Độ cứng móng là gì? Động lực học kết cấu • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều rôto khác Độ cứng móng là gì? Động lực học kết cấu • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều rôto khác

Độ cứng của nền móng là gì? Động lực học kết cấu

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về độ cứng của nền móng

Định nghĩa: Độ cứng của nền móng là gì?

Độ cứng của móng là sức cản của kết cấu đỡ máy (bao gồm đế, móng bê tông, bệ đỡ và đất) đối với độ võng khi chịu tác động của lực tĩnh hoặc lực động. Nó được định lượng bằng lực trên một đơn vị độ võng (thường được biểu thị bằng N/mm, lbf/in hoặc N/m) và thể hiện độ võng của móng khi chịu tải trọng từ máy móc quay.

Độ cứng của móng là một thông số quan trọng trong động lực học rôto bởi vì nó tạo thành một phần của độ cứng của toàn bộ hệ thống quyết định tốc độ tới hạn, rung động biên độ và phản ứng động. Độ cứng của nền móng không đủ có thể làm giảm tốc độ tới hạn xuống phạm vi hoạt động, khuếch đại độ rung, gây ra các vấn đề về căn chỉnh và làm giảm độ tin cậy của thiết bị.

Tại sao độ cứng của móng lại quan trọng

Tác động đến tốc độ quan trọng

Độ cứng của móng ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống tần số tự nhiên:

  • Độ cứng toàn hệ thống = sự kết hợp chuỗi của độ cứng của rôto, ổ trục và nền móng
  • Nền móng mềm làm giảm độ cứng tổng thể, giảm tốc độ quan trọng
  • Có thể di chuyển tốc độ quan trọng từ vùng an toàn vào phạm vi hoạt động
  • Tốc độ tới hạn ∝ √(độ cứng tổng thể), do đó nền móng mềm có tác động đáng kể

Kiểm soát biên độ rung

  • Tại Resonance: Nền móng cứng hơn thường tạo ra biên độ rung động đỉnh thấp hơn
  • Dưới cộng hưởng: Nền móng quá cứng có thể làm tăng rung động truyền đi (không cách ly)
  • Thiết kế tối ưu: Sự cân bằng giữa độ cứng và độ cô lập tùy thuộc vào dải tần số

Độ ổn định căn chỉnh

  • Nền móng linh hoạt cho phép thiết bị dịch chuyển dưới tải trọng vận hành
  • Sự giãn nở nhiệt của máy móc có thể làm biến dạng nền móng mềm dẻo
  • Precision sự liên kết khó duy trì trên nền móng mềm
  • Độ lệch của móng do tải trọng quá trình (lực đường ống) ảnh hưởng đến sự căn chỉnh

Các thành phần góp phần tạo nên độ cứng của móng

1. Khối móng bê tông

  • Độ cứng của vật liệu: Mô đun đàn hồi của bê tông (~25-40 GPa)
  • Hình học: Độ dày, chiều rộng, cốt thép ảnh hưởng đến độ cứng tổng thể
  • Khối: Khối lượng lớn hơn thường đi kèm với cấu trúc cứng hơn
  • Tình trạng: Các vết nứt, hư hỏng làm giảm độ cứng đáng kể

2. Hỗ trợ đất/mặt đất

  • Đất bên dưới móng cung cấp hỗ trợ đàn hồi
  • Độ cứng của đất thay đổi rất nhiều (đất sét mềm: 10 N/mm³; đá: 1000+ N/mm³)
  • Thường là yếu tố mềm nhất trong chuỗi hỗ trợ
  • Có thể chi phối độ cứng của toàn bộ hệ thống trong điều kiện đất xấu

3. Đế máy

  • Khung kết cấu bằng thép hoặc gang
  • Kết nối thiết bị với nền bê tông
  • Độ dày, gân và thiết kế ảnh hưởng đến độ cứng
  • Phải được đổ vữa đầy đủ vào móng

4. Bệ đỡ và giá đỡ

  • Bệ đỡ chịu lực kết nối ổ trục với tấm đế
  • Cấu trúc cột hoặc khung
  • Có thể có tính linh hoạt đáng kể ở bệ cao hoặc bệ thanh mảnh

5. Lớp vữa

  • Lấp đầy khoảng trống giữa tấm đế và bê tông
  • Việc đổ vữa đúng cách rất quan trọng đối với độ cứng
  • Vữa bị hư hỏng hoặc mất tạo ra các điểm mềm
  • Độ cứng của vữa thông thường thấp hơn bê tông hoặc thép

Đo lường và Đánh giá

Kiểm tra độ cứng tĩnh

  • Phương pháp: Áp dụng lực đã biết, đo độ lệch
  • Tính toán: k = F / δ (lực chia cho độ lệch)
  • Kiểm tra điển hình: Kích thủy lực tác dụng tải lên tấm đế
  • Đo lường: Đồng hồ đo quay số hoặc cảm biến dịch chuyển

Độ cứng động (Kiểm tra mô hình)

  • Kiểm tra va đập bằng búa có dụng cụ
  • Đo chức năng đáp ứng tần số
  • Trích xuất các tham số mô hình (tần số tự nhiên, hình dạng mô hình, độ cứng)
  • Đại diện nhiều hơn cho các điều kiện hoạt động thực tế

Đánh giá hoạt động

  • So sánh độ rung ở ổ trục với độ rung ở móng
  • Độ truyền dẫn cao cho thấy nền tảng cứng
  • Độ truyền dẫn thấp cho thấy sự linh hoạt hoặc cô lập của nền móng
  • Biểu đồ Bode từ chế độ khởi động/xuống dốc tiết lộ nền tảng

Yêu cầu thiết kế

Hướng dẫn chung

  • Tiêu chuẩn API: Tần số tự nhiên của nền tảng phải > 2 lần tốc độ máy tối đa
  • Thay thế: Tần số tự nhiên nền tảng < 0,5 lần tốc độ máy tối thiểu (nền móng cô lập)
  • Tránh xa: Cộng hưởng nền tảng giữa 0,5-2,0 lần tốc độ hoạt động
  • Mục tiêu: Độ cứng của móng > 10 lần độ cứng chịu lực để có ảnh hưởng tối thiểu

Yêu cầu cụ thể về thiết bị

  • Tuabin: Nền móng rất cứng (khối lượng bê tông gấp 3-5 lần khối lượng rotor)
  • Máy nén pittông: Nền móng lớn để hấp thụ tải trọng dao động
  • Máy tốc độ cao: Cứng để duy trì tốc độ tách biệt quan trọng
  • Thiết bị chính xác: Cực kỳ cứng để ngăn ngừa sự trôi lệch của căn chỉnh

Các vấn đề do độ cứng không đủ

Tốc độ quan trọng giảm

  • Tốc độ quan trọng giảm xuống phạm vi hoạt động
  • Độ rung cao ở mức tốc độ an toàn
  • Có thể ngăn cản việc đạt được tốc độ vận hành thiết kế
  • Yêu cầu gia cố nền móng hoặc giới hạn tốc độ

Rung động quá mức

  • Chuyển động của nền tảng khuếch đại rung động tổng thể
  • Sự cộng hưởng của kết cấu móng
  • Rung động truyền đến thiết bị liền kề
  • Hư hỏng cấu trúc do uốn cong nhiều lần

Sự bất ổn định của căn chỉnh

  • Thiết bị dịch chuyển trên nền tảng linh hoạt
  • Mất sự liên kết sau khi thực hiện công việc chính xác ban đầu
  • Hiệu ứng tăng trưởng nhiệt được phóng đại
  • Quá trình tải thay đổi gây ra sự thay đổi căn chỉnh

Phương pháp cải tiến

Cải tạo nền móng bê tông

  • Thêm khối lượng: Tăng kích thước/độ dày của móng
  • Củng cố: Thêm cốt thép hoặc dự ứng lực
  • Sửa chữa vết nứt: Tiêm epoxy hoặc sửa chữa bê tông
  • Mở rộng đến Bedrock: Cọc hoặc thùng caisson cho các lớp đất có thẩm quyền

Làm cứng tấm đế

  • Thêm các thanh giằng hoặc gân vào khung kết cấu
  • Tăng độ dày của tấm đế
  • Cải thiện độ phủ và chất lượng vữa
  • Thêm thanh giằng giữa các bệ đỡ

Cải tạo đất

  • Ổn định đất hoặc phun vữa
  • Móng sâu (cọc) bỏ qua nền đất yếu
  • Nén chặt hoặc làm đặc
  • Tư vấn kỹ thuật địa kỹ thuật cho các vấn đề lớn

Các điều chỉnh hoạt động

  • Sửa đổi tốc độ: Hoạt động tránh xa cộng hưởng nền móng
  • Cách ly rung động: Thêm bộ cách ly để tách máy khỏi nền móng
  • Balancing: Dung sai cân bằng chặt chẽ hơn để giảm sự kích thích
  • Giảm chấn: Thêm biện pháp xử lý giảm chấn vào kết cấu móng

Thực hành thiết kế móng tốt nhất

Cài đặt mới

  • Thực hiện khảo sát địa kỹ thuật về điều kiện đất
  • Tính toán khối lượng và hình học móng cần thiết
  • Bao gồm phân tích động (tần số tự nhiên, phản ứng với sự mất cân bằng)
  • Thiết kế để có độ cứng và khối lượng phù hợp
  • Cung cấp sự cô lập từ các cấu trúc liền kề
  • Bao gồm các điều khoản về việc rót vữa và căn chỉnh

Đánh giá nền móng hiện có

  • Đo độ rung tại móng và so sánh với độ rung ổ trục
  • Thực hiện thử nghiệm mô hình để xác định tần số tự nhiên cơ bản
  • Kiểm tra các vết nứt, hư hỏng, lún
  • Kiểm tra tính toàn vẹn của vữa dưới tấm đế
  • So sánh thông số kỹ thuật thực tế với thiết kế

Độ cứng của nền móng thường bị bỏ qua nhưng lại là một thông số cơ bản ảnh hưởng đến hiệu suất của máy móc quay. Độ cứng của nền móng đủ đảm bảo phân tách tốc độ tới hạn chính xác, duy trì độ ổn định của căn chỉnh và ngăn ngừa các vấn đề cộng hưởng, trong khi độ cứng không đủ có thể khiến thiết bị tốt hoạt động kém và không đáng tin cậy.

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp