Фундамент для разрывной машины

Фундаменты под машины

Фундаменты под машины и механизмы (рис. 207) должны не только выдерживать статические нагрузки в виде веса установленных на них агрегатов и собственного веса, но и противостоять длительным и большим динамическим нагрузкам от работы машины в виде толчков, ударов, сотрясений, вибрации, мгновенно возрастающих вертикальных нагрузок и различных опрокидывающих усилий. Кроме того, фундаменты машин и механизмов должны обладать способностью гасить различные динамические усилия, вибрацию в пределах контура самого фундамента без передачи их конструкциям здания или фундаментам соседних машин. Решение этой задачи обеспечивается определением необходимых размеров фундамента, его массы, разработкой и устройством фундамента соответствующей конструкции, установлением необходимых разрывов между фундаментами здания и машины, выбором способа крепления машин на фундаменте и др.

Рис. 207. Фундаменты под машины:
а — рамный; б — массивный; в — с амортизаторами; г — подвесной; 1 — машина; 2 — фундамент машины; 3 — фундаментная плита; 4 — рама фундамента; 5 — виброизоляционный слой (песок, шлак и др.); 6 —- настил; 7 — амортизаторы; 8 — железобетонная коробка; 9 стальные балки

Фундаменты под машины подразделяют на массивные и рамные (с нежестким верхним строением). Более распространены массивные фундаменты в виде сплошных блоков или плит с прямоугольным очертанием подошвы, различными выемками, отверстиями и шахтами в массиве фундамента, необходимыми для установки и крепления, а иногда и для последующей эксплуатации машины.

Простейшие фундаменты машин могут быть выполнены из бетона и бутобетона. Фундаменты машин средней и большой мощности выполняют из железобетона, Минимальную глубину заложения фундаментов машин определяют расчетом с учетом условий размещения и закрепления машины, характера грунтов и конструктивных особенностей здания. При установке машин на открытом воздухе или в неотапливаемом здании глубина заложения фундамента машины зависит также и от глубины промерзания грунтов.

Для защиты конструкций здания от воздействия на них динамических усилий, воспринимаемых фундаментом машин, фундаменты под машины отделяют от конструкций здания виброизоляционными прокладками. В тех же целях применяют устройство изоляционных слоев между фундаментом машины и грунтом основания; такие слои выполняются из песка, шлака, керамзитового гравия и имеют толщину 10—15 см.

Наиболее эффективным способом уменьшения колебаний грунта, а следовательно, и находящихся по соседству с машиной элементов здания является устройство фундаментов с амортизаторами <резиновые, пружинные), схема которых показана на рис. 207.

В ряде производств необходимо обеспечение изоляции фундамента под машину от вибрационных воздействий, вызываемых соседними механизмами (станки точной обработки). В этом случае широко применяют фундаменты на пружинных амортизаторах (так называемые составные фундаменты). Наружная часть фундамента представляет собой железобетонную коробку, на которую через несколько пружинных амортизаторов опирается внутренняя часть, вес которой должен быть в 3—4 раза больше веса станка.

Наружные колебания передаются внешней части фундамента и ослабленными воспринимаются внутренней частью, имеющей значительно большую массу (следовательно, и большую инерцию).

Для удобства осмотра амортизаторов рекомендуется располагать их почти в уровне пола. Опирание на пружинные амортизаторы осуществляют с помощью стальных балок, заделываемых во внутреннюю часть фундамента. Пространство между обеими частями фундамента, служащее для осмотра амортизаторов, перекрывают настилом.

Горизонтальную и вертикальную гидроизоляцию фундаментов под оборудование устр.аивают в тех случаях, когда это обусловлено гидрологическими данными грунтов, т. е. увлажнение фундаментов грунтовыми водами может сказаться на прочности и долговечности фундаментов (например, при наличии агрессивных грунтовых вод), когда недопустимо капиллярное увлажнение пола у машины или недопустимо увлажнение фундамента технологическими жидкостями или водами сверху.

Источник

Универсальные испытательные машины (разрывные машины)

Сегодня я хочу дать общую информацию о машинах позволяющих проводить испытания и определять физико-механические свойства различных материалов.

Для начала давайте определимся, что же такое механические свойства и какие они бывают. Механические свойства – это способность материала выдерживать нагрузки приложенные из вне. К таким нагрузкам относятся сжатие, изгиб, удар, кручение, твердость, пластичность, упругость, истираемость и т. д.

Чтобы искусственно воспроизвести эти нагрузки произведенный материал (образец) испытывают, для определения пиковых и номинальных значений работы данного образца.

Испытания проводятся на машинах обеспечивающих определенный тип нагрузки, обычно в Ньютонах (Н). Разрывные машины в основном являются универсальными, так как работают на растяжение и сжатие, и позволяют определять деформацию, упругость, пластичность и многое другое. Но все машины без исключения получают от контроллера три параметра: Нагрузку (Н), Перемещение (мм) и Время (с)
.

Для таких видов нагрузки как крутящий момент специально разработана машина на кручение обеспечивающая вращение образца вдоль своей оси. Изгибающие силы могут быть определены как при испытании на классической разрывной машине, так и при испытании образца на маятниковом копре. Выглядят такие машины как токарный станок с установленным на оси кручения датчика момента.

Часто для определения твердости материала требуется такая машина как твердомер обеспечивающая контроль твердости после производства материала, (например, стали). В зависимости от твердости материала, выбирается тип шкалы: твёрдость более мягких изделий обычно измеряют по шкале Шора или шкале Бринелля; для более твёрдых изделий используют шкалу Роквелла; для совсем твёрдых — шкалу Виккерса.

Еще существуют испытания на усталость и длительную прочность, они в основном проводятся на классических разрывных машинах способных поддерживать образец под постоянной нагрузкой долгое время, и с использованием климатических камер для воссоздания требуемых климатических условий. Единственным отличием от классической разрывной машины является нагрузочная система, выполненная в виде набора грузов, установленных через рычаг. Количество таких машин в лаборатории может достигать десятков штук, а испытания могут длиться от нескольких дней до нескольких недель, месяцев и даже лет.

Существует еще один класс машин: машины трения предназначены для изучения процессов трения и вызванного трением износа, свойств смазочных и фрикционных материалов.

Многие испытательные машины разрабатываются и делаются под заказ так как серийная машина не подходит по тем или иным причинам (габариты испытуемого образца, способ крепления его в захватах, точность измерения, параметры измерения…), заказчиком в основном выступают университеты (если у них хватает финансирования), различные научно-производственные объединения и все те кто может работать не со стандартными материалами.

К любой испытательной машине необходимы захваты для зажима и удержания в процессе испытания образца. Типов захватов очень много, я упомяну некоторые: Тисочные (работают и выглядят также как тиски), клиновые (самозажимные), клещевые (работают и выглядят как клещи). Все захваты со сменными губками под круглые и плоские образцы, а также отличаются насечкой.

Источник

СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками. Часть 2

Удельное упругое сопротивление с_р , кН/м 3 (тс/м 3 ) , грунтов различной влажности

1 , 5 × 10 4 (1500)

1 , 5 × 10 4 (1500)

2 , 5 × 10 4 (2500)

1 , 5 × 10 4 (1500)

1 , 5 × 10 4 (1500)

2 , 5 × 10 4 (2500)

Примечание. Удельное упругое сопротивление для плотных песчаных грунтов следует принимать на 50% выше , чем наибольшее из значений с_р указанных в табл. 7 для данного вида грунта.

где I — момент инерции площади поперечного сечения сваи , м 4 ;

— коэффициент упругой деформации системы «свая-грунт» , определяемый по формуле

здесь — коэффициент деформации , определяемый в соответствии с указаниями СНиП 2.02.03-85 при g _с=3.

Для свай , защемленных в ростверк ,

Для свай , защемленных в ростверк ,

В формулах (28) , (29) :

A_o , B_o , C_o — коэффициенты , зависящие от приведенной глубины погружения сваи и условий опирания ее нижнего конца (опреде­ляются по указаниям СНиП 2.02.03-85).

Для горизонтально-вращательных колебаний свай фундаментов

В формулах (31)-(33) :

q _{j ,r} — момент инерции массы ростверка и машины относительно горизонтальной оси , проходящей через их общий центр тяжести перпендикулярно плоскости колебаний , т × м 2 (тс × м × с 2 ) ;

h₂ — расстояние от центра тяжести массы т_r до подошвы ростверка , м ;

r_h,i — расстояние от оси i-й сваи до горизонтальной оси , проходящей через центр тяжести подошвы фундамента перпендикулярно плоскости колебаний.

Для вращательных колебаний свайного фундамента относительно вертикальной оси

В формулах (35) , (36) :

q _{y , r} — момент инерции массы ростверка и машины относительно вертикальной оси , проходящей через центр тяжести ростверка , т × м 2 (тс × м × с 2 ) ;

r_{v , i} — расстояние от оси i-й сваи до вертикальной оси , проходящей через центр тяжести ростверка , м.

1.37. Относительное демпфирование для свайных фундаментов следует определять , как правило , по результатам испытаний. При отсутствии экспериментальных данных относительное демпфирование x _z при верти­кальных колебаниях свайных фундаментов допускается принимать равным 0 , 2 для установившихся колебаний и 0 , 5 для неустановившихся колебаний. Значения x _х , x _j , x _y определяются по формулам (15)-(17).

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ МАШИН НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

1.38. Фундаменты машин с динамическими нагрузками , возводимые на вечномерзлых грунтах , следует проектировать в соответствии с требо­ваниями СНиП II-18-76 и дополнительными требованиями , изложенными в пп. 1.39-1.43.

Несущую способность оснований фундаментов машин на вечномер­злых грунтах , используемых в качестве оснований по принципу I , следует определять с учетом дополнительного коэффициента условий работы g _сs , принимаемого по табл. 8.

Коэффициент использования машин во времени

Коэффициент условий работы основания g _сs из вечномерзлых грунтов , используемых по принципу I

От 0 , 5 до 0 , 7

1.40. Среднее статистическое давление р под подошвой фундамента на естественном основании и несущую способность оснований свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками на вечномерзлых грунтах , используемых по принципу II , следует определять согласно требованиям соответственно пп. 1.21. и 1.34.

1.41. Расчет вертикальных и горизонтальных колебаний массивных и стенчатых фундаментов и вертикальных колебаний рамных фундаментов на естественном основании , а также вертикальных колебаний свайных фундаментов для машин с вращающимися частями , с кривошипно-шатунными механизмами , дробильных и мельничных установок , возво­димых на твердомерзлых грунтах , используемых по принципу I , произ­водить не следует.

Расчет горизонтальных колебаний рамных фундаментов указанных типов машин в этих условиях следует производить в соответствии с указаниями обязательных приложений 1 и 3.

1.42. Расчет вертикальных колебаний фундаментов (в том числе свайных) машин с импульсными нагрузками в твердомерзлых грунтах , используемых по принципу I , а также фундаментов машин всех типов в пластичномерзлыхз грунтах следует производить как на немерзлых грунтах в соответствии с требованиями , изложенными в соответствующих разделах для разных типов машин ; при этом коэффициенты жесткости оснований фундаментов следует определять по данным результатов полевых испытаний грунтов.

1.43. Расчет амплитуд горизонтальных колебаний свайных фундаментов машин с периодическими и случайными динамическими нагрузками , возводимых на твердомерзлых грунтах , используемых по принципу I , следует производить в соответствии с указаниями обязательных приложений 1 и 3. При этом коэффициенты жесткости конструкции фундамента S_х и S _y следует определять по формулам :

В формулах (37) , (38) :

S | _i — коэффициент жесткости i-й свай с жесткой заделкой в ростверк в горизонтальном направлении , кН/м (тс/м) , S | _i =12 ЕbIi/l 3 _d ;

I_i — момент инерции площади поперечного сечения i-й сваи , м 4 ;

H — величина , изменяющаяся в пределах 0 £ Н £ Н_о , принимаемая для наиболее неблагоприятного случая при расчете на колебания ;

l_o+H_о — соответственно расстояние от нижней грани плиты фундамента до поверхности грунта , м , и толщина сезонно оттаивающего слоя , м , определяемая в соответствии с указаниями СНиП II-18-76 ;

d — диаметр или сторона поперечного сечения сваи в направлении действия динамической нагрузки , м ;

r_{v , i} — расстояние от центра тяжести ростверка до оси i-й сваи , м.

1.44. Расчет колебаний фундаментов машин , возводимых на веч­номерзлых грунтах , используемых по принципу II , следует выполнять как на немерзлых грунтах в соответствии с требованиями , изложенными в разделах для разных типов машин.

2. ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ЧАСТЯМИ

2.1. Требования настоящего раздела распространяются на проекти­рование фундаментов турбомашин (энергетических , нефте- и газопере­качивающих турбоагрегатов мощностью до 100 тыс. кВт , турбоком­прессоров , турбовоздуходувок , турбонасосов) , электрических машин (мотор-генераторов и синхронных компенсаторов) , центрифуг , центро­бежных насосов , дымососов , вентиляторов и тому подобных машин.

2.2. В состав исходных данных для проектирования фундаментов машин , указанных в п. 2.1 , кроме материалов , перечисленных в п. 1.1 , должны входить :

данные о значениях нагрузок от момента короткого замыкания генератора и от тяги вакуума в конденсаторе , координаты точек их приложения и размеры площадок передачи этих нагрузок ; данные о нагрузках , возникающих при тепловых деформациях машин ;

схемы расположения и нагрузки от вспомогательного оборудования (масло- и воздухоохладителей , масляных баков , насосов , турбопроводов и др.) ;

схемы площадок , опирающихся на фундамент , и данные о норматив­ных значениях нагрузок от них ;

данные для определения монтажных нагрузок , размеры площадок передачи этих нагрузок.

Примечание. При проектировании фундаментов турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более показатели физико-механических свойств грунтов должны опре­деляться на основе непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях.

2.3. Фундаменты машин с вращающимися частями следует проекти­ровать рамными , стенчатыми , массивными или облегченными.

При выборе конструктивной схемы фундамента следует руководство­ваться требованиями , содержащимися в пп. 1.11-1.13 ; при этом следует соблюдать симметрию фундамента относительно вертикальной плоскос­ти , проходящей через ось вала машины.

Стенчатые фундаменты следует проектировать преимущественно с поперечными стенами , расположенными под подшипниками машины.

2.4. Центробежные насосы , агрегируемые на заводе-изготовителе при помощи железобетонных опорных плит с электродвигателями или двига­телями внутреннего сгорания мощностью до 400 кВт , допускается уста­навливать без фундамента на подстилающий слой пола. Для агрегатов с двигателями мощностью до 50 кВт железобетонные опорные плиты устанавливаются на подстилающий слой пола без специального закреп­ления на подливку из песчано-цементного раствора толщиной 30-50 мм. Для агрегатов с двигателями мощностью свыше 50 кВт крепление железобетонной опорной плиты к подстилающему слою пола должно осуществляться фундаментными болтами.

2.5. Фундаменты турбоагрегатов мощностью 25 тыс. кВт и более не допускается опирать на пески рыхлые любой крупности и влажности , мелкие и пылеватые водонасыщенные любой плотности , пылевато-глинистые грунты с показателем текучести I_L > 0 , 6 , а также на грунты с модулем деформации менее 10 МПа (100 кгс/см 2 ) и грунты , подвер­женные в водонасыщенном состоянии суффозии. Для свай , опираю­щихся на указанные выше грунты , несущую способность следует опре­делять по результатам полевых испытаний длительно действующими динамическими нагрузками.

2.6. На нижние плиты (или ростверки) рамных фундаментов машин , указанных в п. 2.1 , допускается опирать стойки площадок обслуживания машин и перекрытия над подвалом.

В случае устройства под всем машинным залом общей фундаментной плиты допускается непосредственно на этой плите возводить фундаменты машин.

Элементы верхнего строения фундаментов не допускается связывать с элементами и конструкциями здания.

Примечание. В виде исключения на элементы верхнего строения фундаментов машин допускается опирать вкладные участки перекрытия. В этом случае под опорами балок перекрытия необходимо предусматривать изолирующую прокладку , например , из фторопласта или других подобных материалов. Такие прокладки сле­дует предусматривать такие под опорами перекрытий и площадок обслуживания , установленных на стойках , опертых на нижние плиты (ростверка) фундаментов машин.

2.7.Нормативные динамические нагрузки (вертикальные F_n,v и горизонтальные F_n,h) , кН (тс) , от машин с вращающимися частями следует принимать по данным задания на проектирование , а при отсутствии этих данных допускается принимать равными :

где m — коэффициент пропорциональности , устанавливаемый по табл. 9 ;

s — число роторов ;

G_i — вес каждого ротора машины , кН (тс).

Источник