劉軍帥

陜西普賽斯設(shè)計(jì)工程有限公司 陜西西安 710065

1 選煤廠廠房振動(dòng)原因

1.1 生產(chǎn)設(shè)備工作時(shí)的振動(dòng)

選煤廠采用的設(shè)備在正常工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，而且這些設(shè)備的工作方式不同，且在每個(gè)樓層里都無規(guī)律的放置著，這些振動(dòng)設(shè)備的工作特性差別也非常大。比如：振動(dòng)篩是上下往復(fù)振動(dòng)，壓濾機(jī)是水平往復(fù)振動(dòng)。這些設(shè)備都是單一性振動(dòng)設(shè)備，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算時(shí)容易分析和模擬。有些設(shè)備的振動(dòng)分析和計(jì)算比較復(fù)雜，比如：臥式振動(dòng)離心機(jī)既有前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)又有橫軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而斜輪分選機(jī)的振動(dòng)則是繞斜軸轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于跳汰機(jī)設(shè)備的振動(dòng)，其擾力可能是跳汰機(jī)設(shè)備本身產(chǎn)生，也可能是有跳汰機(jī)內(nèi)部的物料運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的，具有很強(qiáng)的隨機(jī)性[1]。

1.2 產(chǎn)生共振的原因

我們都知道共振是一種建筑結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象，如果產(chǎn)生共振現(xiàn)象那么會(huì)對(duì)房屋建筑等設(shè)施產(chǎn)生十分嚴(yán)重的損害。一方面房屋結(jié)構(gòu)的合理性是避免房屋建筑產(chǎn)生破壞的重要因素，房屋建筑只有質(zhì)量得到保障，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理才能夠使受力面之間相互支撐，才不至于在外力作用之下受到嚴(yán)重的損壞。而選煤廠為一種工業(yè)生產(chǎn)廠房建筑，其工作環(huán)境較為復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面必須要達(dá)到工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[2]。另一方面，選煤廠中的機(jī)械設(shè)備在正常的工作過程中會(huì)不斷的振動(dòng)，并且由于各層之間的設(shè)備擺放無序，設(shè)備振動(dòng)變化規(guī)律難以掌握。而當(dāng)設(shè)備振動(dòng)的頻率與廠房結(jié)構(gòu)固有的振動(dòng)頻率相吻合之后，廠房便會(huì)與設(shè)備之間發(fā)生共振現(xiàn)象。

2 選煤廠多層廠房土建結(jié)構(gòu)減小振動(dòng)的措施

2.1 廠房設(shè)計(jì)建設(shè)過程中選擇合理的結(jié)構(gòu)形式

廠房在生產(chǎn)工作過程中要想避免振動(dòng)產(chǎn)生的大的影響，我們首先要在廠房自身結(jié)構(gòu)上入手，要加強(qiáng)廠房的自身動(dòng)力特性，現(xiàn)在的選煤廠多層廠房大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其具有較高的強(qiáng)度和較大的剛度。在材質(zhì)的選擇方面我們已經(jīng)選擇了較好的方案，而在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面我們要采取更優(yōu)化的設(shè)計(jì)。要想減小樓層結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，就要保證直接承受動(dòng)力設(shè)備構(gòu)件的剛度[3]。

2.2 準(zhǔn)確計(jì)算梁的自振頻率

對(duì)于直接作用有振動(dòng)荷載的梁，應(yīng)按《選煤廠建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》6.3章節(jié)計(jì)算梁的自振頻率。在以前的工作當(dāng)中，計(jì)算時(shí)會(huì)把振動(dòng)梁的自振頻率與設(shè)備的擾力頻率相錯(cuò)開，以避免結(jié)構(gòu)共振，而根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)振動(dòng)梁的最低自振頻率不大于設(shè)備的擾力頻率時(shí)，設(shè)備啟動(dòng)及停機(jī)過程中仍會(huì)存在共振現(xiàn)象。所以，廠房?jī)?nèi)直接作用有振動(dòng)荷載的梁，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行梁第一頻率密集區(qū)內(nèi)最低自振頻率計(jì)算值大于設(shè)備的擾力頻率，以避免結(jié)構(gòu)共振[4]。

2.3 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的自身動(dòng)力特性

2.3.1 在設(shè)備結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性方面

應(yīng)當(dāng)減小樓層結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，達(dá)到減小共同振幅的目的，在減少結(jié)構(gòu)振動(dòng)中最有效的方法便是保證直接承受動(dòng)力設(shè)備構(gòu)件的剛度。合理確定間接承受動(dòng)力荷載各桿件與直接承受動(dòng)力荷載桿件之間的剛度比值，這對(duì)降低廠房樓層振動(dòng)有著重要作用。此外，對(duì)于非振動(dòng)設(shè)備的樓層結(jié)構(gòu)布置的重視也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)，可以采取加大非振動(dòng)設(shè)備安裝樓層的樓板剛度，盡量減小樓板的振動(dòng)響應(yīng)，如增加梁的寬度或者截面高度，減少樓板的跨度等措施[5]。

2.3.2 加強(qiáng)樓層結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性

對(duì)布置有振動(dòng)設(shè)備的廠房，如果廠房只布置了中頻和高頻生產(chǎn)設(shè)備，一般只需考慮廠房在垂直振動(dòng)方面的影響；如果廠房布置有低頻水平振動(dòng)設(shè)備還應(yīng)當(dāng)考慮到廠房水平振動(dòng)方面的影響。

2.4 合理布置擾力源

選煤廠多層廠房的振動(dòng)主要是由于生產(chǎn)設(shè)備的振動(dòng)引起的，廠房的振動(dòng)受到廠房?jī)?nèi)設(shè)備的布置位置、設(shè)備動(dòng)力特性以及土建結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響。在生產(chǎn)設(shè)備布置時(shí)，重量較重的設(shè)備或者振動(dòng)較大的設(shè)備應(yīng)當(dāng)布置在廠房的地面，如果這些設(shè)備必須布置在樓板上時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證振動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生的不平衡干擾力作用在廠房的主梁上，且設(shè)備位置的布置應(yīng)當(dāng)靠近中間支柱或外墻。對(duì)于垂直擾力比較大的生產(chǎn)設(shè)備，應(yīng)當(dāng)將其布置在梁的支座周圍，并保證設(shè)備產(chǎn)生的擾力和梁的軸向方向一致。另外在布置跳汰機(jī)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)盡量避免跳汰機(jī)的物料振蕩方向朝向選煤廠廠房剛度較小的方向，防止低頻共振。設(shè)備動(dòng)力特性在布置時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循布置合理、荷載傳遞直接及結(jié)構(gòu)受力明確的原則。比如：動(dòng)力設(shè)備需要布置在梁上時(shí)應(yīng)當(dāng)防止動(dòng)力設(shè)備布置在懸臂梁上；為了方便計(jì)算分析，振動(dòng)梁應(yīng)當(dāng)布置成單跨梁；振動(dòng)梁不應(yīng)跨軸線布置[6]。

3 結(jié)語

為了有效地降低選煤廠多層廠房的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，可以采取加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的自身動(dòng)力特性和合理布置擾力源兩種方式，盡量降低生產(chǎn)設(shè)備振動(dòng)對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行、廠房的振動(dòng)以及員工的工作情緒的影響，保證工作設(shè)備正常運(yùn)行和員工的工作效率，為選煤廠帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。