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 £ А_доп

А_доп = 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 Р_z – вертикальная составляющая возмущающих сил;

К_z – коэффициент жёсткости основания при упругом равномерном сжатии [т/м]; К_z = С_z x F

C_z – 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:

К_x = C_x x F - коэффициент жёсткости основания при сдвиге фундамента по подошве;

С_x = 0,7 С_z – коэффициент упругого равномерного сдвига.

в). При горизонтальной возмущающейся силе (в случае высокого фундамента L/h < 2), будем иметь:

K_j - коэф. жёсткости основания при упругом повороте; I – момент инерции подошвы фундамента; Q – момент инерции массы фундамента и машины; М – возмущающий момент относительно ц.т.; А_z, А_x, А_j - амплитуды, соответственно вертикальных, горизонтальных и вращательных колебаний (поворота).