Під відцентрові насоси й електродвигуни до них обладнують бетонні фундаменти, що розраховуються на резонанс коливальних рухів насосного агрегату і фундаменту.
Через наявність ексцентриситету обертових мас ротора електродвигуна і робочого колеса відцентрового насоса виникає неврівноважена відцентрова сила, що зумовлює змушені коливання насосного агрегату.
Якщо власна частота коливань фундаменту збігається з частотою змушених коливань насоса, зумовлює резонанс, і амплітуда коливань може збільшитися до розмірів, небезпечних для міцності насоса, електродвигуна і фундаменту.
Розрахунок фундаментів під насосні агрегати ведуть:
на визначення резонансу коливань фундаменту й агрегату;
на перевірку статичного тиску фундаменту на ґрунт.
Амплітуда коливань фундаменту (А) при роботі насосів не повинна перевищувати максимально припустимих значень:
для відцентрових насосів і приводів до них при частоті обертання вала: n =1000–750 об/хв А =0,1 мм;
n =750–500 об/хв А =0,15 мм;
для поршневих насосів із кривошипно-шатунними механіз–мами при частоті обертання:
n = 600 об/хв А =0,1 мм;
n = 600–400 об/хв А =0,1–0,15 мм;
n = 400–200 об/хв А =0,15–0,25 мм;
n = 200 об/хв А =0,25 мм.
Частота власних вертикальних коливань фундаменту визначається за формулою
,
де k – коефіцієнт пружного рівномірного стиснення ґрунту (значення подані в табл. 4.2.); F – площа фундаменту; g – прискорення сили тяжіння, м/с2; M – загальна маса працюючих машин і фундаменту.
Для того, щоб резонанс коливань фундаментів, відцентрових насосів і електродвигунів не виникав, необхідно, щоб розбіжність між частотою власних і вимушених коливань, яка дорівнює частоті обертання ротора, вираженої в процентах, була
nz – n
e = ------ 
40 %,
n
де n – частота обертів валанасосного агрегату.
Поршневі насоси є меньш врівноваженими і тому можуть викликати небезпечні вібрації. Щоб уникнути резонансу коливань при n <200 1/хв слід прийняти e = 100 %, а при n = 200 1/хв значен–ня e повинне бути більшим 50%. Це означає, що фундаменти низькообертових поршневих насосів (насоси з кривошипно-шатунними механізмами), потрібно проектувати таким чином, щоб власна часота їхніх коливань була вище за частоту коливань насоса. Простіше за все досягти збільшення шляхом розширення площі фундаменту при незмінній його масі, тобто за рахунок зменшення висоти фундаменту.
Розрахунок на статичне навантаження зводиться до визначення тиску на ґрунт під масою насоса, а також фундаменту:
(4.16)
де е – ексцентриситет центру ваги загальної маси фундаменту і агрегату щодо центру ваги площі підошви фундаменту; l – розглядаємий розмір фундаменту.
Значення ексцентриситету рівнодіючої загальної маси для випадку, зображеного на рис. 4.19
l
e = -- - х ц.т ,
де х ц.т – координата рівнодіючої маси фундаменту й агрегату:
m н x н + m е x е + m ф x ф
х цт = --------------,
m н + m е + m ф
де m н, m е, m ф – маса відповідно насоса, електродвигуна і фундаменту; x н, x е, x ф – координати центрів ваги відповідно насоса, електродвигуна і фундаменту. Для забезпечення рівномірного осідання фундаменту ексцентриситет не повинен бути більше 5 % від розміру l тієї сторони підошви фундаменту, в напрямку якої зсунутий центр ваги. Обчислені за формулою (4.16) значення р повинні бути позитивними і не перевищувати припустимих значень, які приведені в табл. 4.2. Фундаменти під насоси виготовляють із монолітного бетону або залізобетону марки не нижче М150. Розміри фундаменту в плані повинні бути на 100–150 мм більше, ніж розміри плити насоса і на 100–150 мм вище підлоги.
Таблиця 4.2
Значення допустимого статичного тиску
на ґрунт і коефіцієнтів пружного рівномірного стиску ґрунту
| ґ р у н т и | Категорія ґрунту | Допустимий статистичний тиск на ґрунт, рдоп, МПа | Значення k 10-3, кг/м3 |
| Слабкі (глини і суг-линки в палстичному стані, суспісок і пи-лоподібні піски се-редньої щільності) | І | 0,15 | |
| Середньої міцності (глини і суглинки на межі сколювання, піски) | ІІ | 0,15-0,35 | 3-5 |
| Міцні (глини і суг-линкі в твердому ста-ні, гравій, лес) | ІІІ | 0,35-0,5 | 5-10 |
| Скельні підвалини | ІV | 0,5 |
Кріплення насоса й електродвигуна здійснюють фун–даментними болтами, що закладають у заздалегідь підготовлені для них гнізда і заливають цементним розчином марки М150.
З метою запобігання руйнації фундаменту під впливом нафтопродуктів його зовнішню поверхню покривають шаром цементної штукатурки з додаванням рідкого скла. Між фундаментом і насосним агрегатом рекомендується встановлювати металеве корито зі зливним патрубком.
Рис. 4.19. Конструкція фундаменту під насосні агрегати
1 – насос; 2 – електродвигун; 3 – анкерні болти; 4 – фундамент
Методичні рекомендації
При вивченні цього розділу варто звернути увагу на те, що кожен тип насоса займає цілком обгрунтоване місце в системі перекачування різноманітних нафтопродуктів на складі ПММ, де щонайкраще виявляються його позитивні властивості.
Контрольні запитання
1. Дайте класифікацію насосів, які застосовуються для перека–чування нафтопродуктів.
2. Які теоретичні основи роботи відцентрових насосів?
3. Яка геометрична, кінематична і динамічна подобність насосів?
4. Назвіть формули перерахунку.
5. Які способи зміни характеристик відцентрових насосів?
6. Що таке кавітація в насосах? Яка гранична висота всмоктування?
7. Який принцип роботи вихрового насоса?
8. Які принцип дії й область застосування шестеренних насосів?
9. Які принцип дії й область застосування ґвинтових насосів?
10. Які принцип дії й область застосування струминних насосів?
