8.3. Регулирование параметров колебаний при реконструкции фундаментов под машины (ч. 4)
В качестве примера рассмотрим объединение двух массивных заглубленных в грунт фундаментов дымососов рециркуляции газов энергоблока мощностью 800 тыс. кВт бетонной плитой пола, расположенной непосредственно на поверхности грунта и имеющей толщину 200 мм. Расстояние между фундаментами равно трехкратной ширине фундамента, а плита пола значительно развита в ширину, т.е. параллельно оси дымососа. Последнее обстоятельство способствовало усилению эффекта подавления вибраций.
Общий уровень колебаний объединенной системы снизился примерно в 2 раза. Амплитуда колебаний фундамента с неработающей (резервной) машиной уменьшилась в 1,3 раза и составила всего 15 % амплитуды колебаний фундамента с работающей машиной, вибрации которого после переустройства снизились более чем в 4 раза. Частота колебаний фундамента с работающей машиной, объединенного с плитой пола, увеличилась с 22 до 32 Гц, а резонансная амплитуда колебаний уменьшилась со 170 до 88 мкм. Следует отметить, что после устройства связи между фундаментом и плитой вибрации последней в непосредственной близости от фундамента увеличились в 5—6 раз, но быстро затухали с удалением от него. Однако это исключает постоянное пребывание обслуживающего персонала, а также размещение виброчувствительного оборудования у источника колебаний.
Другим наглядным примером использования гибкой плиты для регулирования колебаний фундаментов под машины с низкочастотной динамической нагрузкой является (по данным А.А. Санникова) объединение бетонным полом толщиной 150 мм восьми отдельно стоящих фундаментов лесопильных рам. Измерение колебаний фундаментов до и после их объединения показало, что амплитуда горизонтальных колебаний на уровне верхнего обреза фундаментов уменьшилась после объединения их в 1,4—2 раза, а вертикальных колебаний — в 1,2—1,3 раза. Увеличения передачи колебаний бетонным полом фундаментам здания при наличии бетонной подготовки, плотно примыкающей к фундаментам лесопильных рам и здания, не было обнаружено.
Источником повышенных вибраций зданий на предприятиях нередко являются упругие волны от фундаментов машин с ударными нагрузками.
Известны случай [102, 103, 7], когда после возведения новых фундаментов под машины с ударными нагрузками (штамповочные и ковочные молоты, формовочные машины литейного производства и т.п.) в существующих цехах из-за повышенных вибраций возникали недопустимые деформации несущих и ограждающих конструкций.
Регулирование колебаний массивных фундаментов под ударные машины при их реконструкции, вызванной наличием значительных вибраций, может быть осуществлено без коренного переустройства фундаментов в результате изменения упругих и диссипативных характеристик подшаботных (у фундаментов молотов) или надфундаментных (у фундаментов формовочных машин) прокладок [115]. При этом прокладки рекомендуется выполнять составными в виде пакетов из деревянных щиток и рифленой или перфорированной резины. Применение составных прокладок из древесины с перфорированной резиной при той же общей жесткости ведет к значительному уменьшению амплитуд колебаний фундамента [112, с. 49—52]. Как правило, при этом достигается снижение амплитуды на 25—30 % и уменьшение частоты собственных колебаний фундамента на 20 %. Последнее способствует уменьшению числа циклов нагружения фундамента и увеличению времени для повышения производительности ударной машины.
Амплитуду колебаний переустраиваемого фундамента можно определить из следующей зависимости [114, с. 36—38]:
,
(8.3)где Vм — начальная скорость движения машины;
; 
(здесь 
)
;
(здесь 
; 
)
; 
[здесь 
, где 
];
(здесь 
)
;
;
Φz— модуль затухания вертикальных колебаний; m1 , m2, m — масса фундамента, машины, падаюших частей.
Коэффициенты Kш и γ жесткости и неупругого сопротивления надфундаментной прокладки находят по формулам:
; 
,(8.4)где Fш — площадь надфундаментной прокладки; bд, bр — толщина деревянных и резиновых элементов; Eд, Eр — модули упругости деревянных и резиновых элементов; γд, γр — коэффициенты неупругого сопротивления древесины и резины.
Начальная скорость движения машины определяется из формулы
,(8.5)где v — скорость падающих частей с массой m0 в момент удара; ε — коэффициент восстановления скорости при ударе.