О фундаменте насоса (из «Дома насосов и клапанов»)

Thread Content

У насосов существует два основных варианта фундамента: бетонный фундамент и свайный фундамент. Результаты этих исследований показывают, что для некоторых крупных насосов фундамент на сваях иногда является единственным вариантом, позволяющим обеспечить достаточное разделение частот для избежания резонанса. Основные собственные частоты бетонного фундамента включают: 1. поперечную, 2. продольную, 3. качательную. Все собственные частоты должны находиться подальше от частоты вращения насоса, чтобы избежать резонанса и соблюсти пределы вибрации фундамента насоса. Группа насосов иногда генерирует одновременно низкочастотные и высокочастотные возбуждения. При проектировании фундамента более важен низкочастотный диапазон (ниже 3000 об/мин), чем высокочастотный диапазон (выше 4000 об/мин). 　　Фундамент насоса 　　Вариант бетонного фундамента должен быть первым выбором для всех насосов. Чтобы предотвратить резонанс, следует использовать различные методы для обеспечения достаточного различия между частотой колебаний фундамента и частотой возбуждения насоса. Увеличение площади основания позволяет повысить его собственную частоту, в то время как увеличение массы основания приводит к снижению этой частоты. 　　Частота колебаний бетонного фундамента на относительно твердом основании может составлять 30–50 герц (1800–3000 об/мин); обычно она близка к частоте вращения таких устройств, как насосы, двигатели или другие приводы. Как правило, для таких оснований при увеличении продольной частоты резонанса невозможно не увеличивать и поперечную частоту резонанса. Однако свайные фундаменты легче контролировать, чем бетонные, и их собственную частоту можно регулировать индивидуально. Путем изменения количества и диаметра земляных столбов можно увеличить собственные продольные и качательные частоты, сохраняя при этом неизменной собственную поперечную частоту. 　　Фундамент на сваях позволяет точно регулировать горизонтальную частоту естественных колебаний, в то время как вертикальная и качательная частоты естественных колебаний остаются неизменными (это может быть требованием для некоторых специальных насосов). 　　Для крупных двигателей-насосов с высокой мощностью (более 1 МВт) рекомендуются следующие стандарты, касающиеся динамики и проектирования фундамента: 1. Для центра фундамента допустимый диапазон вибраций обычно составляет 0,3–1 мм/с. 　　2. На поверхности фундамента (или в месте расположения болтов фундамента) обычно допускаемый диапазон вибраций составляет 1–2 мм/с. 　　3. Для корпуса подшипника допустимый диапазон вибраций может быть установлен в пределах 2–4 мм/с. 　　Упомянутые выше ограничения применимы только в тех случаях, когда не происходит резонанса (или не возникают износные поломки). Другими словами, между всеми частотами возбуждения и собственными частотами должно оставаться 15–20% запаса. На строительной площадке модуль сдвига почвы, определяемый в ходе тестирования почвы, может сильно различаться. 　　Если почва довольно твердая (или довольно мягкая), это может привести к увеличению (или снижению) ее собственной частоты, в результате чего может возникнуть резонанс. Лучший способ — объединить оба результата и разработать два комплекса показателей состояния почвы, отражающих соответственно самое мягкое и самое твердое состояние почвы. Анализ чувствительности помогает определить окончательную конструкцию фундамента насоса. Дизайн опорных столбов (диаметр, количество и прочее) должен быть оптимизирован. 　　Внимание к фундаменту насоса. Фундамент насоса должен быть достаточно большим, правильно устроенным и находиться в хорошем состоянии. Одним из важнейших принципов является то, что вес бетона примерно в три раза превышает вес динамической насосной установки (центробежного или осевого насоса). В течение всего срока эксплуатации насоса (который может составлять более 30 лет), независимо от режима работы, основание/система монтажа должны соответствовать следующим требованиям: 1. Обеспечивать поддержку насоса и связанного с ним оборудования. 　　2. Эффективно передавать вибрации и возникающее при них динамическое давление через фундамент (и почву), снижая или устраняя вредное воздействие этих вибраций. 　　Основной проблемой при проектировании и монтаже фундамента и системы установки насоса являются «вибрации». Энергия вибраций передается через фундамент в виде волн, после чего поглощается почвой. Однако, если общая конструкция насоса и фундамента будет повреждена, разрушена или отделится, это помешает передаче вибрационных волн. 　　Фундамент должен представлять собой единую конструкцию: подушка, бетонный фундамент, цементный раствор и насос должны быть частью этой единой структуры. Если насос необходимо установить на мобильном оборудовании, рекомендуется использовать один из следующих вариантов: ■ На верхней части основания мобильного устройства применять болты-заклепки. 　　■Заполните полости в основании щита подходящей цементной смесью. 　　Особое внимание следует уделить размерам фундамента и его центру тяжести. Разница в высоте между динамическим давлением насоса и центром тяжести системы «насос–основание» должна быть сведена к минимуму. В крайне приблизительном смысле, для небольших насосных установок мощностью 3 МВт длина болтов-фиксаторов должна быть больше 0,5 метра. 　　В качестве втулок для болтов к фундаменту или крышек всегда рекомендуется использовать специальные изделия. Втулка для болтов с волновидной резьбой — лучший выбор. Болты должны избегать контакта с эпоксидной шпатлевкой на высоте, превышающей половину их длины. Для этого верхняя часть болта должна быть обернута слоем ленты или покрыта изоляционным поролоном для труб (или чем-то подобным). Болты и углубления должны находиться как можно дальше от края фундамента (минимум 250 мм)