； 阻尼车轮：在车轮的轮箍上采用阻尼结构，利用阻尼材料把车轮的振动能转换成热能，达到降振的目的。 车轮踏面打磨：打磨后的光滑车轮可降低振动10dB。 采用重型钢轨和无缝线路重型钢轨 增强轨道的稳定性。 减少养护维修工作量和降低车辆运行能耗。 减少列车的冲击荷载。 车辆在60kg／m钢轨上运行产生的振动较50kg／m钢轨降低10%。 车辆在钢轨接头处产生的振动是非接头的3倍，因而铺设无缝线路，减少钢轨接头，可大大减少地铁振动源强。 扣件的减振作用 能固定钢轨，阻止钢轨的纵向和横向位移，防止钢轨倾覆； 能提供适量的弹性。 国外已较早研究了在轨道与地基之间装置减振器, 德国设计出了科隆蛋减振器（可减少3～5dB）、改进型科隆蛋减振器（可减少7～8dB）和新型减振弹性扣件。 讨论 良好的隔振装置须满足支承机械设备动力负载和良好的弹性恢复性能的要求。 实际选择隔振装置，应考虑经久耐用，维护方便等因素。 从降低传递系数考虑，希望其静态压缩量大。 多数隔振装置往往承受大负载的压缩量较小，而承受小负载的压缩量大。 工程应用中也常将几种隔振装置结合使用，综合不同材料的优点，如钢弹簧-橡胶复合式隔振器、软木-弹簧隔振装置、毡类-弹簧隔振装置等。 二、减振装置 ● （一）冲击振动污染控制 （二）交通振动污染控制 三、振动污染的控制 ● （一）冲击振动污染控制 图3-42 锻造机的空气弹簧防振装置 冲击振动污染 锻造机等机械重锤高速锤打工件，产生的强烈冲击振动。 控制方法 通常用空气弹簧隔振。 对强冲击机械，空气弹簧阻尼不够，一般以叠板簧的滞后进行补偿。 图3-42 采用空气弹簧的锻造机防振装置，用空气弹簧时，要用惯性基座，并配合使用能兼作支承部件的叠板簧。 （一）冲击振动污染控制 图3-43 单支架锻锤防振装置 图3-44 双支架锻锤防振装置 （一）冲击振动污染控制 图3-45 锻压机的振动衰减曲线 经防振处理锻压机的强冲击振动污染得到良好的控制。 （二）交通振动污染防治 1.地铁减振措施 2.车辆减振措施 3.轨道结构减振措施 1.地铁减振措施 地铁振动 衰减响应 土壤介质 建筑物 土壤内部结构的变化而引起阻尼衰减 1.地铁减振措施 由于距离的增加而引发的辐射衰减 质量大、基础好的建筑物对振动有较大的衰减 质量轻、基础差的建筑物对振动产