大型被動隔振平臺測試規(guī)范-編制說明

PAGEPAGE1國家計量技術(shù)規(guī)范大型被動隔振平臺測試規(guī)范編制說明（征求意見稿）主要起草單位：參加起草單位：全國振動沖擊轉(zhuǎn)速計量技術(shù)委員會二〇二四年九月《大型被動隔振平臺測試規(guī)范》（初稿）國家計量技術(shù)規(guī)范編制說明工作概況任務(wù)來源根據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局市監(jiān)計量發(fā)〔2024〕40號文件《關(guān)于印發(fā)2024年國家計量技術(shù)規(guī)范制定、修訂及宣貫計劃>的通知》，《大型被動隔振平臺測試規(guī)范》國家計量技術(shù)規(guī)范被列入了制定計劃。規(guī)范的計劃序號為“4”，完成時間為2025年12月。工作的主要過程2024年02月至2024年05月，起草工作組接受任務(wù)，進行資料收集。由于國內(nèi)、外大型被動隔振平臺均無計量技術(shù)規(guī)范可循，生產(chǎn)廠家均按合同或各自廠家的規(guī)程進行測試，導(dǎo)致隔振平臺的質(zhì)量控制與產(chǎn)品驗收過程中的量值溯源方法、管理很難統(tǒng)一、規(guī)范。因此在資料收集階段，著重收集國外有關(guān)國家、生產(chǎn)廠家的相關(guān)測試規(guī)范和產(chǎn)品樣本，以及國內(nèi)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品技術(shù)指標與相關(guān)測試流程，并對此進行了認真閱讀與分析。此外，分析與評估了項目的可行性與風險，明確項目的目標和預(yù)期成果，制定詳細的項目時間表，確定項目的關(guān)鍵里程碑和階段性目標，根據(jù)團隊成員的專業(yè)技能和經(jīng)驗，對工作任務(wù)進行合理分工。2024年03月至2024年09月：在哈爾濱工業(yè)大學等研制的大型被動隔振平臺上，對本計量技術(shù)規(guī)范規(guī)定的各項技術(shù)要求、檢驗方法進行實驗驗證，并做出試驗總結(jié)，確保檢定項目及方法科學、易操作；編寫測試規(guī)范初稿，并提交。2024年10月至2025年3月：完成初審，起草工作組根據(jù)專家意見對規(guī)范進行認真修改，形成了《大型被動隔振平臺測試規(guī)范》國家計量技術(shù)規(guī)范草案征求意見稿。2025年04月至2025年12月：按審查會要求，修改計量技術(shù)規(guī)范規(guī)范草案（送審稿），并提交規(guī)范草案報批文件。主要參加單位和工作組成員為了更好地完成本計量技術(shù)規(guī)范的制定工作，本計量技術(shù)規(guī)范在準備初期成立了起草工作組，由XXX大學、中XXXXX技術(shù)研究所和XXXXX研究院作為主要起草單位，XXX研究所為參加起草單位，共同組成規(guī)范起草工作組，起草工作組的組成如下：XXX、XXX、XXX、XXX、XXX和XXX。XXX大學、XXX技術(shù)研究所和XXX研究院作為負責起草單位和召集單位，承擔了規(guī)范起草的主要工作，主要起草人XXX、XXX和XXX負責規(guī)范的起草和統(tǒng)稿工作，對規(guī)范的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容及相關(guān)技術(shù)進行全面的編寫；由XXX、XXX和XXX，并組織必要的試驗和驗證。規(guī)范的編制原則和主要內(nèi)容規(guī)范的編制原則目前，國內(nèi)沒有大型被動隔振平臺的計量技術(shù)規(guī)范，國際上也沒有相關(guān)標準和規(guī)范，本計量技術(shù)規(guī)范旨在規(guī)范與統(tǒng)一國內(nèi)生產(chǎn)廠家對隔振平臺技術(shù)指標的測量規(guī)范，更好地指導(dǎo)國內(nèi)大型被動隔振平臺的設(shè)計、生產(chǎn)和使用，推進我國振動隔離與大型平臺技術(shù)水平提升，促進高端精密裝備國產(chǎn)化、自主化。《大型被動隔振平臺測試規(guī)范》國家計量技術(shù)規(guī)范的制訂主要遵循如下幾個原則：（1）本計量技術(shù)規(guī)范在內(nèi)容與格式上均符合JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》與GB/T20001.5《標準編寫規(guī)則第5部分：規(guī)范標準》的要求，文字通俗、簡練；編寫內(nèi)容層次分明、正確、全面；具有良好的可操作性。（2）根據(jù)目前市場調(diào)研，現(xiàn)有大型被動隔振平臺工作面面積多大于10m2，且缺乏相關(guān)的計量技術(shù)規(guī)范。因此本計量技術(shù)規(guī)范的使用范圍確定為臺體工作面面積大于10m2的大型被動隔振平臺，以保證規(guī)范的先進性和適用性，最大限度地滿足我國現(xiàn)行的生產(chǎn)需要；（3）本計量技術(shù)規(guī)范為新制定規(guī)范，對大型被動隔振平臺的技術(shù)指標及要求，參考國內(nèi)外生產(chǎn)廠家的現(xiàn)行水平進行制定，力求使新規(guī)范作到更完善、更好地反映我們國內(nèi)大型被動隔振平臺的發(fā)展。規(guī)范編制的主要內(nèi)容本計量技術(shù)規(guī)范規(guī)定了大型被動隔振平臺的技術(shù)基本要求，包括術(shù)語和定義、概述、計量特性、測量儀器設(shè)備、測試環(huán)境條件、測試方法與測試結(jié)果表達、測量時間間隔等。綜合考慮本規(guī)范適用的國內(nèi)外產(chǎn)品的主要特點和技術(shù)要求，確定本規(guī)范規(guī)定的主要技術(shù)要求如表3所示。表3規(guī)范規(guī)定的主要技術(shù)要求序號技術(shù)要求內(nèi)容1臺面水平度1m范圍內(nèi)的水平度誤差應(yīng)不大于1mm。2臺面平面度平面度誤差應(yīng)不大于1mm。3固有頻率0.2Hz~5Hz。4阻尼比不小于5%。5振動傳遞率在2Hz振動頻率下，垂向振動傳遞率≤5%，水平長軸與短軸方向振動傳遞率≤10%；振動頻率大于2Hz，垂向振動傳遞率≤1%，水平長軸與短軸方向振動傳遞率≤2%。6隔振等級不低于VC-D（振動速度的1/3倍頻程譜峰值低于6.25μm/s）注：以上指標不是用于合格性判斷，僅提供參考。本計量技術(shù)規(guī)范制訂的關(guān)鍵內(nèi)容有如下幾點：（1）臺體工作面的平面度測試方法的確定大型被動隔振平臺的平面度是指平臺表面的平整程度，通常用來描述平臺在單位面積內(nèi)高度變化的程度。平面度作為衡量隔振平臺質(zhì)量的指標，直接影響到放置在平臺上的儀器設(shè)備的穩(wěn)定性和精度。因此本計量技術(shù)規(guī)范中規(guī)定：采用長度為1m的平尺對臺體工作面的平面度進行測試。將平尺放在超大型氣浮隔微振裝置的工作面上，用塞尺測量平尺和臺體工作面之間的縫隙，將臺體工作面上所有檢驗部位塞尺讀數(shù)的最大值，作為臺體工作面平面度的檢驗結(jié)果。檢驗至少在相互垂直的兩個方向上進行。（2）臺體工作面的水平度測試方法的確定大型被動隔振平臺的水平度是指平臺相對于水平面的傾斜程度，高水平度的平臺能減少設(shè)備傾斜，確保設(shè)備穩(wěn)定性和測量精度。因此本計量技術(shù)規(guī)范中規(guī)定：采用水平儀對臺體工作面的水平度進行測試。將水平儀放置于測試環(huán)境中穩(wěn)定2小時，校對或調(diào)整水平儀的零位，將水平儀緊貼在超大型氣浮隔微振裝置的工作面上，讀取水平儀的示數(shù)，將臺體工作面上所有檢驗部位水平儀讀數(shù)的最大值，作為臺體工作面水平度的檢驗結(jié)果。檢驗至少在相互垂直的兩個方向上進行。（3）固有頻率測試方法的確定大型被動隔振平臺的固有頻率是指其在指定軸線方向的自由振動頻率，由于一般可將隔振器看作阻尼比較小的有阻尼線性振動系統(tǒng)，因此如不做特殊說明一般指其有阻尼固有頻率。因此本計量技術(shù)規(guī)范中規(guī)定：采用垂向及水平長軸、水平短軸方向敏感的測振儀，對大型被動隔振平臺3個軸線方向的固有頻率進行測試，所采用的測振儀可以是加速度傳感器、速度傳感器，也可以是具有良好低頻動態(tài)響應(yīng)特性的位移傳感器。對臺體施加沖擊力形式的激振力，測振儀應(yīng)固定在盡量靠近臺體質(zhì)心及臺體工作面中心線的位置，激振力應(yīng)施加于臺體待檢測的軸線方向上并盡量過質(zhì)心。通過測振儀獲得臺體自由振動曲線。由于大型被動隔振平臺可看作指定軸線方向上的單自由度有阻尼線性振動系統(tǒng)，根據(jù)線性振動系統(tǒng)理論，激振力作用結(jié)束后，臺體自由振動的振幅按指數(shù)規(guī)律衰減，振動周期T、即相鄰兩個波峰或波谷之間的時間間隔保持不變，該軸線方向的有阻尼固有頻率fd為：（1）為消除激振力作用時間的影響，一般取前2~3個周期之后的波峰或波谷計算振動周期T。由于大型被動隔振平臺的阻尼比η一般滿足η≤0.25，因此該軸線方向的無阻尼固有頻率fn為：（2）（4）阻尼比測試方法的確定大型被動隔振平臺的阻尼比是指其實際阻尼系數(shù)與其臨界阻尼系數(shù)的比值，臨界阻尼系數(shù)是指隔振器處于振蕩與非振蕩的臨界狀態(tài)對應(yīng)的阻尼值。本計量技術(shù)規(guī)范中規(guī)定：在臺體垂向自由振動曲線中，計算相鄰兩個波峰或波谷的幅值比A/B,根據(jù)線性振動系統(tǒng)理論，大型被動隔振平臺垂向阻尼比η為：（3）為消除激振力作用時間的影響，一般取前2~3個周期之后的波峰或波谷計算幅值A(chǔ)、B。（5）振動傳遞率測試方法的確定大型被動隔振平臺的振動傳遞率是微振動通過大型被動隔振平臺后，在某一頻率下的振動輸出量（力、位移、速度或加速度）與同量綱的振動輸入量的比值。本計量技術(shù)規(guī)范中規(guī)定：采用垂向及水平長軸、水平短軸方向敏感的測振儀，對大型被動隔振平臺3個軸線方向的振動傳遞率進行測試。測振儀分別布置在臺體工作面和地面上并可靠固定，傳感器應(yīng)固定在盡量靠近臺體質(zhì)心及臺體工作面中心線的位置。一般采用速度傳感器，以速度傳遞率對大型被動隔振平臺的振動傳遞率進行評價。檢驗時，不對臺體進行主動激振，并消除其它干擾振源的影響。通過布置在地面上的測振儀，測試地面上的微振動，通過布置在臺體工作面上的測振儀，測試通過大型被動隔振平臺傳遞到臺體工作面上的微振動，對臺體工作面和地面同一軸線方向上同量綱的振動量進行頻譜分析，計算二者的比值，即為該軸線方向指定量綱振動量的傳遞率。（6）隔振等級測試方法的確定大型被動隔振平臺的隔振等級是指該平臺能夠隔離振動的性能水平。隔振等級越高，平臺能為其上安裝的精密儀器設(shè)備提供更穩(wěn)定的工作環(huán)境。本計量技術(shù)規(guī)范中規(guī)定：采用垂向及水平長軸、水平短軸方向敏感的測振儀，對大型被動隔振平臺3個軸線方向的隔振等級進行測試。測振儀布置在臺體工作面并可靠固定，傳感器應(yīng)固定在盡量靠近臺體質(zhì)心及臺體工作面中心線的位置。一般采用速度傳感器對大型被動隔振平臺的隔振等級進行評價。檢驗時，不對臺體進行主動激振，并消除其它干擾振源的影響。通過布置在臺體工作面上的三只測振儀，測試地面振動經(jīng)過大型被動隔振平臺衰減后，臺面的殘余微振動，對臺體工作面垂向及水平長軸、水平短軸方向的振動量進行三分之一倍頻程譜分析，將測量結(jié)果與美國IEST（InstituteofEnvironmentalSciencesandTechnology）制定的振動評價標準進行比對，以確定大型被動隔振平臺的隔振等級。新編規(guī)范與原有相關(guān)產(chǎn)品標準的關(guān)系新制訂的國家計量技術(shù)規(guī)范《大型被動隔振平臺測試規(guī)范》是一新制定規(guī)范，此前沒有相應(yīng)的國家和地方標準或規(guī)范，因此在制訂過程中工作組參考了大量相關(guān)規(guī)范、技術(shù)要求、研究成果等，并以此為基礎(chǔ)，采用規(guī)范性引用方式進行相關(guān)引用，使此規(guī)范具有科學性，利于產(chǎn)品的發(fā)展和規(guī)范的使用。主要試驗（或驗證）情況分析自2024年03月開始進行試驗驗證，至2024年08月進行測試結(jié)果分析。在哈爾濱工業(yè)大學等研制的大型被動隔振平臺上，對本計量技術(shù)規(guī)范規(guī)定的各項技術(shù)要求、檢驗方法進行了實驗驗證。試驗結(jié)果表明：本計量技術(shù)規(guī)范具有較好的實用性和可操作性，可以作為大型被動隔振平臺進行產(chǎn)品質(zhì)量控制和驗收的依據(jù)文件，從而規(guī)范大型被動隔振平臺的質(zhì)量規(guī)范，促進其產(chǎn)品推廣應(yīng)用、質(zhì)量控制和工藝改進。規(guī)范涉及的技術(shù)創(chuàng)新、知識產(chǎn)權(quán)等情況工作組在編制過程中進行了相關(guān)專利的檢索和查詢，沒有出現(xiàn)此類專利，本次規(guī)范的制訂內(nèi)容也未涉及有效專利，規(guī)范不涉及知識產(chǎn)權(quán)等問題。預(yù)期達到的社會效益從2000年起，哈爾濱工業(yè)大學等國內(nèi)優(yōu)勢單位對超大型低頻氣浮隔微振技術(shù)進行了十余年的刻苦攻關(guān)，通過系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)突破，目前已成功研制出多種規(guī)格的大型被動隔振平臺，臺面尺寸從幾米至幾十米，臺體重量從幾十噸至上千噸，經(jīng)國家科技部門技術(shù)鑒定，在固有頻率、臺面振動速度等關(guān)鍵技術(shù)指標上已達到世界領(lǐng)先水平。目前，產(chǎn)品在國內(nèi)市場成功推廣，已在北京大學、哈爾濱工業(yè)大學、中船重工707所、中國計量科學研究院、哈爾濱量具刃具集團有限公司、航天五院508所、航天一院102所等高等院校、科研院所、航天科研單位共裝備20余臺套。國內(nèi)其他大型被動隔振平臺生產(chǎn)企業(yè)還包括江西連勝、京工斯柯航天科技（山東）有限公司、哈爾濱恒信、中國電子工程設(shè)計院、國機集團等。這些廠家的隔振器產(chǎn)品的技術(shù)指標低于哈爾濱工業(yè)大學的同類產(chǎn)品，性能略差，但也形成批量供貨能力，產(chǎn)品已在中科院長春光機所、成都光電所、天馬微電子集團等用戶單位裝備了上百臺套。由于大型被動隔振平臺在國內(nèi)的推廣使用，產(chǎn)品的計量技術(shù)規(guī)范已成為突出問題。由于我國目前在大型被動隔振平臺的地方、行業(yè)和國家標準與規(guī)范方面均屬空白，缺乏統(tǒng)一的產(chǎn)品計量技術(shù)規(guī)范，因此大型被動隔振平臺在質(zhì)量控制、產(chǎn)品驗收等環(huán)節(jié)缺乏標準，制約了產(chǎn)品推廣應(yīng)用、質(zhì)量提高和工藝改進。我國目前對大型被動隔振平臺的產(chǎn)品質(zhì)量控制和驗收，主要依靠合同雙方的書面和口頭約定，以及行業(yè)一般約定。在標準與規(guī)范文件方面，主要參考JJF1156-2006《振動、沖擊、轉(zhuǎn)速計量術(shù)語及定義》、GB50463-2008《隔振設(shè)計規(guī)范》、GB/T2298-2010/ISO2041:2009《機械振動、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測詞匯》、JJF1001-2011《通用計量術(shù)語及定義技術(shù)規(guī)范》、GB/T15168-2013《振動與沖擊隔離器靜、動態(tài)性能測試方法》、GB/T30173.2-2014《機械振動與沖擊彈性安裝系統(tǒng)第2部分：軌道交通系統(tǒng)隔振應(yīng)用需交換的技術(shù)信息》、GB/T14527-2021《復(fù)合阻尼隔振器和復(fù)合阻尼器》、DB23/T1532-2013《超大型氣浮隔微振裝置技術(shù)基本要求》等，這些標準與規(guī)范對于大型被動隔振平臺均不完全適用。為規(guī)范大型被動隔振平臺產(chǎn)品的計量技術(shù)規(guī)范，亟需制定新的《大型被動隔振平臺測試規(guī)范》。國家計量技術(shù)規(guī)范《大型被動隔振平臺測試規(guī)范》的制定，通過隔振平臺技術(shù)指標的準確測量，可以為隔振平臺的設(shè)計、生產(chǎn)和使用過程提供準確有效的數(shù)據(jù)支持，不僅可保證產(chǎn)品質(zhì)量、滿足國內(nèi)目前此類設(shè)備制造生產(chǎn)、開展計量測試服務(wù)的量值溯源需求，而且為與其配套的精密加工、精密測量提供了可靠的依據(jù)，具有極大的社會效益與可觀的經(jīng)濟效益。采用國際標準和國外先進標準情況及標準水平對比目前國內(nèi)外尚未有專門針對大型被動隔振平臺的地方、行業(yè)和國家計量技術(shù)規(guī)范，我國目前對大型被動隔振平臺的產(chǎn)品質(zhì)量控制和驗收，主要依靠合同雙方的書面和口頭約定，以及行