ОСНОВЫ   МОНТАЖА   ОБОРУДОВАНИЯ

Опоры и фундаменты под оборудование

Опорами для монтажа оборудования могут служить кон­структивные элементы зданий или фундаменты. Из конструктив­ных элементов зданий используют полы, расположенные на грунте, перекрытия,  капитальные стены и  колонны.

Фундаментами называют специальные сооружения из прочных строительных материалов, предназначенные для установки обо­рудования и передачи нагрузки от него непосредственно грунту (основанию). Фундаменты используют для оборудования относи­тельно большой массы или повышенной динамичности.

Фундаментные и анкерные болты. Оборудование, установлен­ное на опорах и фундаментах, закрепляют фундаментными или анкерными болтами (рис. 8). Фундаментные болты используют для закрепления машин малой и средней динамичности — тех­нологических машин пищевых цехов, металлообрабатывающих станков, компрессоров, а также нединамичного оборудования — аппаратов, металлоконструкций. Закладную часть болтов на­глухо заделывают бетоном в массив фундамента.

Анкерные болты применяют для закрепления оборудования большой динамичности (дизелей, прессов). Закладную часть анкерных болтов не заделывают в массив, а закрепляют в анкер­ной плите посредством резьбы или с помощью Т-образной головки (рис. 8, б). Анкерные болты более надежны в работе, так как их стержень по всей длине подвергается равномерному растя­жению.

Фундаментные и анкерные болты воспринимают нагрузки от неуравновешенных инерционных сил, возникающих при работе механизмов, и действующих при этом моментов. Значение и на­правление действия сил и их моментов для каждого случая опре­деляют путем расчета.

Под раму машины подливают слой бетона, который, заполняя пустоты между шероховатыми поверхностями, обеспечивает со­прикосновение всех точек подошвы рамы с фундаментом. Это в свою очередь способствует равномерному распределению на­грузки на фундамент и при горизонтальном сдвиге создает боль­шие силы трения между подошвой рамы и бетоном.

Рис. 8. Крепление оборудования к фундаментам:

а — фундаментными болтами: / — фундамент; 2 — отре­зок стальной трубы; 3 — стальные подкладки; 4 — рама машины; 5 — фундаментный болт; 6 — подливка бетоном; б — анкерными болтами: 1 — анкерная плита; 2 — фун­дамент; 3 — анкерный болт; 4 — рама машины; в — схема нагружения фундаментных болтов машин с равномерно вращающимся ротором

Рама прижимается к фундаменту силой, равной массе обору­дования, а также за счет натяжения фундаментных болтов; по­следнее увеличивает силы трения. Если силы горизонтального сдвига, возникающие при работе машины, не превышают значения силы трения,  то фундаментные болты рассчитывают только на

растяжение.

У кинематически изолированных машин с равномерно враща­ющимся ротором и встроенным (расположенным на общей раме) двигателем (центробежные насосы, вентиляторы, универсальные приводы пищевых цехов, токарные станки) нагрузку на фунда­ментные болты создают неуравновешенные центробежные силы, возникающие во вращающихся узлах.

Для равномерно вращающихся узлов массу и угловую частоту вращения можно считать значениями постоянными. Значение смещения центра тяжести может меняться как в процессе изготов­ления узла, так и при его эксплуатации, поскольку она зависит от ряда факторов, например: точности изготовления деталей, точности балансировки, размеров зазоров в подшипниках, степени упругой деформации вала в нагруженном состоянии и др.

Для узлов со значительными осевыми размерами возможно смещение масс в двух или нескольких плоскостях поперечного сечения  узла (динамический дисбаланс).

Если масса всей машины, включая и массу вращающегося ротора (слагаемые в скобках в правой части уравнения), больше центробежной силы, то машина во время работы будет устойчива без крепления. Однако и в этом случае крепление к опоре оказы­вается необходимым для исключения смещения машины вслед­ствие вибраций, возникающих в пусковой момент и в период эксплуатационных перегрузок, а также для предотвращения ее опрокидывания при различных механических воздействиях, на­пример загрузочных и разгрузочных операциях. Кроме того, оборудование следует крепить, если центр его тяжести располо­жен на значительной высоте от плоскости подошвы.

Усилие горизонтального сдвига также определяется значе­нием  центробежной   силы  и  действующих   при   этом   моментов.

Допуски на остаточную удельную неуравновешенность вра­щающихся узлов машин средней точности — роторов электродви­гателей, вентиляторов, коленчатых валов компрессоров — отно­сительно малы и составляют при частоте вращения 1500 об/мин 0,02—0,04 мм. Однако, помимо сил, возникающих в результате остаточной неуравновешенности, на валы вращающихся узлов оказывают значительные силовые воздействия динамический дис­баланс и динамические процессы (ускорения, торможения), воз­никающие в результате нарушения геометрической формы эле­ментов передач движения — зубчатых, червячных, цепных, ре­менных.