Κατανόηση της ακαμψίας των θεμελίων
Ορισμός: Τι είναι η ακαμψία θεμελίωσης;
Δυσκαμψία θεμελίωσης είναι η αντίσταση της δομής στήριξης ενός μηχανήματος (συμπεριλαμβανομένης της πλάκας βάσης, της θεμελίωσης από σκυρόδεμα, των βάθρων και του εδάφους) στην παραμόρφωση όταν υπόκειται σε στατικές ή δυναμικές δυνάμεις. Ποσοτικοποιείται ως δύναμη ανά μονάδα παραμόρφωσης (συνήθως εκφράζεται σε N/mm, lbf/in ή N/m) και αντιπροσωπεύει το πόσο παραμορφώνεται το θεμέλιο όταν εφαρμόζονται φορτία από το περιστρεφόμενο μηχάνημα.
Η ακαμψία της θεμελίωσης είναι μια κρίσιμη παράμετρος δυναμική του ρότορα επειδή αποτελεί μέρος της συνολικής ακαμψίας του συστήματος που καθορίζει κρίσιμες ταχύτητες, δόνηση πλάτη και δυναμική απόκριση. Η ανεπαρκής ακαμψία θεμελίωσης μπορεί να μειώσει τις κρίσιμες ταχύτητες στο εύρος λειτουργίας, να ενισχύσει τους κραδασμούς, να προκαλέσει προβλήματα ευθυγράμμισης και να θέσει σε κίνδυνο την αξιοπιστία του εξοπλισμού.
Γιατί η ακαμψία των θεμελίων έχει σημασία
Επίδραση στις κρίσιμες ταχύτητες
Η ακαμψία της θεμελίωσης επηρεάζει άμεσα το σύστημα φυσικές συχνότητες:
- Συνολική ακαμψία συστήματος = συνδυασμός σειριακής ακαμψίας ρότορα, εδράνου και θεμελίωσης
- Η μαλακή βάση μειώνει τη συνολική ακαμψία, μειώνοντας τις κρίσιμες ταχύτητες
- Μπορεί να μετακινήσει κρίσιμες ταχύτητες από ασφαλείς ζώνες σε εύρος λειτουργίας
- Κρίσιμη ταχύτητα ∝ √ (συνολική ακαμψία), επομένως τα μαλακά θεμέλια έχουν σημαντική επίδραση
Έλεγχος πλάτους κραδασμών
- Στο Resonance: Τα πιο άκαμπτα θεμέλια γενικά παράγουν χαμηλότερα μέγιστα πλάτη δόνησης
- Κάτω από τον συντονισμό: Πολύ άκαμπτα θεμέλια ενδέχεται να αυξήσουν τους μεταδιδόμενους κραδασμούς (χωρίς μόνωση)
- Βέλτιστος Σχεδιασμός: Ισορροπία μεταξύ ακαμψίας και απομόνωσης ανάλογα με το εύρος συχνοτήτων
Σταθερότητα ευθυγράμμισης
- Τα εύκαμπτα θεμέλια επιτρέπουν στον εξοπλισμό να μετακινείται υπό λειτουργικά φορτία
- Η θερμική διαστολή των μηχανημάτων μπορεί να παραμορφώσει τα εύκαμπτα θεμέλια
- Ακρίβεια ευθυγραμμία δύσκολο να συντηρηθεί σε μαλακά θεμέλια
- Η παραμόρφωση της θεμελίωσης από τα φορτία διεργασίας (δυνάμεις σωληνώσεων) επηρεάζει την ευθυγράμμιση
Στοιχεία που συμβάλλουν στην ακαμψία της θεμελίωσης
1. Μπλοκ θεμελίωσης από σκυρόδεμα
- Σκληρότητα υλικού: Μέτρο ελαστικότητας σκυροδέματος (~25-40 GPa)
- Γεωμετρία: Το πάχος, το πλάτος, η ενίσχυση επηρεάζουν τη συνολική ακαμψία
- Μάζα: Η μεγαλύτερη μάζα γενικά συνοδεύεται από πιο άκαμπτη δομή
- Κατάσταση: Οι ρωγμές και η φθορά μειώνουν σημαντικά την ακαμψία
2. Υποστήριξη εδάφους/εδάφους
- Το έδαφος κάτω από τα θεμέλια παρέχει ελαστική στήριξη
- Η σκληρότητα του εδάφους ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό (μαλακή άργιλος: 10 N/mm³· βράχος: 1000+ N/mm³)
- Συχνά το πιο μαλακό στοιχείο στην αλυσίδα υποστήριξης
- Μπορεί να κυριαρχήσει στην συνολική ακαμψία του συστήματος σε κακές εδαφικές συνθήκες
3. Πλάκα βάσης μηχανής
- Δομικό πλαίσιο από χάλυβα ή χυτοσίδηρο
- Συνδέει τον εξοπλισμό με τη βάση από σκυρόδεμα
- Το πάχος, οι νευρώσεις και ο σχεδιασμός επηρεάζουν την ακαμψία
- Πρέπει να είναι επαρκώς αρμολογημένο στο θεμέλιο
4. Βάσεις και στηρίγματα
- Βάσεις ρουλεμάν σύνδεση ρουλεμάν στην πλάκα βάσης
- Δομές στηλών ή στηριγμάτων
- Μπορεί να προσφέρει σημαντική ευελιξία σε ψηλά ή λεπτά βάθρα
5. Στρώμα ενέματος
- Γεμίζει το κενό μεταξύ της βάσης και του σκυροδέματος
- Η σωστή αρμολόγηση είναι κρίσιμη για την ακαμψία
- Το φθαρμένο ή το ελλείπον ενέμα δημιουργεί μαλακά σημεία
- Τυπική ακαμψία ενέματος χαμηλότερη από αυτή του σκυροδέματος ή του χάλυβα
Μέτρηση και Αξιολόγηση
Δοκιμή στατικής ακαμψίας
- Μέθοδος: Εφαρμόστε γνωστή δύναμη, μετρήστε την παραμόρφωση
- Λογαριασμός: k = F / δ (δύναμη διαιρούμενη με την παραμόρφωση)
- Τυπική δοκιμή: Υδραυλικός γρύλος που εφαρμόζει φορτίο στην πλάκα βάσης
- Μέτρηση: Δείκτες μέτρησης ή αισθητήρες μετατόπισης
Δυναμική Δυσκαμψία (Δοκιμή Ιδιομορφίας)
- Δοκιμή κρούσης με σφυρί με όργανα
- Λειτουργία απόκρισης συχνότητας μέτρησης
- Εξαγωγή παραμέτρων τροπικότητας (φυσικές συχνότητες, σχήματα τροπικότητας, δυσκαμψία)
- Πιο αντιπροσωπευτικό των πραγματικών συνθηκών λειτουργίας
Επιχειρησιακή Αξιολόγηση
- Συγκρίνετε τους κραδασμούς στο έδρανο με τους κραδασμούς στη θεμελίωση
- Η υψηλή μεταδοτικότητα υποδηλώνει άκαμπτη θεμελίωση
- Η χαμηλή μεταδοτικότητα υποδηλώνει ευκαμψία ή απομόνωση θεμελίωσης
- Διαγράμματα Bode από την εκκίνηση/τη λειτουργία με αδρανή λειτουργία αποκαλύπτουν λειτουργίες θεμελίωσης
Απαιτήσεις Σχεδιασμού
Γενικές οδηγίες
- Πρότυπα API: Η ιδιοσυχνότητα θεμελίωσης θα πρέπει να είναι > 2× η μέγιστη ταχύτητα της μηχανής
- Εναλλακτική λύση: Φυσική συχνότητα θεμελίωσης < 0,5× ελάχιστη ταχύτητα μηχανής (μονωμένη βάση)
- Αποφεύγω: Συντονισμοί θεμελίωσης μεταξύ 0,5-2,0× ταχύτητας λειτουργίας
- Στόχος: Ακαμψία θεμελίωσης > 10× ακαμψία εδράνου για ελάχιστη επιρροή
Απαιτήσεις ειδικά για τον εξοπλισμό
- Τουρμπίνες: Πολύ άκαμπτα θεμέλια (μάζα σκυροδέματος 3-5 × μάζα ρότορα)
- Παλινδρομικοί συμπιεστές: Τεράστιες βάσεις για την απορρόφηση παλμικών φορτίων
- Μηχανές υψηλής ταχύτητας: Σκληρό για τη διατήρηση του κρίσιμου διαχωρισμού ταχύτητας
- Εξοπλισμός ακριβείας: Εξαιρετικά άκαμπτο για να αποτρέπεται η απόκλιση ευθυγράμμισης
Προβλήματα από ανεπαρκή ακαμψία
Μειωμένες κρίσιμες ταχύτητες
- Οι κρίσιμες ταχύτητες μειώνονται στο εύρος λειτουργίας
- Υψηλοί κραδασμοί σε ταχύτητες που θα έπρεπε να είναι ασφαλείς
- Μπορεί να εμποδίσει την επίτευξη της σχεδιαστικής ταχύτητας λειτουργίας
- Απαιτείται ενίσχυση θεμελίωσης ή περιορισμός ταχύτητας
Υπερβολική δόνηση
- Η κίνηση του θεμελίου ενισχύει τη συνολική δόνηση
- Συντονισμός της δομής θεμελίωσης
- Δόνηση που μεταδίδεται σε παρακείμενο εξοπλισμό
- Δομικές ζημιές από επαναλαμβανόμενη κάμψη
Αστάθεια ευθυγράμμισης
- Μετακινήσεις εξοπλισμού σε εύκαμπτη βάση
- Απώλεια ευθυγράμμισης μετά την αρχική εργασία ακριβείας
- Μεγαλύτερες επιδράσεις θερμικής ανάπτυξης
- Οι αλλαγές στο φορτίο της διεργασίας προκαλούν διακύμανση στην ευθυγράμμιση
Μέθοδοι Βελτίωσης
Ενίσχυση θεμελίωσης από σκυρόδεμα
- Προσθήκη Μάζας: Αύξηση μεγέθους/πάχους θεμελίωσης
- Ενισχύω: Προσθήκη οπλισμού χάλυβα ή προέντασης
- Επισκευή ρωγμών: Έγχυση εποξειδικής ρητίνης ή επισκευή σκυροδέματος
- Επέκταση μέχρι το Βράχο: Σωροί ή κιβώτια σε κατάλληλα στρώματα εδάφους
Σύσφιξη πλάκας βάσης
- Προσθέστε ενισχυτικά στοιχεία ή νευρώσεις στο δομικό πλαίσιο
- Αύξηση πάχους πλάκας βάσης
- Βελτίωση της κάλυψης και της ποιότητας του ενέματος
- Προσθέστε στήριξη μεταξύ των βάθρων
Βελτίωση εδάφους
- Σταθεροποίηση εδάφους ή αρμολόγηση
- Βαθιά θεμέλια (πασσάλους) που παρακάμπτουν το φτωχό έδαφος
- Συμπύκνωση ή πύκνωση
- Συμβουλευτική γεωτεχνικής μηχανικής για σημαντικά ζητήματα
Λειτουργικές προσαρμογές
- Τροποποίηση ταχύτητας: Λειτουργήστε μακριά από συντονισμούς θεμελίωσης
- Απομόνωση κραδασμών: Προσθέστε μονωτές για να αποσυνδέσετε το μηχάνημα από τα θεμέλια
- Εξισορρόπηση: Αυστηρότερες ανοχές ισορροπίας για τη μείωση της διέγερσης
- Απόσβεση: Προσθέστε επεξεργασίες απόσβεσης στη δομή θεμελίωσης
Βέλτιστες πρακτικές σχεδιασμού θεμελίων
Νέες εγκαταστάσεις
- Διεξαγωγή γεωτεχνικής έρευνας για την κατάσταση του εδάφους
- Υπολογίστε την απαιτούμενη μάζα και γεωμετρία θεμελίωσης
- Συμπεριλάβετε δυναμική ανάλυση (φυσικές συχνότητες, απόκριση σε ανισορροπία)
- Σχεδιασμός για επαρκή ακαμψία και μάζα
- Παρέχετε απομόνωση από παρακείμενες κατασκευές
- Συμπεριλάβετε διατάξεις για την αρμολόγηση και την ευθυγράμμιση
Αξιολόγηση Υφιστάμενων Θεμελίων
- Μετρήστε τους κραδασμούς στη θεμελίωση και συγκρίνετέ τους με τους κραδασμούς των εδράνων
- Εκτελέστε δοκιμές τροπικότητας για τον εντοπισμό φυσικών συχνοτήτων θεμελίωσης
- Ελέγξτε για ρωγμές, φθορά, καθίζηση
- Επαληθεύστε την ακεραιότητα του ενέματος κάτω από τις πλάκες βάσης
- Συγκρίνετε τις πραγματικές με τις προδιαγραφές σχεδιασμού
Η ακαμψία της θεμελίωσης συχνά παραβλέπεται, αλλά αποτελεί θεμελιώδη παράμετρο που επηρεάζει την απόδοση των περιστρεφόμενων μηχανημάτων. Η επαρκής ακαμψία της θεμελίωσης διασφαλίζει τον σωστό διαχωρισμό κρίσιμων ταχυτήτων, διατηρεί τη σταθερότητα της ευθυγράμμισης και αποτρέπει προβλήματα συντονισμού, ενώ η ανεπαρκής ακαμψία μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα ο κατά τα άλλα καλός εξοπλισμός να μην λειτουργεί σωστά και να μην είναι αξιόπιστος.
Κατηγορίες: ΓλωσσάριοΔιαγνωστικά Δονήσεων
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 