[发明专利]钢结构通廊振动故障诊断与治理方法

权利要求书

1.一种钢结构通廊振动故障诊断与治理方法，其步骤如下：

(1)振源的查找

找出振源，引起钢结构通廊振动振源包括：转动的托辊、皮带上物料运动、通廊端部或转运站内部的动力设备；

(2)振源的激振频率的确定

包括：A)转动托辊激振频率：托辊转动产生偏心激振力，其激振频率为托辊的转动频率；B)物料运动激振频率：物料不均匀对通廊产生周期性冲击作用；C)通廊端部或转运站内部的动力设备运行时产生的偏心激振力，其激振频率与转动频率一致；

(3)对钢结构通廊进行结构动力特性和动力响应测试

结构动力特性测试；测试时，关闭所有振动设备，在大地脉动或风脉动作用下，利用速度传感器或加速度传感器进行模态测试，测得通廊前3阶竖向弯曲振型，前2阶水平向弯曲振型，得到各阶模态频率、模态阻尼比；

动力响应测试；测点布置在振动故障部位；测试工况包括：设备开机过程、正常运行过程、停机过程、单台设备运行过程、多台设备运行过程；得到：测点的振动加速度、振动速度或振动位移，然后进行频谱分析，得到测点的振动频域图，分析受迫振动的频率成分；

(4)对钢结构通廊结构现状、设备现状进行调查和检查

调查和检查内容包括：A)结构布置、结构体系、结构构件尺寸复核；B)结构缺陷、损伤和腐蚀检查；C)皮带、托辊设备故障及老化程度检查；

(5)故障分类

根据步骤(3)的结构动力特性和动力响应测试结果和步骤(4)的结构现状、设备现状调查和检查结果，对钢结构通廊进行振动故障排查和诊断，将钢结构通廊振动故障归为三类；

I类故障：通过步骤(2)得到的所有振源的激振频率，记作f_ei，其中，i＝1,2,3……，通过步骤(3)测得的各阶模态频率，即：通过实测得到的结构自振频率，记作f_j，其中，j＝1,2,3……，若存在0.75f_ei/f_j1.25的情况，则共振是导致通廊振动故障的原因，记作I类故障；

II类故障：通过步骤(4)，若发现钢结构通廊结构存在明显缺陷或损伤，自身动力特性改变，是导致振动故障的原因，记作II类故障；

III类故障：通过步骤(4)，若发现设备故障或设备老化，导致振源特性改变或动力荷载增大，成为通廊振动故障的原因，记作III类故障；

(6)钢结构通廊振动故障治理

根据三类故障，提出治理方案；

所述治理方案具体如下：

方案1：若发现钢结构通廊只存在I类故障，则采用方案1解决，方法如下：(1)首先从振源角度出发，改变托辊的间距或皮带运行速度，避开共振；(2)若无法改变振源，则从结构本身考虑，根据频率响应函数公式：

一方面增大结构刚度来减少结构振动响应；另一方面，通过提高结构阻尼比来减小结构振动；(3)从隔振、吸振角度考虑：在动力设备台坐下设置橡胶支座或弹簧支座，耗能隔振；或在通廊适当位置安装合适的调谐质量阻尼器，调谐液体阻尼器；

方案2：若发现钢结构通廊只存在II类故障，则采用方案2解决，方法如下：采用结构加固与修复技术；

方案3：若发现钢结构通廊只存在III类故障，则采用方案3解决，方法如下：对皮带机牵引设备、皮带进行检查、维修、保养，或者零部件更换；

方案4：若发现钢结构通廊同时存在I类和II类故障，则采用方案4解决，方法如下：第一步，先执行方案2，若故障解决，则治理工作完成；第二步，若故障未解决，再执行方案1；

方案5：若发现钢结构通廊同时存在I类和III类故障，则采用方案5解决，方法如下：第一步，先执行方案3，若故障解决，则治理工作完成；第二步，若故障未解决，再执行方案1；

方案6：若发现钢结构通廊同时存在II类和III类故障，则采用方案6解决，方法如下：第一步，先执行方案3，若故障解决，是否需要执行方案2，应根据有资质的结构鉴定单位出具的安全性鉴定报告而定：若鉴定结论为：通廊符合国家现行标准规范的安全性要求，可不执行方案2；若鉴定结论为：通廊不符合国家现行标准规范的安全性要求，则必须执行方案2；第二步，若故障未解决，则执行方案2；

方案7：若发现钢结构通廊同时存在I类、II类及III类故障，则采用方案7解决，方法如下：第一步，先执行方案3，若故障解决，则无需执行方案1，是否需要执行方案2，应根据有资质的结构鉴定单位出具的安全性鉴定报告而定：若鉴定结论为：通廊符合国家现行标准规范的安全性要求，可不执行方案2；若鉴定结论为：通廊不符合国家现行标准规范的安全性要求，则必须执行方案2；第二步，若故障未解决，则执行方案2，若故障解决，则诊治工作完成；第三步，若故障仍未解决，则执行方案1。