Проєктування виробничої будівлі обробки насіння у м. Кам’янець-Подільський

Abstract

Сучасні промислові будівлі агропромислового комплексу, що спеціалізуються на кондиціонуванні, сушінні, очищенні та обробці насіння, характеризуються значною концентрацією віброактивного технологічного обладнання. Це обладнання, включаючи хаскери, вібросепаратори, пневмосепаратори, сортувальні машини, зерноочисні агрегати, транспортери, норії, сушильні установки, аспіраційні системи, вентилятори високого тиску та компресорне обладнання, функціонує у безперервному або циклічному режимі. Робота цих механізмів супроводжується виникненням динамічних навантажень різної інтенсивності та частоти, що створюють гармонійні, періодичні, імпульсні та випадкові коливання. - Мета наукового дослідження: дослідження рівня вібрації в будівлі комплексу для обробки насіння сільськогосподарських культур, розташованого у м. Кам’янець-Подільський Хмельницької області, а також визначення впливу працюючого технологічного обладнання на міцність та стійкість конструкцій будівлі, і оцінки відповідності виявлених рівнів вібрації встановленим нормам безпеки, надійності та придатності для експлуатації промислових споруд. - Об’єкт дослідження: будівля комплексу для обробки насіння сільськогосподарських культур, як частина агропромислового комплексу. - Предмет дослідження: вібраційні процеси, що виникають у будівлі, динамічний вплив технологічного обладнання на будівельні елементи та методи оцінки стану конструкцій під впливом вібраційних навантажень. - Методи дослідження: аналіз наукової, технічної та нормативної документації, вимірювання параметрів вібрації за допомогою спеціального обладнання, технічне обстеження будівельних конструкцій, порівняльний аналіз отриманих даних, математична обробка результатів вимірювань та оцінка динамічних навантажень. Поставлені задачі досліджень: - Проаналізувати сучасні дослідження щодо впливу вібрації від технологічного обладнання на промислові будівлі в агропромисловому комплексі; - Обстежити будівлю комплексу для обробки насіння та виявити її ключові конструктивні особливості; - Визначити основні джерела вібрації, що виникають під час виробничого процесу; - Провести вимірювання параметрів вібрації будівельних елементів; - Проаналізувати отримані дані вимірювань та оцінити ступінь впливу вібрації на несучі конструкції; - Перевірити, чи відповідають фактичні показники вібрації чинним нормативним вимогам; - Виявити можливі причини підвищеної вібрації та її вплив на загальний стан будівлі; - Розробити рекомендації для зменшення вібраційного впливу та підвищення надійності експлуатації будівлі. Особистий внесок здобувача. Проаналізовано науково-технічну літературу та нормативну базу щодо впливу вібрацій на будівельні конструкції промислових споруд. Виконано технічне обстеження будівлі комплексу кондиціювання насіння сільськогосподарських культур у м. Кам’янець-Подільський Хмельницької області. Проведено інструментальні дослідження параметрів вібрацій та аналіз отриманих результатів. Визначено основні джерела динамічних навантажень і розроблено рекомендації щодо зниження вібраційного впливу на конструкції будівлі. Висновки. У результаті виконаних досліджень проведено комплексну оцінку вібраційного стану будівлі комплексу кондиціювання насіння сільськогосподарських культур вул. Індустріальна, 4 у м. Кам’янець-Подільський Хмельницької області. У ході експериментальних досліджень встановлено, що основними джерелами динамічних впливів є хаскери 6технологічної лінії кондиціювання насіння. Максимальні горизонтальні віброприскорення не перевищували 0,12 м/с². Встановлено, що переважаюча частота вимушених коливань перекриття становить 9.5 Гц. Частоти власних коливань конструкцій перекриття були зареєстровані у діапазоні 14-16 Гц, що свідчить про достатню жорсткість конструктивної системи. Результати віброметричних досліджень показали, що динамічні впливи від роботи технологічного обладнання мають локальний характер та найбільше проявляються у плитах перекриття в межах осей 2-4/А-Г. Також встановлено, що рівні вібрації у приміщеннях постійного перебування персоналу не перевищують допустимих санітарних норм для категорії 3а. Отримані результати свідчать про достатню точність і достовірність побудованої розрахункової моделі та можливість її використання для прогнозування роботи конструкцій при модернізації виробництва. За результатами модального аналізу встановлено, що при збільшенні кількості обладнання спостерігається зниження власних частот конструкцій перекриття. Збільшення кількості хаскерів призводить до: підвищення маси системи; зростання інерційних навантажень; збільшення амплітуд коливань; зменшення динамічної жорсткості перекриття. Перевірні розрахунки несучих конструкцій показали, що при роботі 8-ми хаскерів: несуча здатність колон забезпечується; міцність балок є достатньою; розрахункове армування плити перекриття не перевищує проектного; небезпечних зон руйнування конструкцій не виявлено. Отримані значення не перевищують проектних параметрів армування, що свідчить про забезпечення необхідної несучої здатності конструкцій. Таким чином, експлуатація будівлі при встановленні другої технологічної лінії є можливою за умови дотримання вимог щодо віброізоляції обладнання. Результати досліджень показали, що без застосування ефективної віброізоляції можливе: підвищення динамічних навантажень; накопичення втомних пошкоджень; збільшення деформацій конструкцій; передача вібрацій на фундаменти та ґрунтову основу. Для забезпечення необхідного рівня віброзахисту рекомендовано використовувати віброізолюючі опори. Застосування таких систем дозволяє значно знизити рівень динамічного впливу на конструкції та забезпечити нормативні умови експлуатації будівлі. У зв’язку з збільшенням динамічних навантажень після встановлення другої лінії виробництва рекомендовано виконувати постійний контроль технічного стану конструкцій. Основними заходами моніторингу повинні бути: контрольні вимірювання віброприскорень; спостереження за деформаціями перекриттів; геодезичний контроль осідань фундаментів; періодичне обстеження вузлів кріплення обладнання; контроль стану віброізолюючих елементів. Перший цикл геодезичних спостережень рекомендується виконати до початку експлуатації другої черги виробництва, а другий — через один місяць після запуску обладнання. Подальшу періодичність спостережень слід визначати за результатами отриманих вимірювань.