JBJ 22-1991 隔振设计规范.pdf

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1、/5 12233 ,. 号斗中华人民共和国行业标准隔振设计规范J8J22-91 主编单位g机械电子工业部设计研究院机械电子工业部第二设计研究院批准部门g中华人民共和国机械电子工业部施行日期:1991年12月1日1991 北京关于发布行业标准隔振设计规范的通知机电建(1991)1302号根据原机械工业部(84)杭设院函字887号文的要求，由机械电子部设计研究院、第二设计研究院共同主编的隔振设计规范，业经审查，现批准为行业标准.该标准编号为JBJ 22-91 , 自一九九-年十二月-日起施行.释.隔振设计规范由机械电子部设计研究院负责管理和解中华人民共和国机械电子工业部1991年7月27日编制说明

2、本规范是根据原机械工业部(84)机设函字887号文关于编制部颁防微振基础设计标准)(现改名为隔振设计规范) 的通知要求，由机械电子部设计研究院、机械电子部第二设计研究院共同负责主编并会同有关单位制订而成的.在制订过程中，开展了大量的试验研究和调查实测工作，并在总结建国(;t来机械工厂动力机器和精密仪器、设备隔振设计方面的实践经验的基础上制订的。初稿、送审稿完成后，广泛征求了设计研究院、工矿企业、大专院校的意见，召开了多次专题讨论会、审查会，最后由我司组织审查定稿.本规范共分四章和二个附录.其主要内容有z总则、容许振动标准、隔振设计与计算、隔振材料与隔振器.为进一步完善本规范，希各有关单位注意积

3、累资料和总结经验，在发现本规范有需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄机械电子部设计研究院(地址z北京王府井大街277号，邮政编码:100740)，并抄送我司，以便今后惨订时参考.机械电子工业部建设协调司一九九一年七月二十五日目录贝u.( 主要符号第一章总第二章容许.振动标准. . . . . 2 ) ) ) 第三章隔振设计与计算( 5 第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节设计条件. . . . . . . . . . . . 隔振方式与设计原则. . . 隔振参数选用的步骤. . . . . . . ( 隔振体系的固有因频率. . . . . . . . ( 积极隔振的计算. . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( F d 5 7 11 15 消极隔振的计算. . . . . . . . . .,. ( 21 ) 任意点她的振动线位移与隔振器的变形. . . . ( 23 ) 第四章隔振材料与隔振器HH-L.( 25 ) 第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节一般规定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 25 ) 钢螺旋回柱弹簧. . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 25 ) 钢碟形弹簧. . . . . . . . . ., . (

5、31 ) 橡胶弹簧. . . . . . . . . . . . . . ( 36 ) 组合隔振器的计算. . . . . . ( 40 ) 空气弹簧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 42 ) 软木板. 电.,. ( 42 ) 第八节乳胶海绵. . . . . . . . . . . . ( 43 ) 附录附录二附加说明非法定计量单位与法寇计量单位的换算关系(44 ) 本规范用词说明. . . . . .( 45 ) ,. ( 45 ) 主要符号作用和作用效应Pov、Moy-作用在隔振体系重心C弯处沿和绕U轴向(u分别为X，y , z)干扰

6、力、干扰力矩的幅值( kN , kN. m ) ; g一一重力加速度). 81 m/ s 2; CA)一一容许振动线位移(m或m); A一一实际干扰振动线位移(m或m)J w一一隔振体系的总重量(kN或N); m一一隔振体系的总质量( t ) ; Ay、A伊v一一隔振体系重心处沿丰r绕U轴向线位移，角t移(m或m、rad ) ; Aov、Ao(rv一一支承结向(或地基)产生的沿手l绕U轴向的简i皆干扰线位移、角位移幅值(m或口l，rad); (0一一简谐干扰力(矩)的圆频率(rad/s); 川、nl一一隔振体系沿和绕U轴向自由振动时的无阻尼固有困频率(rad/s ) ; 比1、叫一一双自由度搞

7、合振型时，其元阻尼第一、第二振型固有困频率(rad/s )。计算指标Kv 、Klv一一隔振器沿和绕U轴向(v分别为x、y、z)总的刚度(kNJm或NJcm)v、(.cv一一隔振体系沿和绕U轴向振动时的阻尼比(元量纲); Est. Ed一一隔振材料静、动弹性模量(kN/m2或N/cm2); H-肖氏硬度; 一一言许lij应力(N/mm 2) 0 几何参数Z一一隔振器刚度中心(或吊杆下端)至隔振，体系重心的坚向距离(m); F一一全部橡胶弹簧隔振器的横断面面积(cm2) 、第一章总则第1.o. 1条为使隔振设计依据其振源及隔振对象的特性，合理地选择有关动力参巍、支承结构形式和隔振器等，并做到技术先

8、进、经济合理，确保正常生产和满足环境的要求，特制定本规范.第1.0.2条本规范适用于下列情况的隔振设计和计算z一、对生产、工作及建筑物周围环境产生有害影响的动力设备的职极隔振;二、对周围环境振动反应敏感，并影响正常使用的设备的消极隔振.注:积极隅振是为了减小动力没本身所产生的振动而对其采取的隔振措施.消极隔振是为了减小对振动敏感设备的振动而对其采取的隔振措施.第1. o. 3条隔振装置的采用，应经隔振计算后确定.第1.O. 4条设计隔振体系时，除应按本规范执行外，尚应符合国家现行的有关标准和规范的规寇.容许振动标准第2.0.1据本章规定的容许振动标准，是指保证精密仪器设备在正常工作或生产条件下

9、其支承台座的容许振动幅值.第2.0.2条当设备采用积极隔振时，其直接支承的台座容许振动幅值，应由设备制造部门提供.第2.0.3条精密仪器、设备台座的容许振动标准，应由制造部门提供。当元资料时，可根据其对振动的敏感程度和特性，按表2.0.3选用。-2-回精密仪噩、设备容许值费2.0.3防振容许振动容许振动精密仪器、设备名称线位移线速度等级(m) (mm/s) 1 每毫米刻3600条以上的光栅刻线机0.01 2 每毫米刻2400条的光栅刻线机0.02 每毫米刻1800条的光栅刻线机、自控激光光波比长仪及光栅刻划检刻机、80万倍电子显微镜、精度。.03m光波干涉孔径测量仪、14万倍扫描电3 镜、精度

10、。.02m柯民干涉仪、精度。.01m双管一0.03 乌民光管测角仪.加工精度小于O.llJ.m，表面粗糙度Ra=0.125m的超精密车床、锐床和磨床.每毫米刻1200条的光栅刻线机、6万倍电子显微镜、V14光洁度干涉显微镜、V13光洁度测量仪、光导纤维拉丝机、集成电路制版和光刻工序、胶4 片和像纸挤压涂布机.一0.05 加工精度0.1mvO.5m，表面粗糙度Ra=0.025m的五级丝杠车床，螺纹磨床、高精度刻线机、高精度外圆磨床和平面磨床等e每毫米刻600条的光栅刻线机，立式金相显微镜、AC4型检流计，0.21J.m分光镜(测角仪)，高一精度机床装配合、超微粒子板涂1r机5 。.10 加工精度

11、0.5ffivI血，表团粗糙度Ra=0.05m的六级丝杠车床、螺纹磨床、精密滚齿机，1. 5 精密辘磨床等精度为1X 10斗的一级天平TG11、TG128-3- 亵2.0.3(续)防振容许振动线位移容许振动度精密仪器、设备名称线速等级(rn) (rnrn/! 6 7 8 精度为1m的立式(卧式)光学比较仪、投影一光学计、测量计加工精度1rn3rn，表面粗糙度Ra0.1O.2m的精密磨床，齿轮磨床、精密车床、坐标铿0.20 床等3.0 精度为1x 10-85 X 10斗的单盘天平MDI00-l、DWT-l、DTG160和三级天平TG31、TG328、TG332、TG335精度为1m的万能工具显微

12、镜、精密自动绕线一机、接触式干涉仪加工精度大于3m5rn，表面粗糙度Ra0.4 J. 8Jlrn的精密卧式锥床.0.30 精密车床、数控车床、仿形镜床等4.8 六级天平TG628A，分析天平陀螺仪摇摆试验台光点反射检流计、示波检线器、动平衡机、102G气相层析仪(色谱仪、卧式光度计、扭簧比0.50 较仪、大型工具显微镜、双管显微镜阿贝测长仪、硬度计、电位计、温度控制仪tEz凡表内同时列有容许振动线速度和容许振动线位移的精密仪器、设备，两者均应满足.-4-第三章隔振设计与计算第-节设计条件第3.1.1条进行隔振设计时，应具备下列条件:一、设备的型号、规格及轮廓只寸图等:二、设备的重心位置、质量和

13、质量惯性矩;三、设备底座外廓图、附属设备、管道位置和坑、沟、孔洞的尺寸.灌浆层厚度、地脚螺栓和预埋件的位置等;四、与设备和其基础连接有关的管线图:五、当隔振器支承在楼板或支架上时，需有支承结构的图纸.若隔振器设置在基础上时，贝1)需有地质资料、地基动力参数和相邻基础的有关资料:六、动力设备为周期性扰力时，需有工作频率及设备启动和停止时频率增减情况的资料:若为冲击扰力时，需有冲击扰力的作用时间和两次冲击的间隔时间:七、动力设备正常运转时，所产生的扰力(矩)的大小及其作用点的位置(用于积极隔振)，或设备支承处(结构或地基)的振动幅值(用于消极隔振); 八、被隔振设备的容许振动幅值;九、所选用或设计

14、的隔振器的特性(如承载力、压缩极限、刚度和阻尼比呼及其使用时的环境条件。第二节隔摄方式与设计原则第3.2. 1条隔振方式，可按下列方式选用z一岛、支承式(图3.2.1a.b)，隔振器设置在被隔振氓备的底座或刚性台座下:二、悬挂式(图3.2.1c.d)被隔振设备安置在用两端为钦的刚性吊杆悬挂的刚性台座上或直接将隔振设备的底座悬挂在刚性一5一z 、J叫b川.，、z i 飞飞-1 困户，: (-) 2.5。当振源为矩形或三也)n角形脉冲时，脉冲作用时间t0与隔振体系固有周期Tn之比，应分别何合Jf01或0.2。锻锤基础，可按本章第3.5.2条确定。第3.2.4条凡有下列情况之一时，隔振体系应具有足够

15、的阻尼g一、在开机和停机的过程中，扰频经过共振区时，需避免出现过大的振动位移:二、在冲击扰力作用后，要求体系振动迅速衰减:三、消极隔振的台座因操作原因产生振动时，能使其迅速平稳。第3.2.5条被隔振设备台座的结构形式和隔振器的布置方式的选择，应满足下列要求:一、应缩短隔振体系的重心与扰力作用线之间的距离.兰、隔振器在平面上的布置，应力求使其刚度中心与隔振体系的重心在同一垂直线上，对于积极隔振，当难于满足上述要求时，则刚度中心与重心的水平偏离不应大于所在边长的5% ，此时垂直向的振幅计算可不考虑迥转的影响。对消极隔振，应使隔振体系的重心与刚度中心重合.三、应留有隔振器的安装和维修所需的空间.第3

16、.2.6条当采用积极隔振时，被隔振对象与管道连接，宜采用柔tl:接头。第三节隔据参撤选用的步骤第3.3 . 1条隔振的基本参数是隔振体系的质量m和i质量惯-7-v 性矩人i回振器的时皮K手fl阻尼比?;，以及隔振体系的传递率可。.3.2条隔振体系的基本参数的选择，可假寇隔振体系为单自由度体系，按下列步骤进行z一、根据实际工程要求，对于消极隔振，可按下式选起传递率可2z一(A) A ( 3.3.2一1) 式中(A)一-窑许振动线位移(m); A 一一实际干扰振动线位移(m) 注:当容许振动值为速度C-)时，可按干扰圆频率换算成位移CA) ，即C!i) CA) -再一 二、由传递率按下式求出隔振体

17、系的自振圆频率曰:01ZJIi厂(叫/s)( 3.3.2-2 ) 式中一一干扰振动圆频率(rad/s ) 对于积极隔振可选用/n2.5.三、根据实际结掏情况，假定隔振体系的总参振质量m(包括饥组及台座等) 四、按下列公式计算隔振体系的总刚度kgK=m:， ( k N / m ) ( 3.3.2-3 ) w m=亏一( t) 式中w一一隔振体系的总重量(kN); g一一重力加速度(9. 81 m/ s 2 ) 五、按下式计算隔振器的数量Nz-8-N二主二1 i (个)( 3.3.2-4 ) ( 3.3.2-5 ) 一一一-一 式中Ki-所选用均单个隔振器的刚度(kN)0 六、按下式核算隔振器的总

18、承载能力sN PiW+1. 5Pd (3.3.2-6) 式中Pi-一单个隔振器的容许承载力(kN); Pd 一一作用在隔振器上的干扰力(kN)0 七、调整参振总质量m、总刚度K等，最终满足传递率h八、根据隔振器的布置情况按本章第五、六、七节有关公式试算隔振体系上要求振动控制点的最大振动线位移Amax.使之满足2Amax11+ Ag;!z (3.5.1一11) (3.5.1-12) g; 1 = ru一他川?、，J+-b hTT Z-21 0-OB P-m (3.5.1-13) Ag;! = p oxP!+Moy (m+ I y)is (3.5.卜14)1= ZKx Kx-m:1 (3.5.1一

19、15)1= ZKx Kx-m12 (3.5.1-16) 式中Ax-隔振体系重心处，沿x轴向的振动线位移(m); A伊y一一隔振体系重心处，绕y轴向的振动角位移(rad);A阳、Arp!一一分别为隔振体系第-和第二振型的当量静角位移( rad ) ; Pox-作用在隔振体系重心处，沿x轴向的干扰力幅值(kN) ; Moy-作用在隔振体系重心处，绕y轴向的干扰力矩幅值( kN. m ) ; 川、z一一传递率(无量纲)，可按下列情况确定，当干扰力(矩为简谐函数时3J l (3.5.1-17) l一(元ff+(2己1坛r(3.5. 1一18)当干扰力惯用矩形或三角形脉冲时，可根据比值击和-18-尤(t

20、 0为脉冲作用时间S)ft表3.5.1查得.川、川、Tn，、Tn:一一按公式(3.4.2-15)(3.4.2-18)计算:，、!-分别近似地取用下列情况宁的较小和较大的阻尼比(， I 7 01 1,11 i 11 .71 l l-J.l. 11.1611.3711.7111.68;1.9412.36 |E|0.叫.19O.呻.6710.46/0.1轧巾.80;0.39I all!阳.32巴。lo.52i巳!巳410.96巴5|1些.31!臼1l?!|?!?|?叫.:. 3 :. O . :I: :2. 37 u_ 0 _ :lZ 0 _ :!O 0 _ fHHI_ Ii XI Il 4 f I

21、II . 1411 _ ()只IIIXZiO 41 臼;i:ii!i:iili:iiziiii:iiii:iiii:iiiilii;:;i2.0 2.2 1 10.6110.731 0.931 1. 1811.3911.721 1.7111.9712.38 2.4 卫E曰AAA ，。 AAU qdnt 。d。 nunu ndqw 41 AUl Ili aaZA 。onu-nUAU AFhu tAnd AA RU。A。 nAU nUAz d100 nUAU 02 哼4vu AA A俨AUa结 nunu 第4.3.5条无支承面单片碟簧容许荷载P!和坚向刚度Kz，可按下列公式计算zPz=卢ho t

22、8 D2 10 (N) (4.3.5一1)13 Kz=YjjT 100 (N/mm) (4.3.5-2) 式中fJJ可指表4.3.5-1和表4.3.5-2采用.有支承面单片碟黄的容许荷载，可按公式(4.3.5-1)的计算值提高100/00一33一卢值囊4.3.5-1.0/110 0.25 0.50 0.75 ho /t 0.40 0.75 1. 30 0.40 0.75 1. 30 0.40 0.75 1. 3 D/d 1.6 i I 0.44 0.55 0.85 0.85 0.97 1. 31 1. 24 1. 31 1. 5 1. 8 I 0.40 0.49 0.75 0.76 0.87

23、1. 17 1.10 1. 17 1 .3 2.0 I 0.37 0.46 0.70 0.70 0.80 I 1. 09 ! 1. 02 1.081 1. 2 2.7. 0.35 0.43 i 0.67 0.67 0.77 I 1. 04 I 0.97 1.03:1.2 2.4 0.34 10.42 i 0.65 0.65 0.74 1.00 0.94 1.0011. 1 、，B EE 甲 。qdOObn (C) , 因.(.5.2组合隔振器串联.并联示意图( a)、(b)为并联(c)为串联-，40一一、并联组合隔振器(图4.5.2(a)(b)Kz=Kzs十KZR(4.5.2-1) R fI

24、J-R 心-LAU一十,rh-Z F-VA 乙二一一庐d(4.5.2一2)二、串联组合隔振器(图4.5.2(C)rT Kz K7R l、工-Kzs十KZR(4.5.2-3) 己巳sfFPR一-UKzs.-ICR十Kzs(4.5.2-4) 式中Kz、L一一组合隔fl*坚l司总、月IJ皮、阻尼比(kN/m.元量纲); Kzs. (ZR-用弹性材料S、R制作的隔振器垂直向的总刚度(kN/m)1 己5、弘一一弹性材料S、R的阻尼比(元量纲) 第4.5.3条并联组合隔振器中，s隔振器与R隔振器的自由高度不同时，应在较低高度的隔振器下设置支垫(图4.5.3)，并按下列方法进行设计:、3民鸟 q，) C b

25、) 图4.5.3求并联组合隔振器原件的支垫高度h示意图一、根据组合隔振器中R和S隔振器的刚度KZR和Kzs分别计算其承受的静力PR和Ps. PR= I.5 (A) KZR PS=W-PR (4.5.3-1) (4.5.3-2) -圄41-F 二、支垫的高度h按下式计算h = H O : - H 0 R - f. s p十f.RP (4.5.3-3) 几-vM一一A (4.5.3-4) A PR 一二RP- Kz (4.5.3-5) 式中:H os. !-f OR一-s附振器、R隔振器的自由高度:1 sp , f.Hl一-Sj情报器、R隔振器的静力变形。第六节空气弹簧第4.6.1条空气弹黄的固有

26、频率低(可低到1.，1.5Hz).阻尼比大(可达O.1 ., 0. 3 ) ，可适用于低频和冲击振动的隔振.第4.6.2条空气弹簧隔振器，宜选用寇型产品。有特殊要求时可由用户提出空气弹茸的承载能力、刚度、阻尼比、气密性和是否需要高度控制问等要求，委托专业单位设计和制造。第4.6.3条空气弹策隔振装置的管道接头应密封，并对空气弹簧本身应进行气密性试验.第七节软木板第4.7.1条软木板适用于高频或冲击设备的南振，其固有频率一般为lOHz15Hh 第4.7.2条软木板的静刚度，可按下式计算:EdF Kst=一亘一(kNjm) (4.7.1) 式中iEst-一静弹性模量，在压庇力小于lOOkNjm2时

27、，ESt =4000kN/m2 F一一承压面面积(m 2) ; H一一软木板总厚度(m) -42一第4.7.3黛软木板的动弹性模量与静弹性模量之比，当无资料时，可取2.0-2.5，阻尼比可取0.05-0.07.第4.7.4条软木板的承压应力不宜超过80kNjm.第八节乳胶海绵4.8.1条乳胶海绵承载能力小，容易若化，一般用于置换方便的精密仪器设备的踊振.第4.8.2条乳胶海绵压缩时，其相对变形不宜超过350/0 承压应力不宜超过lokNjmz第4.8.3条乳胶海绵的静刚度可按公式(4.7.1)计算。乳胶海绵的静弹性模量Est.当其承压应力小于lokNjm2，容重为1.5kNjm8时，可取32k

28、Njm2 l容重为1.24kNjm 3时，可取24kNjm2。动弹性棋量，可取静弹性模量的2.4倍，阻尼比可取0.075 -43-四IAPAP-附录一非法定计量单位与法定计量单位的换算关系、非法定计量单位与法定计量单位换算囊非法定计量单位法定计量单位量的名称单位换算关系名称符号名称符号力、重力千克力kgf 牛审员N hkgfzg机SN吨力tf 千牛顿kN !ltf=9.806毗N力矩、扭矩1千克力米kgf m 牛顿米N.m lkgf. m=9. 8066SN. m 吨力米tf. m 千牛顿米kN.m 1 tf. m=9. 8066SkN. m 千克力每平方毫米kgfjmm2.牛顿每平方毫米Nj

29、即n2(MPa)lkgfjmm2 =9. 80665Njmm 应力、材料强度(兆帕斯卡)(MPa) 千克力每平方厘米kgfjcm2 牛顿每平方厘米Njcm2 1kgf jcm2. =9. 8066SNjcm2. lIKgf/9.80叫jcm刚度千克力每厘米kgfjcm 牛顿每厘米Njcm 吨力每米tfjm 千牛顿每米kNjm 1 tf jm=9. 80665kNjm 2.一一-z牛顿每平主豆和百二三HOoilkgfjmm2=e.80665Njmm2- 弹性模量|千克力每平方毫米iJ主?11地理卡)l主土二坐立|一一一二旦旦Li千克力每平方厘米kgfjcm21牛顿每平方厘示I-N豆豆2:lkgf

30、jcm2=9.80665Njcm2 剪变模量| 一一一-J一二一_11 一一-i一一一=0.旦理些5月在吨主一二吨力每平方米飞tfjm2 . I千牛顿每平方米l-fN向1211tfjm2=9.80665kNjm2 注z非法定计量单位与法定计量单位的换算，本规范允许采用近似的整数换算值，例如:lk gf坦loN，lkgfjcm坦O.lNjmm(MPa) 附录二本规范用词说明一、为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下s1.表示很严格，非这样作不可的z正面词采用必须，反面词采用严禁.2.表示严格，在正常情况下均应这样作的;正面词采用应，反面词采用不应或不得.3.对表示允许

31、稍有选择，在条件许可时首先应这样作的;正面词采用宜或可，反面词采用不宜.二、条文中指寇应按其他有关标准、规范执行时，写法为应符合. . . .的规定.非必须按所指定的标准、规范或其它规定执行时，写法为可参照HH-., , , 一5.-附加说明:本规范主编单位、参加单位和主要起草人名单主编单位s机械电子工业部设计研究院机械电子工业部第二设计研究院，加单位2机械电子工业部第设计研究院机械电子工业部第四设计研究院机械电子工业部第六设计研究院机械电子工业部第十一设计研究院北京机床研究所上海市建筑科学研究所湖南大学合肥工业大学, 主要阻草人z刘纯康、陈麟书、叶鹤秀、谭汝谋、王骥、杨永明、秦敏知、杨先健、俞公弊、刘昌绪、陈弘武、赵维汉、卢水章、俞百录、黄进.一46一