Розрахунок оптимальних параметрів фундаменту під деревообробні верстати з великими динамічними навантаженнями
Заголовок (англійською):
Calculation of optimal parameters of the foundation for woodworking machines with large dynamic loads
Автор(и):
Озимок Ю.І.
Павлюк Р.В.
Капраль Ю.Р.
Автор(и) (англ):
Ozymok Yu.I.
Pavlyuk R.V.
Kapral Yu.R.
Ключові слова (укр):
модель, ґрунт, диференціальне рівняння, резонанс, логарифмічний декремент, критерій оптимізації, собівартість, комп’ютерна програма
Ключові слова (англ):
model, ground, differential equation, resonance, logarithmic decrement, optimization criterion, cost, application software
Анотація (укр):
Фундаменти під машини з динамічними навантаженнями повинні задовольняти вимогам розрахунку за міцністю та придатністю для нормальної експлуатації, а також вимогам стандартів безпеки праці в частині допустимих рівнів вібрацій. Коливання фундаментів не повинні вказувати шкідливого впливу на технологічні процеси, обладнання та прилади, розташовані на фундаменті або поза ним. Представлено математичну модель коливань фундаменту і методику розрахунку його параметрів з врахуванням динамічних навантажень від незбалансованих мас та динамічних характеристик ґрунтової основи. Математична модель представляє собою розв’язок диференціального рівняння коливань фундаменту. Встановлено ряд спростувань щодо тіла фундаменту, його основи, геометричного центру і демпфера між фундаментом і ґрунтом. Основою для визначення модуля згасання коливань слугує логарифмічний декремент згасання коливань. Це постійна величина і залежить від пружних і демпфуючих властивостей ґрунту, а такожвідмаси установки. Чим більший логарифмічний декремент, тим швидше відбувається згасання. Виявлено, що збільшення коефіцієнта вібростійкості призводить до зменшення маси установки з одночасним збільшенням площі його основи, тому вона виступає як обмеження. З’ясовано, що для забезпечення вібростійкості та не допущення резонансу фундаменту, відношення частоти його власних коливань до частоти вимушених коливань має бути не менше 1,5. Розрахунок оптимальної маси, площі основи і глибини закладання фундаменту виконано за критерієм мінімальної вартості його спорудження. Для проведення розрахунку розроблено ужиткову комп’ютерну програму. Методику проектування фундаменту підверстат з великими динамічними навантаженнями наведено для двоповерхової пилорами.
Анотація (англ):
The groundwork for machines with dynamic loads should meet the calculation requirements regarding strength and suitability for regular operation and the need for occupational safety standards regarding acceptable vibration levels. In addition, fluctuations in the groundwork should not cause a harmful impact on technological processes, equipment, and devices located on the foundation or outside it.A mathematical model of foundation vibrations and a methodology for calculating the foundation parameters are presented, taking into account dynamic loads from unbalanced masses and dynamic characteristics of the ground base.The mathematical model is a solution to the differential equation of the foundation vibrations.The article refutes a number of conventional concepts regarding the body of the foundation, its base, the geometric center and the damper between the foundation and the ground.The basis for determining the vibration damping modulus is the logarithmic decrement of vibration damping.It is constant and depends on the elastic and damping properties of the soil, as well as the installation mass. The more significant the logarithmic decrement, the faster the extinction occurs. It was found that an increase in the vibration resistance coefficient allows reducing the mass of the installation with a simultaneous increase in the area of its base, so the mass acts as a limitation.It was established that to ensure vibration resistance and prevent the resonance of the foundation, the ratio of the frequency of its natural vibrations to the frequency of forced vibrations should be at least 1.5.The calculation of the optimal mass, the base area and the depth of foundation laying is carried out according to the criterion of the minimum cost of its construction.An application software has been developed for the calculation. The projection methodology for the foundation for the machine with large dynamic loads is for a two-story sawmill.
Публікатор:
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр):
Опір матеріалів і теорія споруд, 2022, номер 109
Назва журналу, номер, рік випуску (англ):
Strength of Materials and Theory of Structures, 2022, number 109
Мова статті:
English
Формат документа:
application/pdf
Дата публікації:
25 Декабрь 2022
Номер збірника:
Університет автора:
Ukrainian National Forestry University, 103 General Chuprynka St., Lviv
References:
- Savynov O.A. Sovremennye konstrukcyi fundamentov pod mashynyiih raschet: 2-e izdanie pererab. I dop. (Modern designs of foundations for machines and their calculation: 2nd ed. revised and enlarged)/ ‑ L.: Stroyizdat. 200 pp. [in Russian].
- Sannykov A.A. Puti snizheniya kolebanyy lesopylnogo oborudovaniya (Ways to reduce vibrations in sawmill equipment). ‑ M.: Lesn. prom-st. 160 pp. [in Russian].
- Metodologicheskye rekomendacyy po dynamycheskomu raschotu stanyn i fundamentov lesopylnyh ram (Methodological recommendations for the dynamic calculation of the beds and foundations of frame saws). ‑ Moscow: Ministry of Forestry of the USSR, 1981. 57pp. [in Russian].
- Svidoctvo pro reestraciu avtorskogo prava na tvir №41142 Komputerna programa “Doslidzhennia dynamichnyh harakterystyk gruntovoi osnovy pid fundament (“Fund”): Derzhavna sluzhba intelektualnoi vlasnosti Ukrainy (Certificate of copyright registration for a work No. 41142 computer program " Investigation of dynamic characteristics of the soil base under the foundation" ("Fund"): State Service of Intellectual Property of Ukraine) / V. Shostak, A. Grigoriev. - Registration date: 29 November 2011 [in Ukrainian].