案例分享|水浸超声扫描设备安装环境近场、远场扰动振动检测试验

案例介绍

随着我国对航空、航天、铁路等领域产品质量要求的提高,常规检测手段已无法满足其要求。因此,开始研究一种高速度、高精度且智能化的检测手段,其中以水浸超声扫描设备为代表的检测手段得到了广泛应用。

水浸超声扫描设备作为精密检测仪器,对所在环境振动控制要求较高,某航空发动机制造公司为保证设备能够在运行状态下避免外界环境因素对设备的影响,在安装设备前对水浸超声扫描设备现场整体环境进行振动检测以及振动源寻找,及时解决隐藏问题,保障后续设备运行性能。

参考标准

GB 51076-2015 《电子工业防微振工程技术规范》

GB/T 14125-2008《机械振动与冲击 振动与冲击对建筑物内敏感设备影响的测量和评价》

《标准:Generic Vibrations--设备振动通用标准》

《设备基础要求》(用户方提供)

试验难点

水浸超声扫描设备的安装环境振动要求为不大于0.1mm/s(rms),对环境振动控制要求较高,属于微振信号,对于微振信号的采集,传感器的低频响应能力和测试系统的低噪声高信噪比就显得尤为重要。

测点布置

 

 

检测系统

 

 

检测过程

为保证试验结果的完整性,分别进行了多个工况的数据采集,涵盖背景环境振动、辅助设备运行下环境振动、叉车运行过程中环境振动、不通过吨位车辆运行过程中环境振动,以此评价近场和远场扰动对水浸超声检测系统振动环境影响。部分典型数据波形如下所示。

 

无干扰工况下环境背景振动时域数据

 

无干扰工况下环境背景振动频域数据

 

17吨客车通过时振动时域数据

 

17吨客车通过时振动频域数据

检测结果

各工况检测数据如下:

类别 序号 工况描述

最大振动量级RMS(mm/s)

近场测试

工况1 无干扰工况下环境背景振动 0.018
工况2 3吨重叉车空载以额定速度在车间内的运输通道由北向南经过,并在超声涡流间门口刹停 0.016
工况3 3吨重叉车载重2吨以额定速度在车间内的运输通道由北向南经过,在工程采购中心仓库模拟装卸货过程,结束后载重原路返回,并在超声涡流间门口刹停后驶离 0.016
工况4 超声涡流间内辅助设备(空调启停、电动卷帘门升降和行车吊车运行)对设备安装环境的影响 0.030
工况5 人员操作手动液压叉车模拟装卸货物对设备安装环境的影响 0.043

远场

测试

工况6 小汽车(约1.5吨)以20km/h经过厂房外西侧道路并刹车 0.026
工况7 小汽车(约1.5吨)以30km/h经过厂房外西侧道路并刹车 0.026
工况8 大客车(约17吨)以20km/h经过厂房外西侧道路并刹车 0.035

结论与建议

经过多工况下的测试,发现在近场条件下,在设备安装区域附近进行货物装卸活动时,会产生较大振动。因此建议在使用水浸超声设备时,应尽量避免附近区域的货物装卸活动。

在远场西侧道路,17吨客车通过时,产生了较大的瞬时振动信号。因此建议对该道路进行修缮平整,同时避免大重载车辆通过或者选择降速通过。

 

 

应用扩展

随着精密加工设备(数控中心、机床等)、精密检测设备(三坐标测量机、一级天平等)与精密实验设备(纳米实验设备、光学实验设备等)对安装环境的要求越来越高,评价设备安装环境是否满足要求就变得尤为重要。依据《GB 50868-2013建筑工程容许振动标准》中针对各类精密设备对周围环境的振动限值要求,在条件建设、设备安装调试以及投产运营中,均可以参考此应用案例进行检测,以确保外围环境不会影响到设备的精密性。

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