Масса фундамента для насосной установки

Главное меню

Строительные работы

Фундаменты под насосы

Для обеспечения нормальной работы насосного агрегата его устанавливают на прочном фундаменте. Материалом для строительства фундаментов может быть бетон, бутобетон, железобетон, бутовый камень и кирпич. Выбор материала фундамента зависит от размеров монтируемого агрегата, его мощности, грунтов основания и наличия местных строительных материалов.

При строительстве бетонных фундаментов марка укладываемого бетона должна быть не менее 90 (прочность на сжатие 90 кг/см 2 ). Хорошим строительным материалом для фундаментов является бутовый камень. Для строительства фундаментов также может быть использован нормально обожженный или пережженный кирпич. Кирпичную кладку применяют только для фундаментов, располагаемых выше уровня грунтовых вод. Марка кирпича должна быть не ниже 150; кладку его следует вести на цементном растворе марки выше 25.

Размеры фундамента в плане определяются габаритными размерами насосного агрегата. Если насосный агрегат смонтирован на общей фундаментной плите, то ширину и длину фундамента под плитой принимают на 5-10 см больше ширины и длины фундаментной плиты.

Глубина заложения подошвы фундамента зависит от мощности монтируемого агрегата, глубины промерзания грунтов и их физических свойств. Глубина фундамента должна быть не меньше глубины каналов трубопроводов, а также глубины фундаментов соседних агрегатов. Фундаменты под агрегаты должны быть разобщенными между собой. В местах сопряжения фундаментов с полом насосной станции устанавливают доски на ребро.

В глинистых грунтах, подверженных пучению, глубину фундамента принимают не менее 1,25 м, в песчаных же грунтах она может быть значительно меньше, но не менее 50-70 см.

Над уровнем чистого пола фундаментная кладка должна возвышаться на 10-20 см. Если пол здания насосной станции подтапливается грунтовыми водами, то его устраивают в виде железобетонной плиты, на которой монтируют насосные агрегаты.

Монтаж насосных агрегатов обычно выполняют по монтажным чертежам, а поэтому все размеры фундаментов насосных агрегатов и других элементов насосной станции принимают по проекту.

Обычно фундаменты под насосные агрегаты сооружают в период строительства насосной станции, а монтаж насосных агрегатов осуществляют несколько позже. Поэтому перед монтажом насосов и двигателей проверяют, нет ли в фундаментах трещин, раковин и пустот. Фундаменты должны быть достаточно прочны, чтобы воспринять статическую нагрузку от веса агрегата и воды, находящейся в насосе и трубопроводе, а также динамическую нагрузку, возникающую в период работы агрегата.

При проверке фундаментов допускается отклонение от проектных размеров на ±15 мм.

Высотные отметки поверхностей, на которых устанавливают двигатели и насосы, должны быть на 30-40 мм ниже подошвы рам или плит. Это расстояние необходимо для установки прокладок и подливки бетона при монтаже агрегатов.

Качество бетонной кладки оценивают путем внешнего осмотра и обстукивания молотком. Бетонный фундамент, изготовленный из бетона марки 200, при обстукивании должен издавать звонкий звук и не должен оставлять заметных вмятин от ударов молотка. Фундамент из бетона марки 100 должен издавать глухой звук и оставлять заметные вмятины от удара молотка.

После проверки фундамента обнаруженные раковины или пустоты обрабатывают зубилом до полного удаления некачественного бетона, поверхности зачищают стальными щетками, промывают водой и заделывают цементным раствором с мелким заполнителем.

Перед монтажом насосных агрегатов очищают фундаменты от пыли и грязи, освобождают монтажную площадку от посторонних предметов и готовят ее к приему агрегатов.

Размеры монтажной площадки должны быть такими, чтобы на ней разместился наибольший агрегат насосной станции, причем около него должен быть свободный проход не менее 1 м. Кроме того, размеры монтажной площадки должны обеспечить разборку двигателей и насосов при выемке ротора двигателя или вала насоса.

При установке агрегата на фундамент особое внимание обращают на то, чтобы точно совпали оси валов двигателей и насосов. Неправильная установка агрегата повлечет за собой нарушение нормальной работы, перегрузку двигателя, чрезмерно быстрый износ подшипников и других трущихся деталей.

Для правильного выполнения монтажа насосного агрегата на фундаменте указывают продольные и поперечные оси и высотные отметки. С этой целью при производстве строительных работ устанавливают знаки (реперы, плашки). Репер (рис. 109, в) позволяет определить высотную отметку монтируемого агрегата. Необходимую отметку при монтаже агрегата задают с помощью нивелира и реек.

Плашки определяют направление горизонтальных и вертикальных осей.

Плашки изготовляют из отрезков швеллеров, двутавров и других профилей; на них керном наносят точку, которую обводят несмываемой краской и берут в треугольник — при обозначении горизонтальной оси, и ряд точек — при вертикальной оси (рис. 109, а, б).

Для проверки осей фундаментов между точками, определяющими положение оси, протягивают шнуры или тонкую проволоку. Для этого в фундаменте устанавливают скобы.

Рис. 109. Плашки и реперы:
а и б — плашки; в — реперы

Источник

§ 2. Расчет фундаментов под насосные агрегаты

Фундаменты под центробежные насосы и электродвигатели рассчитывают на резонанс колебательных движений агрегата и основания.

Если ротор электродвигателя и рабочее колесо центробежного насоса были бы абсолютно уравновешены, то никаких возмущающих колебаний они бы не создавали. Но достигнуть полного совпадения центра тяжести вращающихся масс с осью вращения вряд ли возможно. Обычно имеется эксцентриситет вращающихся масс r₀, вследствие чего появляется неуравновешенная центробежная сила

где М — масса фундамента и агрегата; ω — частота колебаний, равная числу оборота двигателя.

Под действием этой силы могут создаваться колебания фундамента. Если частота колебаний фундамента совпадает с частотой колебаний насоса, получается резонанс, т. е. колебания могут увеличиться до размеров, опасных для прочности насоса, электродвигателя и фундамента.

Основные собственные частоты колебаний фундамента обычно меньше рабочих частот центробежных насосов и их совпадение маловероятно. Центробежные насосные агрегаты принадлежат к классу машин, хорошо уравновешенных статически и динамически, их действительный эксцентриситет составляет не более 0,2 мм. Поэтому возмущающие нагрузки, которые вызывают вибрации фундаментов, относительно невелики; они даже в самых неблагоприятных условиях не могут вызвать вибрации недопустимой амплитуды, так как масса фундамента по отношению к массе вращающихся частей агрегата велика. Для приближенной оценки этого влияния вычислим амплитуду колебания фундамента в наиболее неблагоприятных условиях — резонанса.

Частота собственных вертикальных колебаний фундамента определяется по формуле

(4.5)

где k — коэффициент упругого равномерного сжатия грунта (значения k даны в табл. 4.1); F — площадь основания фундамента в м 2 ; произведение kF называется коэффициентом жесткости основания и выражается в кг/м; М — общая масса работающих машин и фундамента в кг

m_ф, т_н, т_э — массы фундамента, насоса, электродвигателя соответственна в кг; g — ускорение силы тяжести в м/с 2 .

Значения допускаемого статического давления на грунт и коэффициентов упругого равномерного сжатия грунта

Допускаемое статическое давление на грунт p_доп, МПа

Источник

§ 2. Расчет фундаментов под насосные агрегаты

где М — масса фундамента и агрегата; ω — частота колебаний, равная числу оборота двигателя.

Частота собственных вертикальных колебаний фундамента определяется по формуле

(4.5)

Значения допускаемого статического давления на грунт и коэффициентов упругого равномерного сжатия грунта

Допускаемое статическое давление на грунт p_доп, МПа

Источник

Масса фундамента для насосной установки

По данным статистических анализов надежности, до 65% затрат в течение срока службы насоса (LCC — Life cycle cost) определяется в процессе проектирования, поставки и период установки нового оборудования. Хотя проектирование и закупка являются важными аспектами для любого применяемого оборудования, установка оборудования играет очень важную роль. Превосходная конструкция, которая плохо установлена не даст хороших результатов. Хорошо установленная средняя по надежности конструкция даст более лучшие результаты.

Долгосрочный успех правильной установки и уменьшение вибрационной активности определяется тем, насколько хорошо оборудование соединено с базой. Плита основания или фундамент оборудования должны быть единым элементом системы основания. В идеале вибрации оборудования должны быть переданы через плиту на основание и вниз через грунт. Невыполнение этого условия приведет к резонансу системы на установочной плите, что часто вызывает косвенный ущерб.

Проблема всегда сводится к стоимости: долгосрочное, надежное влияние «Затрат на весь жизненный цикл» (LCC — Life cycle cost) против «Первоначальных затрат». Вы выберете самую дешевую (слабую) плиту основания или тяжелую плиту высокого качества; потратите время необходимое для правильной подготовки основания рамы для цементирования, выберете лучший цементно-эпоксидный раствор против цементного раствора низкого качества; или используете низко-затратное одинарное бетонирование, вместо более эффективного двукратного метода заливки?

ТИПЫ РАМ НАСОСОВ

Обоснованный выбор плиты основания является одним из первых шагов в хорошей установке насоса. Рамы насосов доступны в различных материалах и конфигурациях, таких как: чугун, сварная сталь, прессованный полимербетон, податливая сварная сталь PIP, предварительно забетонированная, и отдельно стоящая / стоящая на сваях конфигурация. Жесткость на кручение, прочность и плоскостность важны для любой выбранной конструкции плиты основания и проблемы заливки и подъема должны быть решены для большинства из них. Каждая из этих конфигураций имеет свои преимущества и недостатки:

Как известно, чугун обеспечивает лучшее гашение вибраций, хотя он и может деформироваться в процессе работы. Поэтому такая плита должна быть хорошо выровнена, зацементирована и окончательно подогнана на месте.
конструкция из сварной стали должна быть достаточно тяжелая, хорошо сварена, напряжения должны быть сняты на всех сварных швах и все поверхности должны быть обработаны. Базы из тонкой сварной стали привели к разработке улучшенных версий.
опорные плиты из податливой сварной стали PIP обеспечивают высокий уровень функциональности и модернизации.
плиты основания из прессованного полимербетона имеют высокую жесткость и сопротивление деформации
Плиты основания доступные от производителей насосов, которые желают отвечать требованиям заказчика по низко-затратному оборудованию, могут быть отдельно стоящие или смонтированные на сваях. Смонтированная на сваях плита может включать в себя несколько вариантов, и предполагается, что вся установка может двигаться по полу. Движение способствует выравниванию сил, которые возникают от пренебрежительно установленных систем трубопровода, и предполагается обеспечить равномерные нагрузки на всасывающий и нагнетающий фланцы. Это предполагает, что все нагрузки на трубопроводы насоса действуют в том же направлении, что случается редко. Хоть рамы стоящие на стойках могут не иметь проблем связанных с цементированием, но они редко являются лучшим выбором потребителей, которые сфокусированы на надежности. Только самые маленькие насосы следует устанавливать на отдельно стоящие плиты основания.
предварительно залитые рамы насосов оказались весьма эффективным способом минимизировать расходы на установку (что входит в затраты на жизненый цикл Life Cycle Cost) в полевых условиях и повысить надежность. Они могут автоматически обеспечить подготовку насоса на 60% уже тогда, когда он пришел на место установки. Такие плиты основания обычно включают в себя тщательный осмотр грунтовочной системы используемой с обратной стороны плиты, надлежащую подготовку грунта для заливки цементом, заливки плиты основания, затвердевания заливаемого материала, и детального осмотра монтажных поверхностей плиты, с конечной обработкой данных поверхностей, если допуски на плоскостность выходят за пределы технических требований.

Процесс перевозки, подъема, хранения и установки плиты основания могут иметь негативное влияние на ее монтажные поверхности. Не смотря на то, что эти поверхности изначально могут быть плоскими, опыт показывает, что зачастую плита приходит на место, пока она еще предварительно не залита.

ФУНДАМЕНТ
Готовая фундаментная плита это цельный узел, который поддерживает установку и состоит из ее основания, соединительной секции, подушки, основного и дополнительного фундамента. Большой объем и стоимость работ по проектированию, как правило, расходуется на сооружение основания установки. Существуют следующие важные факторы, которые необходимо учесть при проектировании основания:

основание должно быть спроектировано надлежащим образом для опоры установки
основание должно идеально опираться на коренную породу или твердую землю, чтобы избежать резонансных вибраций
привод, редуктор, и насос должны опираться на один общий фундамент
Масса основания должна, как минимум в 3 раза превышать массу насоса в сборе (насос + двигатель)

Независимо от типа плиты основания правильная подготовка верхней части бетонного основания будет долгосрочным результатом надежности, что является важным. Цементное молоко на этой поверхности должно быть удалено зачисткой для тщательного цементирования.

ПОДГОТОВКА И МАТЕРИАЛ ЗАЛИВКИ
Теперь обратим внимание к подготовке и материалу заливки. Есть два основных типа раствора: «Портландцемент» и «Цементно-эпоксидный раствор». Эпоксидный раствор будет значительно лучше, но при этом и гораздо дороже. Цемент будет разрушаться при вступлении в контакт со смазочными маслами и многими другими перекачиваемыми продуктами. Обратная сторона плиты основания должна быть очищена, а на поверхности не должно быть масла, жира, влаги и других загрязнений. Все эти загрязняющие вещества значительно снижают эластичную прочность склейки раствора, что может привести к появлениям пустот и вытеканию. Все зацементированные и бетонные поверхности должны быть изолированы одним слоем хорошей эпоксидной грунтовки имеющей достаточную эластичную прочность склейки. Проблема всегда заключается в стоимости: стоимость жизненного цикла (LCC — Life cycle cost), в сравнении с первоначальной стоимостью.

МЕТОДЫ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ
Наиболее широко используется метод двойной заливки и в этом случае может использоваться как цементный или эпоксидный раствор. Для двойной заливки проще построить заливные формы из дерева с открытым верхом. Формы должны быть герметичными, чтобы предотвратить утечку жидкого раствора. Трещины и отверстия должны быть закрыты тряпками, ватином, пенопластом, или герметиком.

Метод разовой заливки требует более сложных методов строительной технологии, хотя при этом снижаются затраты на рабочую силу. Теперь для заливочных деревянных форм потребуется верхняя пластина, что сформирует герметичное уплотнение нижнего фланца плиты основания. Данная технология требует хороших характеристик заливки раствора и, как правило, используется только с применением эпоксидных смесей. В ходе обычной процедуры заливки, часто случается так, что превышается необходимая высота, на которую поднимается предварительно-залитая плита основания. В связи с этим важно удостовериться, что плита основания заблокирована.

Очень важно избежать пустот и воздушных карманов в растворе. Пустоты препятствуют затуханию резонанса фундамента и поглощению вибраций от вала. Недостаточные вентиляционные отверстия или гидростатический напор запускают проблемы, которые могут быть решены с помощью соответствующих методов установки, чтобы избежать больших пустот. Другая проблема установки с дорогостоящими последствиями это искривление агрегатных поверхностей плиты основания. Деформация может быть вызвана, или плохими методами выравнивания основания, или может быть инициирована самим раствором. Все эпоксидные растворы имеют небольшой коэффициент усадки. Плиты с прочными перемычками не влияют на небольшое изменение объема раствора. Для менее жесткой конструкции прочность из эпоксидного раствора может быть выше, чем у самой плиты основания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Преимущества высококачественной, без пустот, полностью плоской плиты основания: меньшие потери энергии на трение и вибрации; увеличенная производительность за счет экономии времени на сокращении ремонта; сокращение расхода запчастей и низкие требования по оборудованию.

Оригинал статьи можно посмотрет тут

Источник

Масса фундамента для насосной установки

фундамент под насосы

Масса фундамента для насосной установки

Главное меню

Строительные работы

Фундаменты под насосы

§ 2. Расчет фундаментов под насосные агрегаты

Значения допускаемого статического давления на грунт и коэффициентов упругого равномерного сжатия грунта

§ 2. Расчет фундаментов под насосные агрегаты

Значения допускаемого статического давления на грунт и коэффициентов упругого равномерного сжатия грунта

Масса фундамента для насосной установки