מהי קשיחות יסוד? דינמיקה מבנית • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" לאיזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים מהי קשיחות יסוד? דינמיקה מבנית • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" לאיזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים

מהי קשיחות יסוד? דינמיקה מבנית

פורסם על ידי admin ב-

הבנת נוקשות היסודות

הגדרה: מהי קשיחות יסוד?

קשיחות היסוד הוא ההתנגדות של מבנה התמיכה של מכונה (כולל לוח בסיס, יסודות בטון, כנים ואדמה) בפני סטייה כאשר היא נתונה לכוחות סטטיים או דינמיים. היא מכמתת ככוח ליחידת סטייה (בדרך כלל מבוטא ב-N/mm, lbf/in, או N/m) ומייצגת את מידת הסטייה של היסוד כאשר מופעלים עומסים מהמכונה המסתובבת.

קשיחות היסודות היא פרמטר קריטי ב דינמיקת הרוטור מכיוון שהוא מהווה חלק מקשיחות המערכת הכוללת שקובעת מהירויות קריטיות, רֶטֶט אמפליטודות ותגובה דינמית. קשיחות יסוד לא מספקת עלולה להוריד את המהירויות הקריטיות לטווח הפעולה, להגביר את הרטט, לגרום לבעיות יישור ולפגוע באמינות הציוד.

למה נוקשות היסודות חשובה

השפעה על מהירויות קריטיות

קשיחות היסודות משפיעה ישירות על המערכת תדרים טבעיים:

  • קשיחות מערכת כוללת = שילוב טורי של קשיחות הרוטור, המיסב והיסוד
  • בסיס רך מפחית את הנוקשות הכוללת, ומוריד מהירויות קריטיות
  • יכול להעביר מהירויות קריטיות מאזורים בטוחים לטווח פעולה
  • מהירות קריטית ∝ √ (נוקשות כוללת), כך שליסודות רכים יש השפעה משמעותית

בקרת משרעת רטט

  • בתהודה: יסודות נוקשים יותר מייצרים בדרך כלל אמפליטודות רטט שיא נמוכות יותר
  • מתחת לתהודה: יסודות נוקשים מאוד עלולים להגביר את הרטט המועבר (ללא בידוד)
  • עיצוב אופטימלי: איזון בין קשיחות לבידוד בהתאם לטווח התדרים

יציבות יישור

  • יסודות גמישים מאפשרים לציוד לזוז תחת עומסי הפעלה
  • התפשטות תרמית של מכונות עלולה לעוות יסודות גמישים
  • Precision מַעֲרָך קשה לתחזק על יסודות רכים
  • סטיית היסוד כתוצאה מעומסי תהליך (כוחות צנרת) משפיעה על היישור

רכיבים התורמים לקשיחות היסודות

1. בלוק יסוד מבטון

  • קשיחות חומר: מודול אלסטיות של בטון (~25-40 GPa)
  • גֵאוֹמֶטרִיָה: עובי, רוחב וחיזוק משפיעים על הנוקשות הכוללת
  • מִסָה: מסה גדולה יותר מגיעה בדרך כלל עם מבנה נוקשה יותר
  • מַצָב: סדקים, בלאי מפחיתים את הנוקשות באופן משמעותי

2. תמיכה בקרקע/קרקע

  • האדמה שמתחת ליסודות מספקת תמיכה אלסטית
  • קשיחות הקרקע משתנה מאוד (חימר רך: 10 ניוטון/מ"מ³; סלע: 1000+ ניוטון/מ"מ³)
  • לעתים קרובות האלמנט הרך ביותר בשרשרת התמיכה
  • יכול לשלוט בקשיחות המערכת הכוללת בתנאי קרקע ירודים

3. משטח בסיס המכונה

  • מסגרת מבנית פלדה או ברזל יצוק
  • מחבר ציוד ליסודות בטון
  • עובי, צלעות ועיצוב משפיעים על הנוקשות
  • יש לרוט כראוי עד ליסודות

4. כנים ותומכים

  • כנים נושאים חיבור מיסבים ללוח הבסיס
  • מבני עמודים או סוגריים
  • יכולה להיות גמישות משמעותית בעמדות גבוהות או דקות

5. שכבת רובה

  • ממלא את הפער בין משטח הבסיס לבטון
  • דיוס נכון קריטי לקשיחות
  • רובה פגומה או חסרה יוצרת נקודות רכות
  • קשיחות רובה אופיינית נמוכה יותר מבטון או פלדה

מדידה והערכה

בדיקת קשיחות סטטית

  • שִׁיטָה: הפעל כוח ידוע, מדוד סטייה
  • תַחשִׁיב: k = F / δ (כוח חלקי סטייה)
  • בדיקה אופיינית: מגבה הידראולי מפעיל עומס על משטח הבסיס
  • מְדִידָה: מחווני חוגה או חיישני תזוזה

קשיחות דינמית (בדיקה מודאלית)

  • בדיקת פגיעה עם פטיש אינסטרומנטלי
  • פונקציית תגובת התדר של מדידה
  • חילוץ פרמטרים מודאליים (תדרים טבעיים, צורות מצב, קשיחות)
  • מייצג יותר את תנאי ההפעלה בפועל

הערכה תפעולית

  • השווה את הרטט במיסב לרטט ביסוד
  • העברה גבוהה מעידה על יסודות נוקשים
  • העברה נמוכה מצביעה על גמישות או בידוד היסודות
  • עלילות בודה ממצבי הפעלה/התקרבות לחשיפת יסודות

דרישות עיצוב

הנחיות כלליות

  • תקני API: תדר טבעי של היסוד צריך להיות גדול מ-2 פעמים מהירות המכונה המרבית
  • חֲלוּפָה: תדר טבעי של הבסיס < 0.5× מהירות מכונה מינימלית (יסוד מבודד)
  • לְהִמָנַע: תהודות יסוד בין מהירות פעולה של 0.5-2.0×
  • יַעַד: קשיחות יסוד > 10x קשיחות מיסב להשפעה מינימלית

דרישות ספציפיות לציוד

  • טורבינות: יסודות נוקשים מאוד (מסת בטון 3-5× מסת הרוטור)
  • מדחסים בודד: יסודות מסיביים לספיגת עומסים פועמים
  • מכונות במהירות גבוהה: נוקשה לשמירה על הפרדת מהירות קריטית
  • ציוד מדויק: קשיח במיוחד כדי למנוע סטיית יישור

בעיות כתוצאה מקשיחות לא מספקת

מהירויות קריטיות מופחתות

  • מהירויות קריטיות יורדות לטווח הפעולה
  • רעידות גבוהות במהירויות שאמורות להיות בטוחות
  • עלול למנוע הגעה למהירות הפעולה המתוכננת
  • דורש הקשחת יסודות או הגבלת מהירות

רעידות מוגזמות

  • תנועת היסוד מגבירה את הרטט הכולל
  • תהודה של מבנה היסוד
  • רטט המועבר לציוד סמוך
  • נזק מבני כתוצאה מכיפוף חוזר ונשנה

חוסר יציבות יישור

  • הזזות ציוד על בסיס גמיש
  • יישור אבד לאחר עבודה מדויקת ראשונית
  • השפעות צמיחה תרמית מוגדלות
  • שינויים בעומס התהליך גורמים לשינוי יישור

שיטות שיפור

שיפור יסודות בטון

  • הוסף מסה: הגדלת גודל/עובי היסודות
  • לְתַגְבֵּר: הוסף חיזוק פלדה או מתיחה לאחר מכן
  • תיקון סדקים: הזרקת אפוקסי או תיקון בטון
  • הרחב עד סלע האם: כלונסאות או קייסונים לשכבות קרקע מתאימות

הקשחת לוח הבסיס

  • הוספת גושי עץ או צלעות למסגרת המבנית
  • הגדלת עובי לוח הבסיס
  • שיפור כיסוי ואיכות רובה
  • הוסיפו חיזוק בין כנים

שיפור קרקע

  • ייצוב קרקע או דיוס
  • יסודות עמוקים (עמודים) עוקפים קרקע ענייה
  • דחיסה או צפיפות
  • ייעוץ גיאוטכני בנושאים מרכזיים

התאמות תפעוליות

  • שינוי מהירות: לפעול הרחק מתהודה של היסודות
  • בידוד רעידות: הוסיפו מבודדים כדי לנתק את המכונה מהיסוד
  • Balancing: סבולות איזון הדוקות יותר להפחתת עירור
  • שיכוך: הוספת טיפולי בידוד למבנה היסודות

שיטות עבודה מומלצות לתכנון יסודות

התקנות חדשות

  • ביצוע בדיקה גיאוטכנית של תנאי הקרקע
  • חשב את המסה והגיאומטריה הנדרשים של היסוד
  • כלול ניתוח דינמי (תדרים טבעיים, תגובה לחוסר איזון)
  • תכנון לקשיחות ומסה נאותים
  • לספק בידוד ממבנים סמוכים
  • כלול הוראות לדיוס ויישור

הערכת יסודות קיימים

  • מדוד את הרטט ביסודות והשווה אותו לרטט המיסב
  • בצע בדיקות מודאליות כדי לזהות תדרים טבעיים של היסוד
  • בדוק אם יש סדקים, בלאי, שקיעה
  • ודא את שלמות הרובה מתחת ללוחות הבסיס
  • השווה בין מפרטי התכנון לבין מפרטי התכנון בפועל

קשיחות היסוד לעיתים קרובות מתעלמים ממנה, אך היא פרמטר בסיסי המשפיע על ביצועי מכונות מסתובבות. קשיחות יסוד מספקת מבטיחה הפרדת מהירויות קריטית תקינה, שומרת על יציבות יישור ומונעת בעיות תהודה, בעוד שקשיחות לא מספקת יכולה לגרום לציוד טוב בדרך כלל לתפקד בצורה גרועה ולא אמינה.

← חזרה לאינדקס הראשי

קטגוריות:
וואטסאפ