ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความแข็งของฐานราก

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: ความแข็งของฐานรากคืออะไร?

ความแข็งของฐานราก คือความต้านทานของโครงสร้างรองรับของเครื่องจักร (รวมถึงแผ่นฐาน ฐานคอนกรีต ฐานรองรับ และดิน) ต่อการโก่งตัวเมื่อได้รับแรงสถิตหรือแรงพลศาสตร์ คำนวณเป็นแรงต่อการโก่งตัวหนึ่งหน่วย (โดยทั่วไปแสดงเป็น นิวตัน/มม., ปอนด์/นิ้ว หรือ นิวตัน/เมตร) และแสดงถึงปริมาณการโก่งตัวของฐานรากเมื่อรับแรงจากเครื่องจักรที่กำลังหมุน.

ความแข็งของฐานรากเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญใน ไดนามิกของโรเตอร์ เพราะมันเป็นส่วนหนึ่งของความแข็งของระบบทั้งหมดที่กำหนด ความเร็ววิกฤต, การสั่นสะเทือน แอมพลิจูดและการตอบสนองแบบไดนามิก ความแข็งแกร่งของฐานรากที่ไม่เพียงพออาจทำให้ความเร็ววิกฤตลดลงในช่วงการทำงาน ขยายการสั่นสะเทือน ก่อให้เกิดปัญหาการจัดตำแหน่ง และลดความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์.

ทำไมความแข็งของฐานรากจึงสำคัญ

ผลกระทบต่อความเร็ววิกฤต

ความแข็งของฐานรากส่งผลโดยตรงต่อระบบ ความถี่ธรรมชาติ:

• ความแข็งของระบบทั้งหมด = การรวมกันของความแข็งของโรเตอร์ ตลับลูกปืน และฐานราก
• ฐานที่อ่อนนุ่มช่วยลดความแข็งโดยรวม ทำให้ความเร็วที่สำคัญลดลง
• สามารถเคลื่อนย้ายความเร็ววิกฤตจากโซนปลอดภัยเข้าสู่ระยะปฏิบัติการได้
• ความเร็ววิกฤต ∝ √(ความแข็งรวม) ดังนั้นฐานรากที่อ่อนนุ่มจึงมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ

การควบคุมแอมพลิจูดการสั่นสะเทือน

• ที่เรโซแนนซ์: ฐานรากที่แข็งกว่าโดยทั่วไปจะทำให้เกิดแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนสูงสุดที่ต่ำกว่า
• ด้านล่างเรโซแนนซ์: ฐานรากที่แข็งมากอาจเพิ่มแรงสั่นสะเทือนที่ส่งผ่าน (ไม่มีการแยก)
• การออกแบบที่เหมาะสมที่สุด: สมดุลระหว่างความแข็งและการแยกขึ้นอยู่กับช่วงความถี่

เสถียรภาพในการจัดตำแหน่ง

• ฐานรากที่ยืดหยุ่นช่วยให้อุปกรณ์สามารถเคลื่อนที่ภายใต้ภาระการทำงานได้
• การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของเครื่องจักรอาจทำให้ฐานรากที่ยืดหยุ่นบิดเบี้ยวได้
• Precision การจัดตำแหน่ง ยากที่จะรักษาไว้บนรากฐานที่อ่อนนุ่ม
• การโก่งตัวของฐานรากจากภาระกระบวนการ (แรงของท่อ) ส่งผลต่อการจัดตำแหน่ง

ส่วนประกอบที่ส่งเสริมความแข็งแกร่งของฐานราก

1. บล็อกฐานคอนกรีต

• ความแข็งของวัสดุ: โมดูลัสคอนกรีตของความยืดหยุ่น (~25-40 GPa)
• เรขาคณิต: ความหนา ความกว้าง การเสริมแรง ส่งผลต่อความแข็งโดยรวม
• มวล: มวลที่ใหญ่กว่าโดยทั่วไปจะมีโครงสร้างที่แข็งแรงกว่า
• เงื่อนไข: รอยแตก เสื่อมสภาพ ลดความแข็งลงอย่างเห็นได้ชัด

2. การรองรับดิน/พื้นดิน

• ดินใต้ฐานรากช่วยรองรับความยืดหยุ่น
• ความแข็งของดินแตกต่างกันอย่างมาก (ดินเหนียวอ่อน: 10 N/mm³; หิน: 1000+ N/mm³)
• มักเป็นองค์ประกอบที่อ่อนที่สุดในห่วงโซ่การสนับสนุน
• สามารถครอบงำความแข็งของระบบโดยรวมในสภาพดินที่ไม่ดีได้

3. ฐานรองเครื่อง

• โครงสร้างเหล็กหรือเหล็กหล่อ
• เชื่อมต่ออุปกรณ์กับฐานคอนกรีต
• ความหนา ซี่โครง และการออกแบบส่งผลต่อความแข็ง
• ต้องมียาแนวให้เข้ากับฐานรากอย่างเหมาะสม

4. ฐานและส่วนรองรับ

• ฐานรองรับลูกปืน การเชื่อมต่อตลับลูกปืนกับแผ่นฐาน
• โครงสร้างแบบคอลัมน์หรือวงเล็บ
• สามารถมีความยืดหยุ่นอย่างมากในฐานที่สูงหรือเรียว

5. ชั้นยาแนว

• เติมช่องว่างระหว่างแผ่นฐานและคอนกรีต
• การยาแนวที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญต่อความแข็ง
• ยาแนวที่เสื่อมสภาพหรือหายไปทำให้เกิดจุดอ่อน
• ความแข็งของยาแนวโดยทั่วไปต่ำกว่าคอนกรีตหรือเหล็ก

การวัดและการประเมิน

การทดสอบความแข็งแบบคงที่

• วิธี: ใช้แรงที่ทราบ วัดการเบี่ยงเบน
• การคำนวณ: k = F / δ (แรงหารด้วยการเบี่ยงเบน)
• การทดสอบทั่วไป: แม่แรงไฮดรอลิกที่ใช้รับน้ำหนักกับแผ่นฐาน
• การวัด: ตัวบ่งชี้แบบไดอัลหรือเซ็นเซอร์การเคลื่อนที่

ความแข็งแบบไดนามิก (การทดสอบโหมด)

• การทดสอบแรงกระแทกด้วยค้อนที่มีเครื่องมือวัด
• ฟังก์ชั่นวัดการตอบสนองความถี่
• สกัดพารามิเตอร์โหมด (ความถี่ธรรมชาติ รูปร่างโหมด ความแข็ง)
• สะท้อนถึงสภาพการทำงานจริงได้ดียิ่งขึ้น

การประเมินการดำเนินงาน

• เปรียบเทียบการสั่นสะเทือนที่แบริ่งกับการสั่นสะเทือนที่ฐานราก
• ความสามารถในการแพร่เชื้อสูงบ่งชี้ถึงรากฐานที่แข็งแรง
• การส่งผ่านที่ต่ำแสดงถึงความยืดหยุ่นหรือการแยกตัวของรากฐาน
• พล็อตโบด จากการเริ่มต้น/การล่องเรือ เปิดเผยโหมดพื้นฐาน

ข้อกำหนดด้านการออกแบบ

หลักเกณฑ์ทั่วไป

• มาตรฐาน API: ความถี่ธรรมชาติของฐานรากควร > 2 เท่าของความเร็วเครื่องจักรสูงสุด
• ทางเลือก: ความถี่ธรรมชาติของรากฐาน < 0.5× ความเร็วเครื่องจักรขั้นต่ำ (ฐานรากแยก)
• หลีกเลี่ยง: ความสั่นพ้องของฐานรากอยู่ระหว่าง 0.5-2.0 เท่าของความเร็วในการทำงาน
• เป้า: ความแข็งของฐานราก > ความแข็งของการรับน้ำหนัก 10 เท่าเพื่ออิทธิพลที่น้อยที่สุด

ข้อกำหนดเฉพาะอุปกรณ์

• กังหัน: ฐานรากแข็งแรงมาก (มวลคอนกรีต 3-5 เท่าของมวลโรเตอร์)
• คอมเพรสเซอร์ลูกสูบ: ฐานรากขนาดใหญ่เพื่อรองรับน้ำหนักที่กระเพื่อม
• เครื่องจักรความเร็วสูง: แข็งแกร่งเพื่อรักษาการแยกความเร็วที่สำคัญ
• อุปกรณ์ความแม่นยำ: แข็งมากเป็นพิเศษเพื่อป้องกันการดริฟท์ของการจัดตำแหน่ง

ปัญหาจากความแข็งที่ไม่เพียงพอ

ความเร็ววิกฤตลดลง

• ความเร็ววิกฤตลดลงสู่ช่วงการทำงาน
• การสั่นสะเทือนสูงที่ความเร็วที่ควรปลอดภัย
• อาจขัดขวางการบรรลุความเร็วในการทำงานตามการออกแบบ
• ต้องมีการเพิ่มความแข็งแรงของฐานรากหรือจำกัดความเร็ว

การสั่นสะเทือนมากเกินไป

• การเคลื่อนไหวของฐานรากทำให้การสั่นสะเทือนโดยรวมขยายขึ้น
• การสั่นพ้องของโครงสร้างฐานราก
• การสั่นสะเทือนที่ส่งไปยังอุปกรณ์ข้างเคียง
• ความเสียหายต่อโครงสร้างจากการดัดงอซ้ำๆ

ความไม่เสถียรของการจัดตำแหน่ง

• การเลื่อนอุปกรณ์บนฐานที่ยืดหยุ่น
• การจัดตำแหน่งสูญหายหลังจากการทำงานความแม่นยำเบื้องต้น
• ผลกระทบจากการเจริญเติบโตเนื่องจากความร้อนขยายใหญ่ขึ้น
• การเปลี่ยนแปลงโหลดกระบวนการทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการจัดตำแหน่ง

วิธีการปรับปรุง

การเสริมฐานรากคอนกรีต

• เพิ่มมวล: เพิ่มขนาด/ความหนาของฐานราก
• เสริมความแข็งแกร่ง: เพิ่มเหล็กเสริมหรือเหล็กเสริมแรงหลังดึง
• ซ่อมแซมรอยแตกร้าว: การฉีดอีพอกซีหรือการซ่อมแซมคอนกรีต
• ขยายไปถึง Bedrock: เสาเข็มหรือเสาเข็มสำหรับชั้นดินที่มีความสามารถ

การทำให้แผ่นฐานแข็ง

• เพิ่มเสริมหรือซี่โครงให้กับโครงโครงสร้าง
• เพิ่มความหนาของแผ่นฐาน
• ปรับปรุงการครอบคลุมและคุณภาพของยาแนว
• เพิ่มการยึดระหว่างฐาน

การปรับปรุงดิน

• การปรับปรุงสภาพดินหรือการอัดฉีด
• ฐานรากลึก (เสาเข็ม) เลี่ยงดินที่ไม่ดี
• การอัดแน่นหรือการเพิ่มความหนาแน่น
• ให้คำปรึกษาทางวิศวกรรมธรณีเทคนิคสำหรับประเด็นสำคัญ

การอำนวยความสะดวกในการปฏิบัติงาน

• การปรับเปลี่ยนความเร็ว: ดำเนินการห่างจากเสียงสะท้อนของฐานราก
• การแยกการสั่นสะเทือน: เพิ่มตัวแยกเพื่อแยกเครื่องจักรออกจากฐานราก
• Balancing: ความคลาดเคลื่อนของสมดุลที่เข้มงวดยิ่งขึ้นเพื่อลดการกระตุ้น
• การลดแรงสั่นสะเทือน: เพิ่มการบำบัดการหน่วงให้กับโครงสร้างฐานราก

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการออกแบบฐานราก

การติดตั้งใหม่

• ดำเนินการสำรวจทางธรณีเทคนิคของสภาพดิน
• คำนวณมวลฐานรากและรูปทรงเรขาคณิตที่ต้องการ
• รวมการวิเคราะห์แบบไดนามิก (ความถี่ธรรมชาติ การตอบสนองต่อความไม่สมดุล)
• ออกแบบให้มีความแข็งและมวลที่เหมาะสม
• ให้การแยกจากโครงสร้างที่อยู่ติดกัน
• รวมข้อกำหนดสำหรับการยาแนวและการจัดตำแหน่ง

การประเมินฐานรากที่มีอยู่

• วัดการสั่นสะเทือนที่ฐานรากและเปรียบเทียบกับการสั่นสะเทือนของลูกปืน
• ดำเนินการทดสอบโหมดเพื่อระบุความถี่ธรรมชาติของรากฐาน
• ตรวจสอบรอยร้าว การเสื่อมสภาพ การทรุดตัว
• ตรวจสอบความสมบูรณ์ของยาแนวใต้แผ่นฐาน
• เปรียบเทียบข้อมูลจำเพาะจริงกับการออกแบบ

ความแข็งของฐานรากมักถูกมองข้าม แต่เป็นปัจจัยพื้นฐานที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องจักรหมุน ความแข็งของฐานรากที่เพียงพอจะช่วยให้เกิดการแยกความเร็ววิกฤตที่เหมาะสม รักษาเสถียรภาพในการจัดวาง และป้องกันปัญหาการสั่นพ้อง ในขณะที่ความแข็งที่ไม่เพียงพออาจทำให้อุปกรณ์ที่ดีแต่กลับทำงานได้ไม่ดีและไม่น่าเชื่อถือ.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก