1、洁 净 与 空 调 技 术 C C 2 # - 底 板 上 )图 1 1 时 域 波 形 对 比N of ( H z )D f ( H z )5 # 15 # 41 2 3 4 53 . 0 0 0 3 . 7 5 0 4 . 2 0 0 6 . 6 0 0 8 . 4 0 13 . 0 0 0 0 . 7 5 0 0 . 4 5 0 2 . 4 0 0 1 . 0 0 00 . 5 2 0 E - 0 2 1 . 6 3 0 E - 0 2 6 . 8 3 9 E - 0 2 1 . 7 3 E - 0 2 4 . 2 7 8 E - 0 22 . 5 2 9 E - 0 2 2 . 4 8
2、 0 E - 0 2 1 . 8 8 6 E - 0 2 8 . 3 8 7 E - 0 3 6 . 5 4 5 E - 0 3单 踪 频 域 分 析N A M : 2S F = 1 5 3 . 6 H z f = 0 . 1 5 0 H zS C = 5 . 3 3 0 E - 0 2N = 5 1 3N C = 5 7f = 8 . 4 0 1A 1 = 4 . 2 7 9 E - 0 2A 2 = 6 . 5 4 5 E - 0 3f 1 : 0 . 0 0 0 0f 2 : 7 6 . 8 0 4 91 0 : 2 7 : 4 10 9 - 0 8 - 1 9 9 7I N V - D
3、 A S P 5 . 3 01 #2 #1 #2 #N of ( H z )D f ( H z )5 # 25 # 51 2 3 4 51 . 3 5 0 2 . 1 0 0 2 . 8 5 0 3 . 4 5 0 4 . 9 5 01 . 3 5 0 0 . 7 5 0 0 . 7 5 0 0 . 6 0 0 1 . 5 0 08 . 2 0 7 E - 0 3 6 . 2 7 3 E - 0 3 1 . 4 1 7 E - 0 2 1 . 2 6 9 E - 0 2 6 . 7 9 3 E - 0 31 . 0 6 3 E - 0 2 8 . 8 8 9 E - 0 3 1 . 0 8 8
4、 E - 0 2 1 . 1 1 9 E - 0 2 3 . 4 4 6 E - 0 3单 踪 频 域 分 析N A M : 2S F = 1 5 3 . 6 H z f = 0 . 1 5 0 H zS C = 9 . 5 1 4 E - 0 3N = 5 1 3N C = 3 4f = 4 . 9 5 0A 1 = 6 . 7 9 3 E - 0 3A 2 = 3 . 4 4 6 E - 0 3f 1 : 0 . 0 0 0 0f 2 : 7 6 . 8 0 4 91 0 : 2 9 : 0 90 9 - 0 8 - 1 9 9 7I N V - D A S P 5 . 0 0单 踪 频
5、域 分 析1 #2 #N of ( H z )D f ( H z )5 # 35 # 61 2 3 4 51 . 2 0 0 2 . 5 5 0 3 . 0 0 0 5 . 1 0 0 8 . 4 0 11 . 2 0 0 1 . 3 5 0 0 . 4 5 0 2 . 1 0 0 3 . 3 0 06 . 1 8 2 E - 0 3 1 . 8 3 1 E - 0 2 2 . 0 9 8 E - 0 2 9 . 7 1 0 E - 0 3 1 . 6 1 2 E - 0 27 . 4 3 4 E - 0 3 6 . 7 5 6 E - 0 3 1 . 0 4 6 E - 0 2 2 . 1
6、5 5 E - 0 3 1 . 0 9 0 E - 0 3N A M : 2S F = 1 5 3 . 6 H z f = 0 . 1 5 0 H zS C = 1 . 5 3 2 E - 0 2N = 5 1 3N C = 5 7f = 0 . 4 0 1A 1 = 1 . 6 1 2 E - 0 2A 2 = 1 . 0 9 0 E - 0 3f 1 : 0 . 0 0 0 0f 2 : 7 6 . 8 0 4 91 0 : 3 1 : 2 70 9 - 0 8 - 1 9 9 7I N V - D A S P 5 . 0 0多 踪 频 域 分 析N A M : 2 5S C = 1 8
7、5 M US F = 1 5 3 . 6 H z f = 6 . 5 1 0 M SN C = 2 5 6t = 1 . 4 5 0 E - 0 5A 1 = 1 . 0 E - 0 2A 2 = - 6 . 0 E - 0 3A 3 = - 1 . 0 E - 0 3P G 4 4 S p 0ZXY1 0 : 0 9 : 1 30 9 - 0 8 - 1 9 9 7I N V - D A S P 5 . 0 0N o123N o456多 踪 频 域 分 析N A M : 2 5S C = 9 3 2 M US F = 1 5 3 . 6 H z f = 6 . 5 1 0 M SN C =
8、2 5 6t = 1 . 4 5 0 E - 0 5A 4 = - 8 . 8 E - 0 3A 5 = - 1 . 5 E - 0 3A 6 = - 6 . 1 E - 0 3P G 4 4 S p 01 0 : 1 1 : 5 40 9 - 0 8 - 1 9 9 7I N V - D A S P 5 . 0 0专 题 讲 座 5 1 洁 净 与 空 调 技 术 C C & A C 2 0 0 7 年 第 1 期V C 曲 线等 级加 工 最 小尺 寸 ( m )振 动 速 度 值( m / s )底 板 厚 度( m m )备 注V C - B 3 2 5 4 0 0 5 0 0V C
9、- V 1 1 2 . 5 5 0 0 7 0 0V C - D 0 . 3 6 6 0 0 8 0 0V C - E 0 . 1 3 8 0 0 1 0 0 0表 4 I C 工 厂 前 工 序 厂 房 底 板 厚 度与 平 台 面 在 水 平 向 的 振 动 速 度 比 较 见 表 8 。可 以 看 出 , 钢 筋 砼 平 台 在 水 平 向 的 振 动 值 基 本 不 增 大( 有 防 微 振 墙 ) 或 增 大 较 少 ( 无 防 微 振 墙 ) , 而 型 钢 平 台 ,水 平 向 的 振 动 值 要 比 地 面 大 数 倍 。 因 此 , 精 密 设 备 可 直 接置 于 钢 筋
10、砼 平 台 上 , 而 不 能 放 在 型 钢 平 台 上 , 必 需 另 设 独立 基 础 放 置 精 密 设 备 , 并 且 与 型 钢 平 台 脱 开 。5 . 3 . 3 防 微 振 墙在 底 层 部 分 柱 间 设 置 防 微 振 墙 或 支 撑 , 其 目 的 是 增 大防 微 振 结 构 水 平 向 的 刚 度 , 减 弱 平 台 水 平 向 振 动 , 由 表看 出 设 置 防 微 振 墙 的 结 构 , 平 台 水 平 向 振 动 基 本 不 增 大 ,而 不 设 防 微 振 墙 的 结 构 , 水 平 向 振 动 增 大 了 2 5 % 2 8 % , 可见 防 微 振 墙
11、 对 减 弱 平 台 水 平 向 振 动 有 明 显 作 用 。 设 置 防 微振 墙 , 所 增 加 的 工 程 造 价 是 极 有 限 的 。5 . 3 . 4 安 装 精 密 设 备 的 独 立 基 础由 于 钢 结 构 平 台 上 无 法 安 装 精 密 平 台 , 因 此 必 需 设 置独 立 基 础 来 安 装 精 密 设 备 。 这 种 高 质 心 的 独 立 基 础 , 往 往顶 面 的 振 动 大 于 底 部 振 动 。 图 1 9 是 某 工 程 安 装 精 密 设 备 的独 立 基 础 的 振 动 实 测 结 果 , 在 频 谱 图 上 看 到 , 在 水 平 向 ,基
12、础 顶 面 振 动 明 显 大 于 地 面 , 这 对 精 密 设 备 十 分 不 利 , 为此 , 往 往 需 要 在 精 密 设 备 与 独 立 基 础 间 , 增 设 隔 振 措 施 ,以 弥 补 独 立 基 础 的 缺 陷 , 如 图 2 0 所 示 。5 . 4 动 力 设 备 及 管 道 的 隔 振 措 施I C 前 工 序 厂 房 内 的 动 力 设 备 , 包 括 冷 水 机 组 、 空 调 机组 、 空 压 机 组 、 风 机 、 泵 等 , 都 将 是 厂 房 内 的 振 源 , 往 往是 精 密 设 备 振 动 影 响 的 主 要 成 份 , 因 此 , 必 需 采 取
13、措 施 减弱 其 振 动 。 其 最 主 要 的 措 施 , 是 对 这 些 设 备 采 取 高 效 能 隔测 点 位 置V r m s ( m m / s ) 备 注Z X Y支 持 区 底 板 上 6 . 0 2 1 0- 31 . 2 2 1 0- 31 . 8 1 0- 3工 艺 区 底 板 上 6 . 0 3 1 0- 31 . 3 1 1 0- 31 . 7 3 1 0- 3表 5 底 板 隔 振 缝 两 侧 振 动 值 对 比测 点 位 置V r m s ( m m / s ) 备 注Z X Y防 微 振 基 础 顶 面 1 . 1 5 1 0- 27 . 1 6 1 0- 37
14、 . 2 4 1 0- 3地 面 上 1 . 0 3 1 0- 26 . 3 1 1 0- 37 . 0 0 1 0- 3表 6 防 微 振 基 础 隔 振 沟 两 侧 振 动 值 对 比图 1 3 I C 前 工 序 厂 房 剖 面动 力 站 房送 风 层工 艺 生 产 层防 微 振 平 台动 力 站 房混 凝 土 墙2 3 : 5 5 : 0 70 6 - 2 0 - 2 0 0 3图 1 2 隔 振 沟 两 侧 时 域 振 动 波 形 对 比基 础顶 面地 面S C = 5 0 0 0 m US F = 1 6 0 . 0 H z f = 6 . 2 5 0 M SN C = 1 5 7
15、t = 1 . 5 7 0 E + 0 5A 2 = 4 . 0 E - 0 2A 3 = 2 . 2 E - 0 2P G 5 0 S P 0多 踪 时 域 分 析N A M : 1 3I N V - D A S P 5 . 3 02 3 : 5 5 : 0 70 6 - 2 0 - 2 0 0 3表 7 时 域 振 动 值U D E W S N地 面 型 钢 平 台 格 栅 板 上 地 面 型 钢 平 台 格 栅 板 上 地 面 型 钢 平 台 格 栅 板 上振 动 速 度 V r m s ( m m / s ) 1 . 5 9 1 0- 22 . 5 1 0- 25 . 7 1 0- 3
16、6 . 8 7 1 0- 25 . 7 1 0- 34 . 5 0 1 0- 2比 值 1 . 6 1 2 7 . 9工 程平 台 振 动 速 度 / 地 面 振 动 速 度备 注厂 房 短 向 厂 房 长 向南 方 A 工 程 1 . 0 8 1 . 0 0 有 防 微 振 墙南 方 B 工 程 1 . 2 8 1 . 2 5 无 防 微 振 墙表 8 水 平 向 振 动 速 度 值 对 比专 题 讲 座 5 2 洁 净 与 空 调 技 术 C C & A C 2 0 0 7 年 第 1 期振 措 施 , 对 于 个 别 振 动 较 大 的 动 力 设 备 , 可 采 取 双 级 隔 振措
17、施 , 根 据 经 验 , 采 用 一 级 隔 振 方 案 , 能 隔 除 8 0 % 8 5 % 的振 动 , 而 双 级 隔 振 方 案 , 能 隔 除 9 5 % 的 振 动 。 对 于 振 动 较大 的 管 道 , 如 风 管 , 则 应 采 用 隔 振 吊 架 安 装 。值 得 注 意 的 是 , F F T 往 往 也 是 一 个 振 源 , 必 须 选 用 动平 衡 好 、 振 动 小 的 F F T , 并 需 严 格 控 制 安 装 误 差 , 否 则 ,将 有 可 能 成 为 洁 净 室 的 振 动 危 害 。为 了 隔 除 振 动 , 有 时 对 安 装 于 屋 顶 的
18、冷 却 塔 也 进 行 隔振 , 图 2 1 是 一 工 程 实 例 。5 . 5 精 密 设 备 的 隔 振 措 施I C 前 工 序 厂 房 土 建 竣 工 , 厂 房 内 动 力 设 备 安 装 完 毕 并试 运 行 时 , 需 测 试 精 密 设 备 位 置 处 的 振 动 值 , 以 判 断 是 否满 足 要 求 , 当 不 能 满 足 时 , 应 对 精 密 设 备 采 取 隔 振 措 施 。5 . 5 . 1 采 用 隔 振 器 或 隔 振 装 置 隔 振在 精 密 设 备 与 平 台 之 间 , 设 置 隔 振 器 或 隔 振 装 置 , 较理 想 的 隔 振 元 件 是 空
19、气 弹 簧 隔 振 装 置 , 装 置 由 空 气 弹 簧 隔振 器 、 阻 尼 器 、 高 度 控 制 阀 及 控 制 柜 组 成 , 气 源 可 利 用 厂房 内 已 有 的 洁 净 压 缩 空 气 、 隔 振 器 与 精 密 设 备 之 间 设 置 台座 。 图 2 2 为 其 隔 振 安 装 示 意 图 。5 . 5 . 2 刚 性 阻 尼 平 板采 用 钢 构 架 内 填 高 阻 尼 介 质 的 平 板 对 减 弱 精 密 设 备 的振 动 影 响 有 一 定 作 用 , 这 种 装 置 只 适 合 于 振 动 超 标 值 不 大的 场 合 。5 . 5 . 3 主 动 控 制对 于
20、 纳 米 级 加 工 的 精 密 设 备 及 检 测 设 备 , 对 振 动 极 为敏 感 , 首 先 应 采 取 隔 振 措 施 , 消 除 平 台 或 地 面 传 来 的 振 动 ,还 要 减 弱 或 消 除 直 接 加 于 精 密 设 备 上 的 振 动 , 例 如 , 室 内空 气 扰 动 及 声 压 变 化 产 生 对 精 密 设 备 的 作 用 力 , 由 此 产 生的 振 动 , 以 及 精 密 设 备 自 振 、 精 密 设 备 部 件 移 动 或 反 向 运动 时 产 生 的 振 动 ( 包 括 冲 击 ) , 等 等 , 对 于 这 类 直 接 施 加 于精 密 设 备 的
21、 惯 性 力 并 由 此 引 起 的 振 动 , 必 须 采 用 主 动 控 制系 统 来 加 以 解 决 。经 过 多 年 的 研 发 , 主 动 控 制 系 统 已 达 到 实 用 阶 段 , 主动 控 制 系 统 由 数 据 采 集 、 分 析 、 控 制 、 作 动 等 装 置 组 成 ,它 能 有 效 减 弱 精 密 设 备 的 微 振 动 , 使 之 正 常 运 行 。 由 于 主动 控 制 系 统 价 格 昂 贵 , 因 此 只 有 那 些 对 振 动 极 敏 感 的 精密 设 备 才 应 考 虑 使 用 。 图 2 3 是 其 外 观 。5 . 6 设 计 新 理 念由 于 高
22、 新 技 术 的 飞 速 发 展 , 各 种 防 微 振 新 结 构 、 新 材料 、 新 装 置 、 新 措 施 的 不 断 涌 现 , I C 厂 房 防 微 振 设 计 也 必须 更 新 理 念 。 笔 者 认 为 , 新 理 念 主 要 表 现 在 如 下 几 点 :( 1 ) 适 当 减 弱 建 筑 结 构 本 身 ( 底 板 及 上 部 结 构 ) 的 防微 振 措 施 , 改 变 为 了 某 些 精 密 设 备 防 微 振 而 建 造 大 范 围( 几 乎 全 部 ) 满 足 防 微 振 要 求 的 建 筑 结 构 的 理 念 。 由 此 可 减少 大 量 投 资 。( 2 )
23、对 某 些 要 求 高 的 精 密 设 备 采 用 高 效 、 高 可 靠 的 隔振 装 置 进 行 隔 振 。一 般 精 密 设 备 采 用 刚 性 阻 尼 板 、 高 性 能 隔 振 平 板 等 措施 解 决 。图 1 4 A 型 平 台图 1 5 B 型 平 台 图 1 6 C 型 平 台图 1 7 D 型 平 台 图 1 8 E 型 平 台隔 栅 板 宽48004 8 0 04 8 0 06 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 06 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0隔 栅 板 宽 圆 孔 或 方 孔48004 8 0 04 8 0 06 0 0 6 0 0 6 0 0 6
24、 0 0( 2 - 2 )6 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0隔 栅 板 宽 圆 孔 或 方 孔48004 8 0 04 8 0 01 2 0 0 1 2 0 0 1 2 0 0 1 2 0 0( 2 - 2 )隔 栅 板 宽4 8 0 048004 8 0 06 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 06 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 01 - 1隔 栅 板 宽48004 8 0 04 8 0 06 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 06 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 01 - 1专 题 讲 座 5 3 洁 净 与 空 调 技 术 C C & A C 2
25、 0 0 7 年 第 1 期对 个 别 防 微 振 要 求 极 高 的 精 密 设 备 , 采 用 主 动 控 制 系统 。这 些 措 施 体 现 了 区 别 对 待 突 出 重 点 , 投 资 省 , 多 受 益的 设 计 理 念 。( 3 ) 遵 守 边 建 造 、 边 测 试 、 边 完 善 设 计 的 阶 段 设 计 的程 序 。( 4 ) 在 积 累 经 验 的 基 础 上 , 丰 富 及 完 善 振 动 信 息 数 据库 , 逐 步 完 善 I C 厂 房 防 微 振 设 计 向 虚 拟 化 及 模 块 化 过 渡 。图 1 9 独 立 基 础 频 谱 对 比 图图 2 0 独 立
26、 基 础 上 设 置 隔 振 措 施格 栅 地 板空 气 弹 簧隔 振 器型 钢 平 台精 密 设 备台 座独 立 基 础混 凝 土 底 板图 2 1 冷 却 塔 隔 振图 2 2 隔 振 安 装图 2 3 主 动 控 制 系 统 组 成N of ( H z )D f ( H z )6 # 15 # 11 2 3 4 52 . 0 1 3 1 5 . 2 3 5 2 0 . 2 0 7 1 7 . 9 3 2 1 9 . 5 7 22 . 0 1 3 1 2 . 4 2 2 1 5 . 3 5 2 1 7 . 3 4 4 1 . 6 4 13 . 1 3 0 E - 0 3 0 . 5 1 5
27、 E - 0 3 1 . 1 6 9 E - 0 3 3 . 5 4 2 E - 0 3 3 . 0 9 6 E - 0 33 . 8 5 8 E - 0 3 7 . 9 5 5 E - 0 3 2 . 2 2 2 E - 0 3 4 . 4 6 9 E - 0 3 4 . 0 3 0 E - 0 3单 踪 频 域 分 析N A M : 1S F = 1 2 0 . 0 H z f = 0 . 1 1 7 H zS C = 9 . 4 2 0 E - 0 3N = 5 1 3N C = 4 2 4f = 4 9 . 5 7 2A 1 = 3 . 0 9 6 E - 0 3A 2 = 1 . 0
28、 3 0 E - 0 3f 1 : 0 . 0 0 0 0f 2 : 3 0 . 0 0 2 42 2 : 2 9 : 0 90 0 - 1 9 - 1 9 9 6I N V - D A S P 5 . 3 0U D平 台地 面平 台地 面E WN of ( H z )D f ( H z )5 # 35 # 21 2 3 4 52 . 1 0 9 1 5 . 2 3 5 2 1 . 0 1 5 3 0 . 5 0 7 1 7 . 9 3 22 . 1 0 9 1 3 . 1 2 6 3 . 6 1 0 5 . 7 4 2 1 7 . 3 4 41 . 4 6 1 E - 0 3 0 . 7 5
29、 0 E - 0 3 1 . 9 9 9 E - 0 3 1 . 0 1 1 E - 0 3 1 . 4 0 0 E - 0 31 . 4 5 4 E - 0 3 5 . 1 4 6 E - 0 4 1 . 2 0 7 E - 0 3 4 . 9 4 0 E - 0 4 1 . 3 7 9 E - 0 4单 踪 频 域 分 析N A M : 1S F = 1 2 0 . 0 H z f = 0 . 1 1 7 H zS C = 2 . 2 1 7 E - 0 3N = 5 1 3N C = 1 1 0f = 4 7 . 9 3 2A 1 = 1 . 4 0 0 E - 0 3A 2 = 4 .
30、 3 7 9 E - 0 1f 1 : 0 . 0 0 0 0f 2 : 6 0 . 0 0 2 42 2 : 3 0 : 4 00 0 - 1 9 - 1 9 9 6I N V - D A S P 5 . 3 0平 台地 面N S1 2 3 4 52 . 6 9 5 1 5 . 2 3 5 1 9 . 9 2 3 3 0 . 0 2 2 4 9 . 5 7 22 . 6 9 5 1 2 . 5 4 0 4 . 6 0 0 1 0 . 0 9 9 1 0 . 7 5 11 . 3 0 4 E - 0 3 3 . 0 5 1 E - 0 3 5 . 0 2 4 E - 0 3 0 . 3 0 3
31、 E - 0 4 4 . 3 0 4 E - 0 31 . 3 0 5 E - 0 3 6 . 5 0 3 E - 0 4 6 . 1 1 8 E - 0 4 0 . 7 4 4 E - 0 4 3 . 0 4 7 E - 0 4N of ( H z )D f ( H z )6 # 36 # 2单 踪 频 域 分 析N A M : 1S F = 1 2 0 . 0 H z f = 0 . 1 1 7 H zS C = 5 . 5 6 3 E - 0 3N = 5 1 3N C = 4 2 4f = 4 9 . 5 7 2A 1 = 4 . 3 0 4 E - 0 3A 2 = . . 0 4 7 E - 0 4f 1 : 0 . 0 0 0 0f 2 : 6 0 . 0 0 2 42 2 : 3 2 : 1 50 0 - 1 9 - 1 9 9 6I N V - D A S P 5 . 3 0专 题 讲 座 5 4
