Практична робота №1 Розрахунок фундаменту під верстат-качалку

Площа та форма верхньої плоскості фундаменту визначаються розмірами та формою машини. Для міцності країв фундаменту верстата-качалки верхня його площина повинна бути на 100-200 мм більшою з кожного боку машини від ширини та довжини.

Спираючись на ці дані попередньо приймаємо ширину а_ф і довжину і b_ф фундаменту.

Поверхню фундаменту, на яку розподіляється сила тяжіння машини, слід перевірити на зминання за формулою, МПа:

(1.1)

де - питоме навантаження на верхню площину фундаменту, МПа;

- сила тяжіння машини, Н;

- площа поверхні фундаменту, яка знаходиться під дією сили тяжіння машини, м;

­ - максимально припустиме навантаження, МПа; для бетону =1,5 МПа.

Висота фундаменту визначається за формулою, м:

(1.2)

де та - висота, відповідно підземної та надземної частин фундаменту.

Висота підземної частини фундаменту визначається глибиною залягання міцних незрушених грунтів, підпочвених вод та глибиною їхнього промерзання.

Для стаціонарних машин підошва фундаменту повинна бути нижчою за глибину промерзання для любих за якістю ґрунтів, окрім скельних та крупноблокових, для яких цей фактор можна не приймати до уваги.

Для машин з невеликими динамічними навантаженнями глибина закладення фундаменту іноді визначається довжиною фундаментних болтів та відстанню їхнього нижнього кінця до підошви фундаменту. Ця відстань приймається не нижчою ніж 150 мм. В більшості випадків - 250-350 мм.

Висота надземної частини фундаменту визначається технологічними параметрами установки. В усіх випадках сумарна висота фундаменту повинна бути мінімально необхідною, так як із збільшенням висоти зростає перекидаючий момент, який виникає при роботі машини.

Якщо не враховуються конструктивні особливості обладнання, котре використовується поряд із насосом 2Р-500 і може вплинути на вибір висоти фундаменту, то в більшості випадків приймається 0,5-0,9 м.

Площа підошви фундаменту визначається із умови забезпечення стійкості ґрунту, на який вся споруда спирається.

Внаслідок того, що грунти мають таку якість, як здатність стискатися, головною небезпекою при експлуатуванні споруди машина-фундамент є зсуви та деформація фундаменту від просадки грунту, які можуть привести до втрати горизонтальності, деформуванням, тріщинам та руйнуванню фундаменту.

При центральному положенні навантаження N тиск р розподіляється по всій площі F опори рівномірно і повинен бути рівним, Па:

(1.3)

При розміщенні навантаження з ексцентриситетом е тиск у країв фундаменту визначається за формулою, Па:

(1.4)

де - площа підошви фундаменту, м²:

(1.5)

- момент сили щодо центра ваги підошви фундаменту, Н˖м:

(1.6)

де - ексцентриситет прикладання навантаження, м;

- момент опору перерізу фундаменту по підошві, м³:

(1.7)

, - відповідно ширина і довжина фундаменту, _, .

Перевірка на зминання задовільняє умовам завдання.

Розрахунок фундаментів на динамічні навантаження

Для складних машин, при роботі яких виникають значні інерційні зусилля, наприклад, у машинах зі зворотно-поступальним рухом основних деталей (поршневі машини), крім попереднього розрахунку на статичні навантаження, виконують розрахунок фундаменту на динамічне навантаження, тобто на його стійкість. Величина динамічних навантажень значно зростає, якщо машина і її привід розміщені на окремих фундаментах і з'єднані ланцюговою чи пасовою передачею.

Для динамічних машин проводиться перевірка на коефіцієнт стійкості за формулою

(1.8)

де - припустимий коефіцієнт стійкості; приймається рівним 1,25... 1,5;

- опорний момент, який компенсує перекидаючий момент, Н˖м;

- перекидаючий момент відносно кромки фундаменту, Н˖м;

- вага фундаменту, H:

(1.9)

де - обˈєм фундаменту, м³:

(1.10)

- щільність матеріалу фундаменту, для бетону приймаємо

- коефіцієнт, який враховує наявність пустот в матеріалі фундаменту, для суцільних фундаментів

- відстань від підошви фундаменту до центра ваги машини, м:

(1.11)

- сумарне зусилля на підшипники кривошипного вала машини, H:

(1.12)

де - зусилля на підшипники кривошипного вала від приводу, Н:

(1.13)

де та зусилля ведучої та відомої віток трансмісії, Н;

- потужність машини, Вт;

D - діаметр шківа, м;

- частота обертання вала, об/хв;

- основа натурального логарифма;

- коефіцієнт тертя ременя по металу шківа, приймаємо ;

- менший кут охоплення в передачі, приймаємо рівним 3,14 рад;

Додаткова перевірка тиску на грунт здійснюється за формулою, Па:

(1.14)

Умови стійкості і перевірка тиску на грунт виконуються.

Висновок: на цій практичній роботі ми розрахували фундамент під верстат-качалку.