Κατανόηση της ακαμψίας των θεμελίων

Συσκευές

Φορητή ζυγαριά και αναλυτής κραδασμών Balanset-1A

$2,353.83

Ανταλλακτικά

Αισθητήρας δόνησης

$107.26

Ανταλλακτικά

Οπτικός αισθητήρας (στροφόμετρο λέιζερ)

$147.78

Συσκευές

Balanset-4

$8,107.90

Ανταλλακτικά

Μαγνητική βάση μεγέθους 60-kgf

$54.82

Ανταλλακτικά

Αντανακλαστική ταινία

$11.92

Συσκευές

Δυναμικός εξισορροπιστής "Balanset-1A" OEM

$2,067.80

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.

---

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο