混凝土基础有混凝土和钢筋混凝土两种。混凝土的强度等级一般采取以C10,对重载荷的基础,强度等级提高到C15。各类机器应该采用的混凝土的强度等级列在表3-2。
表3-2 各类机器采用的混凝土强度等级 机 器 的 种 类 一般机器的基础:金属切削机床,一般电机及其它均匀转速的工作机器 重型和不均匀转速工作机器的基础:压缩机、内燃机、蒸汽机、锻锤(小于%吨取小值,大于%吨取大值),破碎机、球磨机、小型透平机,重型金属切削车床 重型、重要的和产生大的振动的机器基础;大型透平机组、大功率的水 泵、通风机、高精度的金属切削机床(磨床、齿轮精整机床等) 混凝土强度等级 C10 C10~C15 C15~C20 钢筋混凝土的标号不应小于C15。各种标号的混凝土按一定的成分配成,在实际应用中,建筑机器基础的混凝土,一般的成分比可不计算,按经验配比,即水泥∶砂子∶石子为1∶3∶6;重要用1∶2∶4 (体积比)。
建筑混凝土基础时,应进行良好的技术监督,以保证质量。浇灌混凝土时,除较大的基础外,一般要求一次不间歇地浇灌成。向模板内浇灌混凝土时,应该分层摊平和普遍捣实,浇灌后应由专人养护。在养护期间,用草袋遮盖,保持湿润,洒水期一般为5~7天。混凝土基础由浇灌完到安装机器,一般不应少于7~14 天。建筑完毕的基础,为了使基础不致因为在机器安装后,由于工作产生振动而使基础下沉影响精度,可对基础进行预加压试验,加压的重量为机器重量的1.5倍,时间为3~5天。机器安装到基础上后,一般至少应该经5~30天的时间才能开动机器工作。
机器的基础不允许与厂房的墙或其它基础相连,因为这样会把振动传到厂房的墙上,同时也会引起基础发生不平衡的下沉。
3 机器基础尺寸的选择
机器基础的结构通常都建成为整块式。合理的机器基础,设计时应该满足强度稳定性和没有很大的振动三个要求。但是根据经验,机器整块式基础一般都具有足够的强度,故非特殊专门的要求,通常不进行强度计算。基础尺寸的正确选择,应该符合工作的可靠性和结构的经济性两个原则。机器基础的尺寸主要为基础底面的平面尺寸和基础的最小高度,其它的尺寸根据机器结构的要求即可确定。选定机器基础尺寸,可以利用下列的经验公式
W基=a2W机 (3-1)
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式中 W基——基础的重量;
W机——机器的重量; a——系数,见表3-3。
表3-3 各类机器的a值
机 器 的 种 类 v=1m/s v=2m/s 卧式活塞机器:活塞速度 v=3m/s v=4m/s 透平发电机组 电机(没有制动和逆转) 电机(有制动、经常反转、载荷不稳定) 水泵和通风机
α 2.0 2.5 3.5 4.5 (立式活塞式机器较卧式可减少30%) 5 10 20 10 基础的体积V为
WV=基 (3-2)
p式中 P—1m3基础的重量,对砖砌的基础,取 P=19kN/m3;对于混凝土基础,
取P=24kN/m3。
根据机器机架的尺寸,确定基础长与宽后,求基础的高度H为
V H?
A?B式中 A、B—基础的长与宽,它取决于机架尺寸,基础要大于机架,每边为
150~250mm。
在确定基础的高度时,一般的概念总以为基础高度愈大,则它的质量愈高和可靠性愈大,但经过理论和实践证明,机器基础的可靠性在很小程度上依赖其高度,而过大的高度要违反经济性原则。同时,基础的高度对满足稳定性和不产生剧烈振动的要求,除了某些基础(如锻锤的基础)外也完全无关,而对满足强度的要求关系也不大。
确定机器基础最小高度的条件主要根据基础螺栓(即地脚螺栓)固定的要求,及管路埋没的位置,土壤的冻结深度和地下水位等。
基础螺栓的长度和基础的高度间的互相影响要加以适当选取,基础螺栓长度加大时虽然可以增大机器固定的可靠性,但又不应该由于过大的加长,而使基础高度增加过大,失去经济性原则。
土壤的冻结能使地基变形,因此只有小型和允许偏斜的基础才允许在冻结土
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壤上构筑基础;具有一定精度要求的机器必须安装在坚固的地基上,因此必须将地基的冻结土壤铲去,而重型的机器应该将基础构筑在冻结深度以下的标高上。
基础应该构筑在地下水位以上。当基础必须构筑在地下水位以下时,应该采取排水降低水位和其它措施。
二、基础的验收
为了保证安装质量和缩短安装工期,正确地验收基础十分重要。
基础的强度检验,在基础浇灌时,做试块,经二十八天养护后试压确定。基础强度直接检验,可利用回弹仪进行检查。
验收机器基础时,除检验强度外,要着重于各平面的标高、基础中心线及同基础螺栓孔的关系。基础和基础螺栓的偏差应符合图纸和设计要求,见表3-4。其次是基础外形要符合一定要求,清除基础表面上的各种杂物,拆除全部模板,以及铲成必要的麻面,放垫铁的部位要用1∶2水泥砂浆研平。
表3-4 混凝土设备基础的允许偏差 mm 序号 项 目 允差 1 座标位置(纵横轴线) ±20 2 基准点的标高 ±0.5 平面外形尺寸 ±20 3 凸台上平面外形尺寸 -20 凹穴尺寸 +20 4 不同平面的标高 -20 平面的不水平度(包括地坪上需安装设备的部分) 5 5 (1)每米 10 6 (2)全长 ⑴ 每米 5 6 基础垂直面的铅垂度 ⑵ 全高 10 7 +预埋地脚螺栓 ⑴ 标高(顶端) ⑵ ⑴ ⑵ ⑶ ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 中心距(在根部和顶端两处测量) 中心位置 深度 孔壁铅垂度 标高 中心位置 不水平度(带槽沟锚板) 不水平度(带螺纹孔的锚板 +20 ±2 +10 +20 10 +20 ±5 5 2 8 预留地脚螺栓孔 9 预埋活动地脚螺栓锚板
第二节 轨座的形状
通常机器都直接安装在基础上,但某些机器考虑到便于修理和调节,保证安装质量,也有采用轨座固定在基础上的方式。
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轨座可以用灰铸铁和型钢制成,其形式如图3-1所示。
轨座放到基础面上后应该进行位置调整和操平工作,然后进行二次灌浆,牢固地固定在基础上,最后将机器安装在轨座上。
(a)(b)(c)(d)(e)图3-1 轨座的形式a--灰铸铁的轨座; b、c--由槽钢制成的轨座; d--由角钢制成的轨座; e--由钢板制成的轨座
第三节 地脚螺栓
地脚螺栓的功用是将机器或设备与基础牢固的连接起来,以免机器或设备工作时发生位移和倾复。
一、地脚螺栓、螺母和垫圈的规格
地脚螺栓、螺母和垫圈的规格应符合设计或设备技术文件的规定。如无规定时可参照下列原则选择:
(1)地脚螺栓的直径应依照设备底座(或轨座)上的地脚螺栓孔径来确 定,见表3-5。
表3-5 地脚螺栓直径与设备底座地脚螺栓孔的关系 mm
孔 径 螺栓直径 12~13 10 13~17 12 17~22 16 22~27 20 27~33 24 33~40 30 40~48 36 48~55 42 55~65 48 (2)地脚螺栓长度的选择:地脚螺栓的埋入深度,一般取螺栓直径的15~20倍,重要设备可以加长,但不超过1~1.5m;除轻型机器外,最小埋入深度不小于0.4m。
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地脚螺栓的总长度(见图3-6)按下式确定 L=I+H1+H2+H3+H4
式中 I——埋入深度(包括垫板厚度);
H1——装地脚螺栓部位的机座厚度; H2——垫圈厚度; H3——螺母厚度;
H4——地脚螺栓螺纹露出螺母的长度(一般为1~1.5个螺距)。 (3)一般地脚螺栓的型式和尺寸按GB 799-76选取。
(4)地脚螺栓上一般应配一个螺母和一个平垫圈;螺母按GB 55-76选取,平垫圈按GB 95-76或GB 97-76选取。
(5)对振动较大的设备,地脚螺栓上应加防松装置(如锁紧螺母或弹簧垫圈等)。
(6)锚板式可拆卸地脚螺栓(亦称长地脚螺栓),用来固定工作时有强烈振动和冲击的重型机器。煤矿用2m以上提升机的主轴承梁、减速器、制动器座与基础的连接均采用锚板式可拆卸地脚螺栓。
锚板式可拆卸地脚螺栓如图3-2所示。
123465图3-2 模板式可拆卸地脚螺栓1--地脚螺栓; 2--螺母; 3--垫圈; 4--锚板;5--螺栓矩形头; 6--锚板上容纳矩形头的槽
锚板式地脚螺栓的锚板有两种形式,一种是圆盘式,与它配套的螺栓是两头
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