background image

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Klasyfikacja maszyn 
Oddziaływania spowodowane 
pracą maszyn 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

dr inż. Paweł Gałek 
Wybrane Konstrukcje Przemysłowe – e-kurs 

Materiały dydaktyczne dla studentów Wydziału Inżynierii Lądowej 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 
 

Ogólna klasyfikacja maszyn 

 

Wiele rodzajów maszyn wytwarza tak nieznaczne obciążenia dynamiczne, że nie mają one istotnego znaczenia 

dla fundamentu. Są to  maszyny spokojne. W takim przypadkach mamy do czynienie praktycznie z zagadnieniem 
statycznym. Natomiast maszyny niespokojne wytwarzają znaczne obciążenia dynamiczne, które należy uwzględnić 
przy projektowaniu fundamentu. Można więc podzielić maszyny ze względu na intensywność sił wzbudzających na: 
 

1.

  Maszyny spokojne – w których amplituda sił wzbudzających (bezwładności, odśrodkowych itp.) nie 

przekracza  1/10 ciężaru maszyny, 

2.

  Maszyny niespokojne – wszystkie pozostałe maszyny. 

 
 
 
Tablica 1. Orientacyjny podział maszyn niespokojnych  [J. Lipiński – Fundamenty pod maszyny

Zbiór maszyn 

Rodzaj zasadniczego ruchu 
maszyny 

Przykład typowych maszyn  
należących do zbioru 

I.

  Maszyny o dzia-

łaniu dynamicz-
nym ustalonym i 
regularnym 

równomierny obrót 

maszyny elektryczne (silniki elektryczne, zespoły 
prądnicowe, kompensatory itp.), turbozespoły 
(turbogeneratory, turbopompy, turbodmuchawy 
itp.), sprężarki rotacyjne, wentylatory, wirówki, 
niektóre obrabiarki (tokarki, szlifierki, wiertarki 
itp.), pompy odśrodkowe 

równomierny obrót i 
sprzężony z nim ruch 
posuwisto-zwrotny 

maszyny korbowe (tłokowe maszyny parowe, 
sprężarki i pompy), silniki spalinowe, niektóre 
obrabiarki, sita wstrząsowe, młyny, kruszarki, stoły 
wibracyjne 

II.

  Maszyny o dzia-

łaniu dynamicz-
nym nieustalonym 
i nieregularnym 

nierównomierny obrót lub 
nierównomierny ruch 
posuwisto-zwrotny 

silniki napędowe urządzeń walcowniczych, 
generatory zwarciowe, maszyny laboratoryjne do 
prac badawczych, symulatory drgań 

ruch posuwisto-zwrotny, 
powodujący uderzenia 
pojedyncze lub serię 
uderzeń, obciążenia o 
charakterze impulsowym 

młoty swobodnego kucia i matrycowe, prasy, 
niektóre obrabiarki (dłutownice), nożyce, maszyny 
do badań wytrzymałościowych 

 
 
Inny ogólny podział maszyn ze względu na ich działanie dynamiczne na fundament podaje norma PN-80/B-03040: 

1.

  Maszyny o ustalonym ruchu okresowo-zmiennym (maszyny o działaniu nieudarowym) 

2.

  Maszyny o nieustalonym ruchu, przekazujące na fundament siły np. w postaci serii wstrząsów, uderzeń 

lub pojedynczych impulsów 

 

Norma  PN-80/B-03040  podaje  też  klasyfikację  maszyn  w  zależności  od  rodzaju  zasadniczego  ruchu  (tab.  2), 

intensywności  obciążeń  dynamicznych  (tab.  3)    i  prędkości  obrotowej  (tab.  4).  Klasyfikacje  te  umożliwiają 
scharakteryzowanie  maszyny  w stopniu wystarczającym do tego, żeby ocenić, w jaki  sposób należy przystąpić do 
zaprojektowania fundamentu lub konstrukcji wsporczej i w jakim zakresie wykonać obliczenia.  
 
 
 
 
 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 
Tablica 2. Podział maszyn z uwagi na rodzaj ruchu [PN-80/B-03040] 

Typ maszyny 

Rodzaj ruchu mas 




Posuwisto-zwrotny pionowy 
Posuwisto-zwrotny poziomy 
Obrotowy wokół osi pionowej 
Obrotowy wokół osi poziomej  

 
 
Tablica 3. Podział maszyn z uwagi na siły wzbudzające [PN-80/B-03040] 

Kategoria 

maszyny 

Dynamiczność  

maszyny 

Charakterystyczne siły 

wzbudzające (nieudarowe) 

[kN] 

Charakterystyczny nagły impuls 

zastępczy 

[kNs] 

II 

III 

IV 

mała  
średnia 
duża 
bardzo duża 

               do 0,1 
pow. 0,1 do 1,0 
pow. 1,0 do 3,0 
pow. 3,0 

            do 0,01 
od 0,01 do 0,1 
od 0,1 do 1,0 
pow. 1,0 

Orientacyjna 

przynależność

 maszyn do poszczególnych kategorii dynamicznych podana jest w załączniku nr 1 normy 

PN-80/B-03040. 
 
 
Tablica 4. Podział maszyn z uwagi na prędkość obrotową [PN-80/B-03040] 

Grupa  

maszyn 

Charakterystyka prędkości 

ruchu maszyny 

Prędkość obrotowa  

(lub liczba skoków) maszyny 

[obr./min.] 




mała  
średnia 
duŜa 
bardzo duŜa 

                  do 500 
pow. 500   do 1500 
pow. 1500 do 5000 
pow. 5000 

 
 
Aby uświadomić konieczność zwracania szczególnej uwagi, w przypadku ważnych maszyn, na wymaganą wysoką 
jakość projektowania i wykonawstwa wprowadzono podział maszyn w zależności od ich znaczenia gospodarczego 
(tab. 5). 
 
Tablica 5. Podział maszyn z uwagi na znaczenie gospodarcze [PN-80/B-03040] 

Klasa  

maszyny 

Znaczenie 

Zasięg znaczenia pracy maszyny 

II 

III 
IV 

bardzo duże 
duże 
średnie 
małe 

cały kraj 
gałąź przemysłu 
zakład produkcyjny 
wydział zakładu 

 
 
 
 
 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 
 

Obciążenia maszynami 

 

Stany graniczne

 

 

W projektowaniu konstrukcji budowlanych uwzględniamy stany graniczne użytkowalności ze względu na 

ugięcia  i  zarysowanie  oraz  stan  graniczny  nośności.  W  specyfice  projektowej  fundamentów  i  konstrukcji 
wsporczych pod maszyny uwzględniamy dodatkowo stan graniczny użytkowalności ze względu na drgania
 
Stan  graniczny  użytkowalności  sprawdzany  jest  na  wartości  charakterystyczne  obciążeń  dynamicznych, 
powstające  podczas  normalnej  eksploatacji  maszyny  i  odpowiadające  jej  normalnemu  stanowi  technicznemu. 
Wartości  charakterystyczne  obciążeń  dynamicznych  są  również  miarodajne  do  sprawdzania  wpływu  drgań  na 
otoczenie. 
 
Stan  graniczny  nośności  sprawdzany  jest  na  wartości  obliczeniowe  obciążeń,  które  mogą  wystąpić  przy  złym 
stanie  technicznym  maszyny  w  okresie,  kiedy  maszyna  powinna  być  odstawiona  do  remontu.  Obciążenia 
obliczeniowe  uzyskuje  się  przez  pomnożenie  charakterystycznych  sił  wzbudzających 





  przez:  współczynnik 

dynamiczny  ν  oraz  współczynniki  obliczeniowe:  współczynnik  obciążenia  α

1

  podany  w  tablicy  6,  współczynnik 

zmęczenia materiału α

2

, współczynnik konsekwencji zniszczenia α

3

 





 



   



 

 

 

 
 

Współczynniki obliczeniowe 

 
Współczynnik  zmęczenia  materiału
  uwzględnia  w  przybliżeniu  obniżenie  wytrzymałości  materiału  na  skutek 
działania  obciążeń  dynamicznych  wielokrotnie  zmiennych.  Jeśli  nie  ma  ściślejszych  danych  do  wyznaczania 
współczynnika zmęczenia materiału, można w przybliżeniu przyjmować następujące wartości tego współczynnika: 

a)

  dla wszystkich maszyn z wyjątkiem młotów  α

= 2,0 

b)

  dla młotów 

- fundamenty na wibroizolacji  α

= 1,5 

- fundamenty bez wibroizolacji  α

= 1,0 

 

 
Współczynnik konsekwencji zniszczenia należy przyjmować w zależności 
od klasy maszyny (tab. 1-5): 

a)

  dla maszyn klasy I   α

= 1,2 

b)

  dla maszyn klasy II   α

= 1,1 

c)

  dla maszyn klasy III i IV   α

= 1,0 

 
 
Przy  projektowaniu  i  obliczaniu  fundamentów  i  konstrukcji  wsporczych  pod  maszyny  rozróżnia  się  następujące 
obciążenia: 
 

1.

  stałe (ciężar własny fundamentu i maszyny, ciężar gruntu jeśli spoczywa na obrzeżach, ciężar 

pomocniczych urządzeń ustawionych na fundamencie), 

2.

  zmienne (siły wyrażające dynamiczne działanie maszyny, siły wyrażające specjalne oddziaływanie maszyny 

np. moment zwarcia, nierównomierne i równomierne nagrzanie, siła ssania próżni kondensatora). 

 
Wartości obciążeń stałych oraz zmiennych powinny zostać podane przez producenta maszyny w jej dokumentacji 
technicznej.  W  przypadku  braku  takich  informacji  obciążenia  zmienne  dynamiczne  mogą  być  określone  na 
podstawie  teorii  mechanizmów.  Tablica  nr  11  normy  PN-80/B-03040  podaje  charakterystyczne  obciążenia 
dynamiczne (amplitudy sił wzbudzających) dla niektórych rodzajów maszyn.  
 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 
Tablica 1-6. Podział obciążeń i współczynniki obciążenia  

 



 

Rodzaj obciążenia  





 

a)

  obciążenia stałe 

- ciężar własny fundamentu i opierających się na nim stropów i pomostów 
- ciężar gruntu na obrzeżach fundamentu 
- ciężar maszyny wraz z poruszającymi się częściami (wirnikami) 
- ciężar urządzeń pomocniczych, instalacji technologicznych 

 

1,1 
1,2 
1,2 
1,2 

b)

  obciążenia zmienne długotrwałe 

- od termicznych odkształceń maszyny 
- od ciągu próżni kondensatora 
- od zmian temperatury rurociągów 
- od skurczu betonu 

 

1,2 
1,2 
1,5 
1,1 

c)

  obciążenia zmienne krótkotrwałe 

- od próbnych obciążeń (próby hydrauliczne) 
- obciążenia montażowe 
- obciążenia dynamiczne 
    maszyny obrotowe 
    maszyny korbowe 
    młoty 

 

1,1 
1,2 

 


1,6 

d)

  obciążenia szczególne 

- moment zwarcia 
- obciążenia przy awarii maszyny 

 

1,2 
1,0 

 
 
 

Siły dynamiczne powstające w różnych rodzajach maszyn

 

 
Maszyny wirnikowe  
 

Ogólnie  maszyny  wirnikowe  składają  się  z  części  ruchomej  –  wirnika,  który  zazwyczaj  obudowany  jest 

stojanem. Wirnik obraca się w łożyskach. Stojan jest częścią nieruchomą maszyny i wsparty jest na ramie, która jest 
podstawą  maszyny.  Jeżeli  przyjąć,  że  część  wirująca  jest  idealnie  jednorodna  i  masa  jej  jest  równomiernie 
rozłożona względem osi geometrycznej będącej jednocześnie osią obrotu, to podczas obrotów nie powstaną żadne 
siły bezwładności działające na łożyska. W praktyce części  wirujące nigdy nie są uformowane w idealny sposób – 
resztkowe niewyważenie powoduje powstanie sił odśrodkowych podczas wirowania. Najistotniejszą rolę odgrywa 
tzw.  niewyważenie  statyczne,  gdy  oś  geometryczna  wirnika  i  jego  główna  środkowa  oś  bezwładności  są 
równoległe (rys. 2). 
 

 

Rys. 2. Siły bezwładności wynikające ze statycznego niewyważenia wirnika 

1 – oś geometryczna wirnika (oś obrotów), 2 – główna oś bezwładności wirnika, 3 – środek ciężkości wirnika 

 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 

    

 

 
 
Siłę odśrodkową przyjmowaną w obliczeniach fundamentów pod maszyny oblicza się ze wzoru: 
 





     

  ,  [kN] 

gdzie: 
 

 – masa wirującej części maszyny, Mg, 

 

 – mimośród wirującej masy, m, 

 

 – prędkość kątowa obrotów, rad/s 

 

 









 ,   





 - prędkość obrotowa wirnika, obr/min. 

 
W uzasadnionych przypadkach kiedy wał maszyny, wokół którego obracają się części wirujące, nie może zostać 
uznany za wystarczająco sztywny (jest wygięty pod wpływem sił ciążenia – statyczne ugięcie wału 





), wskazane 

jest uwzględnienie ugięcia wału w czasie pracy maszyny tzw. ugięcia dynamicznego wału – 





. Wówczas podany 

wyżej wzór przyjmuje postać: 
 





     



  

 

  

 
 
 

 
Ścisłe określenie wartości siły odśrodkowej w maszynach wirnikowych nie jest możliwe. Mimośród zależy 

od  dokładności  wyważenia  i  jest  zmienny  w  czasie  oraz  zależy  od  warunków  pracy  maszyny.  Dlatego  w 
przypadkach, gdy charakterystyczna siła odśrodkowa nie została określona przez producenta przyjmowana jest jej 
wartość  jako  część  ciężaru  wirnika  (części  wirującej  –  tab.  8).    Wartości  te  zostały  określone  i  uogólnione  dla 
niektórych  typów  maszyn  (tab.  7)  za  pomocą  pomiarów  drgań  łożysk.  Siły  te  uwzględniają  nie  tylko  samo 
niewyważenie wirnika, lecz również niedokładność montażu i wpływ czynników eksploatacyjnych.   
 
 
 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 
Tablica 7. Charakterystyczne wartości sił odśrodkowych (wzbudzających) dla maszyn wirnikowych 

 

Rodzaj maszyny 

Amplituda siły działającej na łożysko 

jako część ciężaru wirnika G

w

 

przekazującego się na łożysko 

Maszyny obrotowe (np. silniki elektryczne, wentylatory 
klimatyzacyjne) o prędkości obrotowej: 
- do 500 obr/min 
- od 500 do 750 obr/min 
- powyżej 750 obr/min 

 

 

0,10 G

w

 

0,15 G

w

 

0,20 G

w

 

 
Turbozespoły, turbogeneratory 
 

 

0,20 G

w

 

Wentylatory spali i zapyleń z wyjątkiem wentylatorów 
klimatyzacyjnych (n

m

 – prędkość obrotowa, obr/min) 

0,8 









 

G

lecz nie mniej niż 0,2 G

w

 

Wirówki 
(d – średnica wirówki, m) 









 

G

w

 

 
 
Tablica 8. Masa części wirujących niektórych maszyn wirnikowych produkowanych w Polsce 

 
Nazwa maszyny
 

Masa wirnika w procentach 
masy maszyny
 

Turbogeneratory 

10 – 24 

Silniki synchroniczne 
Silniki asynchroniczne 

30 – 53 
26 – 38 

Wentylatory promieniowe: 
- klimatyzacyjne 
- przemysłowe 
- spalin 
- wysokoprężne 

 

15 – 23 
15 – 23 
25 – 45 
18 – 26 

Pompy odśrodkowe 

15 – 20 

Turbodmuchawy 

12 – 15 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 
 
W  maszynach  elektrycznych,  oprócz  sił  odśrodkowych,  może  występować  obciążenie  dynamiczne  powstające 
wskutek zwarcia w generatorze lub silniku. Powstaje wówczas moment zwarcia działający na fundament jako para 
sił P (rys. 3) określonych zależnością:  
 

 

!

"

# $ %&

 

gdzie:  
 

!

"

 – moment zwarcia, kNm, 

 

# – odległość między środkami bocznych śrub mocujących stojan do fundamentu 

 
 

 

 

Rys. 3. Działanie momentu zwarcia na fundament 

1 – oś maszyny, 2 – maszyna, 3 – fundament 

 
 
Moment zwarcia można obliczyć ze wzoru:  
 

!

"

 '$((  % 

)





$***%& 

gdzie:  

)  – znamionowa moc maszyny, kW 





 – znamionowa prędkość obrotowa,  obr/min 

% – współczynnik przeciążenia zależny od rodzaju maszyny 

 
Wartość współczynnika 

% należy przyjmować: 

% = 5 ÷ 5,5 – silniki asynchroniczne 

% = 5 ÷ 7,5 – silniki synchroniczne (większe wartości przy większej liczbie biegunów) 

% = 7,5 ÷ 10 – turbogeneratory (mniejsze wartości dla większych mocy 

% = 10 – maszyny prądu stałego 

 
UWAGA! 
Przy  sprawdzaniu  stanu  granicznego  nośności,  obliczeniowe  wartości  momentów  zwarcia  w  maszynach 
elektrycznych mnoży się przez 2 (obciążenie przyłożone nagle). Wpływu zmęczenia nie uwzględnia się. 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 
 
Maszyny tłokowe 
  
Do  maszyn  tłokowych  należą:  silniki  spalinowe,  sprężarki  tłokowe,  pompy  tłokowe,  tłokowe  maszyny  parowe, 
ramowe piły tarczowe i inne. W maszynach tłokowych (korbowych) masy wykonują ruch obrotowy oraz sprzężony 
z nim ruch posuwisto-zwrotny. Układ mechanizmu korbowego przestawiono na rys. 4. 
Siłami  wzbudzającymi  w  mechanizmach  korbowych  są  siły  bezwładności  niezrównoważonych  mas  poruszających 
się części mechanizmu. Ciśnienie w cylindrze jest siłą wewnętrzną i na fundament nie działa. 
Tłok wraz z tłoczyskiem i wodzikiem wykonuje ruch posuwisto-zwrotny. Korba wału wykonuje równomierny ruch 
obrotowy  dookoła  głównej  osi  O  wału.  Korbowód  wykonuje  złożony  ruch  okresowy.  W  skutek  ruchu  wszystkich 
tych  elementów  mechanizmu  powstają  siły  bezwładności  powodujące  drgania  fundamentu.  Aby  obliczyć  siły 
bezwładności  powstające  w  mechanizmie  korbowym,  rozpatruje  się  uproszczony  schemat  układu  mas 
poruszających się (rys. 5). Masy m

1

, m

2

, m

3

 trzech zasadniczych części mechanizmu sprowadza się do dwóch mas 

skupionych w punktach: A – czop korby i B – wodzik. 
 

 

 
Rys. 4. Układ mechanizmu korbowego 

1 – tłok, 2 – tłoczysko, 3 – wodzik (sworzeń)  
4 – korbowód, 5 – korba wału,  6 – cylinder tłoka 

 

Rys. 5. Układ zasadniczych mas mechanizmu 
korbowego 

m

1

 – masa wykorbienia, m

2

 – masa części 

poruszających się ruchem posuwisto-zwrotnym 
(masa tłoka, tłoczyska, wodzika), m

3

 – masa 

korbowodu, m

4

 – masa przeciwwagi  

 
 
Siły  wzbudzające  mogą  być  rozłożone  na  składową  Q  działającą  w  kierunku  tłoka  oraz  składową  P  działającą  w 
kierunku  prostopadłym  do  ruchu  tłoka.  Najistotniejsze  znaczenie  przy  obliczaniu  fundamentów  pod  maszyny 
tłokowe  mają  siły  wzbudzające  o  prędkości  kątowej  drgań  równej  prędkości  obrotowej  wału  maszyny.  W 
niektórych  przypadkach  trzeba  uwzględniać  również  siły  wzbudzające  II  rzędu  i  wyższych.    Wartość  siły 
wzbudzającej Q w kierunku ruchu tłoka oblicza się ze wzoru: 
 

+ ,   

 

-

 

.

  /01 2 $

 
zaś siły wzbudzającej P w kierunku prostopadłym do ruchu tłoka ze wzoru: 
 

 ,   

 

-

 134 2 $*******&* 

 
gdzie: 
 

 – promień korby, m 

 – prędkość kątowa obrotów wału, rad/s 



-

 – sprowadzona masa układu skupiona w czopie korby, kg 



.

 – sprowadzona masa układu skupiona w wodziku, kg 

2 – czas, s 

 
 
 
 
 
 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 
 
Stoły wibracyjne 
 
Stoły wibracyjne to urządzenia służące do zagęszczania betonu podczas formowania prefabrykatów betonowych. 
Rozróżnia się stoły wibracyjne na sprężystych podporach, stoły wibracyjno-udarowe oraz udarowe.  
 

 

 
 
Wartość charakterystyczną pionowej siły wzbudzającej stołu wibracyjnego oblicza się ze wzoru: 
 







+



 5

+  6

"

$*****%& 

 
gdzie: 

+



 5 – moment mimośrodów wibratora, kNm 

+ – charakterystyczna wartość ciężaru części drgających stołu wraz  

                      z formowanym elementem, kN 

6

"

 – sumaryczna sztywność pionowa sprężystych podpór stołu, kN/m 

 
 
Fundamenty stołów wibroudarowych i udarowych projektuje się jak fundamenty pod młoty przyjmując w 
obliczeniach sił oraz amplitud prędkość  w chwili uderzenia wg wzoru: 
 

7









  

 

 
gdzie: 





 – charakterystyczna wartość siły wzbudzającej wibratora, kN 

 – charakterystyczna wartość masy części ruchomych wraz z formowanym elementem, Mg 

 – kątowa prędkość obrotów, rad/s 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 
 
Młoty 
 
Młoty  to  maszyny  o  działaniu  udarowym.  Praca  młota  polega 
na  tym,  że  energia  kinetyczna  bijaka  spadającego  z  dużą 
prędkością  przetwarza  się  na  pracę  odkształcenia  materiału 
podgrzanego  do  stanu  plastycznego,  z  którego  otrzymuje  się 
odkuwkę  (wyjątek  stanowią  blachy,  które  kształtuje  się  na 
zimno).  Drgania  fundamentu,  na  którym  umieszczony  został 
młot, są spowodowane działaniem pojedynczego impulsu (bez 
uwzględnianie  wpływu  zmęczenia)  lub  serii  impulsów  (z 
uwzględnieniem  wpływu  zmęczenia  zgodnie  z  wymaganiami 
normy żelbetowej). 
 
Impuls S jest obciążeniem o maksymalnej wartości 



89

 

działającym na układ konstrukcyjny przez krótki okres czasu τ. 
Wielkość impulsu można określić jako całkę: 
 

 

 
 

: *; 2<2  

89

; =2<2  



>

 ?

@



@



 

 

=2 

AB

A

CD

  - postać impulsu 

 

 

 

W praktyce obciążenie traktuje się jako impulsowe, jeżeli czas trwania impulsu τ spełnia warunek: 
 

? E F$(G



 

 
gdzie: 

G



 – okres podstawowych drgań własnych konstrukcji, na którą działa impuls 

 
Jeżeli czas trwania impulsu nie spełnia tego warunku, to obliczenie konstrukcji sprowadza się do jej statycznego 
obliczenia na działanie zastępczego obciążenia, które z pewnym zapasem można przyjmować wg tablicy 9. 
 
Tablica 9. Zastępcze obciążenie od działania impulsu  

Postać impulsu 

Siła zastępcza 

 

 

2,00 P

max

 

 

 

1,25 P

max

 

 

 

1,10 P

max

 

 

background image

 

 

 

 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli 

              Instytut Materiałów i Konstrukcji 

Budowlanych 

Wydział InŜynierii Lądowej 

Autor: dr inŜ. Paweł Gałek 

e-mail: pgalek@gemini.net.pl 

Zakład Budownictwa i Fizyki Budowli L-17  
ul. Warszawska 24 
31-155 Kraków 

 
 
W praktyce określenie wielkości impulsu 

: z całki jest najczęściej niemożliwe lub niepraktyczne. Dla młotów 

uderzenie bijaka ma charakter impulsu, który w przypadku braku dokładniejszych danych (np. od producenta) 
należy przyjmować o wartości: 
 

:    7  H  % 

 
gdzie: 

 – masa części spadających, Mg (przy kuciu matrycowym do masy części  
        spadających należy zaliczać masę bijaka oraz masę górnej matrycy) 
7 – prędkość bijaka w chwili uderzenia, m/s (tabl. 10) 

% – współczynnik uderzenia (kucia) : 

% = 0,50 – dla młotów matrycowych przy kuciu stali 

% = 0,0   – dla młotów matrycowych przy kuciu metali kolorowych 

% = 0,25 – dla młotów swobodnego kucia 

 
 
Tablica 10. Prędkości części spadających młota w chwili uderzenie 

Prędkość, [m/s] 

Objaśnienie oznaczeń 

Młot pojedynczego działania (spadowy) 

7  IFJK 

g – przyspieszenie ziemskie, m/s

2

 

h – wysokość spadania bijaka, m 

Młot podwójnego działania (parowy lub powietrzny) 

7  L$M(  N





J  OP





FK 

F – pole przekroju tłoka, m

2

 

p – średnie ciśnienie w cylindrze, kPa 
m

o

 – ogólna masa części spadających, Mg 

0,65 – współczynnik oporów ruchu 

Dowolny typ młota 

7  N

FQ





 

U – energia pełnego uderzenia, kJ