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卧式机组基础设计及要求的理论与实践

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:机组基础一方面是用于固定水泵和电动机的相对位置保持不变,另一方面是用于承受机组重量和机组运转时的振动力。卧式机组基础大都为块状混凝土结构,如图2-16 所示。表2-15螺栓最小埋深表由于机组基础同时承受静力和动力作用,过大的振动不仅影响机组正常运行,而且引起地基的附加沉陷,造成房屋损坏。所以基础的设计应满足以下几点要求。

卧式机组基础设计及要求的理论与实践

机组基础一方面是用于固定水泵电动机的相对位置保持不变,另一方面是用于承受机组重量和机组运转时的振动力。所以,基础应有足够的强度和刚度。卧式机组基础大都为块状混凝土结构,如图2-16 所示。

图2-16 Sh型离心泵机组基础图

基础平面尺寸应根据水泵样本中水泵安装尺寸决定。螺孔中心离基础边缘距离b 不小于20cm,基础顶面高出泵房地面h1=10~30cm,当基础采用100号混凝土时,螺栓最小埋深h2,可参看表2-15,螺栓弯钩下缘离基础底面最小距离t=10~20cm,根据h2 及t值即可决定基础高度H。

表2-15 螺栓最小埋深表

由于机组基础同时承受静力和动力作用,过大的振动不仅影响机组正常运行,而且引起地基的附加沉陷,造成房屋损坏。所以基础的设计应满足以下几点要求。

1.基础应力应满足地基允许承载力的要求

实践证明地基在动荷作用下产生的沉降比只承受静荷作用时要大。为此在设计基础时,应采用比静荷作用时要低的地基承载力,降低的程序与振动加速度的大小有关,但实际上很难估计地基承受动力的影响,通常按式(2-15)验算动力基础底面承载力:

式中 P——基础底面承载力,t/m2

Ψ——由于动力影响对地基承载力折减系数,对于电动机组基础采用0.8;

R——修正后的静荷作用下地基允许承载能力,t/m2;可参阅《工业与民用建筑地基基础规范》第15 条。

2.基础的自振圆频率不可与基础的强迫振动频率相同,以防止共振现象

假设机组和基础的重心及作用力和基础底面形心都在同一条直线上,这时仅产生垂直振动。基础垂直振动的自振圆频率ω0 按式(2-16)计算

式中 ω0——基础自振圆频率,s-1

F——基础底面面积,m2

m——机组和基础的质量,t·s2/m;(www.xing528.com)

G——机组和基础的重量,t;

CZ——地基抗压刚度系数,t/m3,与土壤性质、地基土允许承载力及基础底面积有关。在动力基础的振动计算中,最好现场实测CZ 值或参考有关规范选用。

基础强迫振动频率ω与机组的转数n 有关,即

式中 ω——基础强迫振动频率,s-1

n——机组转数,r/min。

如果ω0=ω,在理论上振幅值将为无限大,即造成共振。所以在设计时应尽量避开共振区,即使ω0/ω≤0.75 或ω0/ω>1.25。

3.机组运转时产生的振幅应符合规范的要求

高频率转动机组的振幅虽然考虑土的阻尼作用,仍然会产生相当大的数值,必须进行校核。因为机组转动时总会产生离心力,其大小取决于设计、制造、安装和维修等各方面的因素,通常可按式(2-19)、式(2-20)简化计算。

式中 a——振幅,m;

Q1——离心力,N;

λ——阻尼系数,值在0.2~0.5 范围内,对于混凝土材料可选用0.45;

2-16 e 值表

e——机组转动质量中心与转动中心的偏差值(mm),由制造及安装精度确定,通常不同转速下的e 值如表2-16 所示;

m——机组转动部分的质量,t·s2/m;

其他符号意义同前。

按规范要求,计算的a 值不应大于0.15mm。

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