лекция 9маг

1.

Основания и фундаменты
под машины
с динамическими нагрузками

2.

Список литературы
1. Савинов О.А. «Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет».
Издание 1 – М., СИ, 1959.
Издание 2 – М., СИ, 1964.
Издание 3 – Ленинград,
СИ, 1979.
2. СП 26.13330.2012. Актуализированная версия
СНиП 2.02.05-87 «Фундаменты с динамическими нагрузками». М., Минрегион России, 2011.

3.

Основные термины
и определения

4.

Колебания тела (фундамента) –
всякое изменение его положения относительно нулевой точки во времени.

5.

Амплитуда колебаний фундамента (тела) –
максимальное его отклонение от нулевой точки (положения равновесия), мм (мкм).

6.

Частота колебаний фундамента (тела) –
количество полных циклов колебаний за единицу времени, 1/сек, Гц.

7.

Классификация машин
с динамическими нагрузками

8.

1. Машины периодического действия:
а) равномерное вращение
(электродвигатели, моторгенераторы, турбоагрегаты, турбокомпрессоры и т.д.);

9.

Турбоагрегат геотермальный

10.

Электродвигатель

11.

б) равномерное вращение и связанное с ним возвратнопоступательное движение
(машины с кривошипношатунными механизмами, компрессоры, насосы, лесопильные рамы,
двигатели внутреннего сгорания);

12.

Лесопильная одноэтажная рама

13.

в) возвратно-поступательное движение, завершающееся непрерывно следующими один за другим ударами
(встряхивающие и вибрационно-ударные формовочные машины, применяемые в литейном производстве и в производстве сборных железобетонных
конструкций).

14.

2. Машины непериодического действия:
а) неравномерное вращение или возвратно - поступательное движение
(приводные электродвигатели
прокатных станов, генераторы
разрывных мощностей и т.д.);

15.

б) возвратно - поступательное движение, завершающееся ударами
(ковочные и штамповочные молоты, копровые устройства для
разделки металлического скрепа);

16.

Кузнечный молот

17.

в) движения, вызывающие перемещения масс обрабатываемого материала (случайные нагрузки)
(дробилки, мельничные установки).

18.

Щековая дробилка

19.

Определение
динамических нагрузок от машин
(в качестве примера,
машины с равномерным или неравномерным
вращением движущихся частей)

20.

21.

При расчетах r принимают равным:
– электромашины и генераторы
r = 0,35 мм
при n ≥ 750 об/мин;
r = 0,60 мм
при n = 500 ÷ 750 об/мин;
r = 0,80 мм
при n < 500 об/мин;
– турбоагрегаты:
r = 0,07 мм
при n = 1500 об/мин;
r = 0,03 мм
при n = 3000 об/мин.

22.

P m r ,
2
Q
m ,
g
2 n
0,105 n
60
2
или
,
T

23.

где
Р
– центробежная сила инерции;
m
– масса вращающейся части машины;
Q
– вес вращающейся части машины;
n
– число оборотов в минуту;
Т
– период колебаний;
ω
– угловая скорость, 1/сек.

24.

25.

Пути снижения центробежной силы инерции (Р):
статическая и динамическая балансировка
вращающегося вала (ротора)

26.

Конструкции
фундаментов
под машины

27.

1. Рамные фундаменты (под турбоагрегаты)

28.

29.

30.

2. Массивные фундаменты:
а) под компрессоры

31.

б) под ковочный молот

32.

3. Стеновые фундаменты:
а) под компрессоры

33.

б) под ковочный молот (коробчатые фундаменты)

34.

4. Фундамент – постамент

35.

5. Свайные фундаменты

36.

Принципы
расчета
фундаментов
под машины
(в соответствии со СНиП 2.02.05-87)

37.

1) Рср с 0 с1 R,
где γс0 – коэффициент условия работы, учитывающий
характер динамических нагрузок и ответственность машин
(γс0 = 0,5 – для молотов, формовочных машин,
γс0 = 0,8 – для дробилок, мельниц, компрессоров);
γс1 – коэффициент условия работы грунтового основания (γс1 = 1,0 или γс1 = 0,7);

38.

Рср – среднее давление под подошвой фундамента
на основание от расчетные статических нагрузок;
R – расчетное сопротивление основания.

39.

2) а аи ,
где а – наибольшая амплитуда колебаний фундамента, определяется расчетом;
например,
для машин с импульсной нагрузкой (молоты и т.п.):
аz
1 I
m z
,
аz – наибольшая амплитуда колебаний фундамента при импульсной нагрузке;

40.

I
– импульс силы ( I m0 v );
m – масса системы;
λz – частота свободных колебаний (собственных);
ε
– коэффициент восстановления удара;
ааии – максимально допустимая амплитуда колебаний фундамента, принимается по СНиП
2.02.05-87 (зависит от вида машины и частоты колебаний) или по тех.паспорту машины.

41.

Для машин с равномерным вращением:
n = 1000 ÷ 750 об/мин
аи = 0,06 ÷ 0,10 мм;
n = 750 ÷ 500 об/мин
аи = 0,10 ÷ 0,15 мм;
n < 500 об/мин
аи = 0,15 ÷ 0,20 мм.

42.

v1 = 20 км/ч;
v2 = 200 км/ч;
v3 = 1000 км/ч.

43.

Вышеизложенные требования (допуски) относятся к
колебаниям машин и их фундаментов.
Они распространяются и на другие объекты.

44.

1 – фундамент машины;
2 – обслуживающий персонал;
3 – фундамент под точное (прецизионное) оборудование;
4 – фундамент под точный прибор;
5 – фундамент каркаса здания;
6 – окружающие здания (жилая зона).

45.

Для рабочих мест, обслуживающего персонала (2)
и жилых зданий (6):
а ≤ [a],
v ≤ [v], → по санитарным нормам СН-245-71
ω ≤ [ω].
или ГОСТ 12.1.012-90
а
– амплитуда (перемещение), мм;
v
– скорость перемещений, мм/сек;
ω
– ускорение перемещений, мм/сек 2.

46.

Для фундаментов под точное оборудование
и приборы (3, 4):
а ≤ ад,
где а
– амплитуда колебаний прецизионного оборудования или виброчувствительного прибора;
ад – предельно-допустимая амплитуда колебаний,
зависящая от допуска на точность обработки детали или точность измерения.

47.

Для несущих конструкций зданий и
их фундаментов (5):
Мс + Мд ≤ Мвын.,
Nс + Nд ≤ Nвын.,

48.

где Мс , Nс
– соответственно, изгибающий момент
и сжимающая нагрузка в элементах
несущих конструкций от статических нагрузок;
Мд, Nд
– соответственно, изгибающий момент
и сжимающая нагрузка в элементах
несущих конструкций от динамических нагрузок;
Мвын., Nвын. – соответственно, расчетные изгибающий момент и сжимающая нагрузка (предельные) по прочности и
выносливости материала.