Фундаменты под машины
Основные требования к фундаментам:
1. Фундаменты должны обеспечить стабильную работу машины, механизма, расположенного на нем.
2. Динамические воздействия от машин не должны угрожающе влиять на фундаменты зданий, сооружений.
Воздействие машин и механизмов можно разделить на следующие виды:
1. Машины и механизмы с уравновешивающим воздействием. (Обычно вращательного типа: эл. моторы, центробежные насосы и т. п. – динамические воздействия возникают в пусковой период или из-за износа отдельных частей).
2. Машины и механизмы с не уравновешивающим воздействием. (Поступательно-вращательное движение – поршневые насосы, пилорамы, компрессоры, двигатели внутреннего сгорания). Наиболее опасно – совпадение частот колебаний с собственными частотами сооружений (резонансные явления).
3. Ударного действия. (Молоты, быстродействующие прессы, копры и т. д.).
4. Прочие. (Станы, станки и т. д.).
Фундаменты проектируются из условия ограничения амплитуды колебания системы: машина + фундамент.
А £ Адоп
Адоп = 0,1…0,3 мм – предельно допустимые амплитуды колебаний, назначаются в зависимости от вида машины, её обслуживания, возможности без опасной работы человека.
В первом приближении, при условии совмещения ц.т. фундамента и машины, данную систему можно принять за 1 материальную точку. Тогда, в плоской постановке данная система будет иметь 3 вида колебаний:
- вертикальное; горизонтальное и вращательное.
а). Если определяющими являются вертикальные колебания, то дифференциальное уравнение колебаний может быть записано следующим образом:
При решении данного уравнения получим амплитуду вертикальных колебаний
где Рz – вертикальная составляющая возмущающих сил;
Кz – коэффициент жёсткости основания при упругом равномерном сжатии [т/м]; Кz = Сz x F
Cz – коэффициент упругого равномерного сжатия [т/м3] (табл. СНиП);
m – масса фундамента и машины;
w - угловая скорость (частота) [рад./сек].
б). При горизонтальной возмущающейся силе (в случае распластанного фундамента, L/h > 3), будем иметь:
Кx = Cx x F - коэффициент жёсткости основания при сдвиге фундамента по подошве;
Сx = 0,7 Сz – коэффициент упругого равномерного сдвига.
в). При горизонтальной возмущающейся силе (в случае высокого фундамента L/h < 2), будем иметь:
Kj - коэф. жёсткости основания при упругом повороте; I – момент инерции подошвы фундамента; Q – момент инерции массы фундамента и машины; М – возмущающий момент относительно ц.т.; Аz, Аx, Аj - амплитуды, соответственно вертикальных, горизонтальных и вращательных колебаний (поворота).