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摘 要：本论文首先对设备基础设计的基本要求与一般步骤进行了说明，然后阐述了立磨基础设计，最后论文详细介绍了水泥厂振动设备基础设计方法。
关 键 词:水泥厂，振动设备，基础设计
中图分类号： S611 文献标识码： A
一、前言
随着当今生产施工水平的不断提高，水泥厂生产中振动设备基础设计的要求也日益渐高。因此，积极采用科学的设计方法，不断完善生产管理就成为当前一项十分紧迫的问题。
二、设备基础设计的基本要求与一般步骤
1、设备基础设计的基本要求
建筑地基基础设计规范中规定，基础的设计需满足承载能力、变形及稳定性的要求，这就要求在设计过程中，首先地基应具有足够的刚度，能够避免在荷载作用下产生过大的倾斜和变形。其次，应保证基础在荷载作用下有足够的强度，避免产生破坏和混凝土开裂等现象。再次，需保证基础在扰力作用下不产生过大的振动，对于本身振动比较大的设备，在其基础设计时需进行详细的计算和采用有效的减振措施，以免影响设备的正常运行及邻近设备的正常使用。最后，设备基础设计除满足上述要求外，还要有良好的经济性，在保证安全生产的前提下，兼顾经济，经过多种方案的计算和比较，采用最为合理和经济的基础形式。
2、设备基础设计的一般步骤
首先在设计前应明确设计任务，并收集由机器制造厂提供的设备资料，如各个设备的相互位置及传动方式、设备的总重及设备运行和停止时产生的动荷载等，再结合本项目的地质勘察报告、本地区的抗震设防裂度以及与相邻基础的位置关系，确定设备基础采用的基础形式&包括桩基础、大块式基础、墙式基础及箱式基础等’，根据规范要求，通过对基础进行地基承载力计算、不均匀沉降计算、动力基础计算及抗震验算等方式，最终确定设备基础的外形尺寸、埋置深度及配筋大小。
三、立磨基础设计
1、立磨基础概述
立磨以其高效节能、投资省、占地少、噪音小的特点，在水泥厂建设中得到越来越多的应用。立磨的振动特点是转速低，振动随物料硬度及进料速度而变化，开磨时达到振动最大幅值。在基础设计时，一是考虑基础具有足够的重量，使磨机运行更平稳，另一方面是采取一系列隔震措施，减少立磨振动对周围厂房的影响。立磨基础以大块式基础最常见，这种形式较易满足基础配重的要求，中软场地土适宜用桩基础。
2、配重设计
不同立磨生产厂家对基础配重的要求不同，大概是设备总重的>FE倍左右，一般还会限定基础的最小埋深。有了这些数据，根据基础外形就可以确定基础尺寸了。磨机自重越重，基础配重越大，埋深越深。设计时应尽量使基础重心与设备机组重心在一条竖线上，以减小偏心振动。基底应在一个持力层上，减小不均匀沉降。配重设计是振动设备基础设计的重要方法，通过足够的基础重量来抵御设备的振动，水泥厂中的大风机、管磨基础都是基于这样一种思路，配重比可以是设备厂商提供或是设计经验的总结。
3、立磨基础配筋
一些设备厂家如沈阳重型机械有限公司，对竖向钢筋的留设有特殊要求。这种立磨预埋螺栓较少，螺栓埋深很浅，主要靠竖向预留钢筋与设备机架拉结来固定设备。竖向预留钢筋沿机架两侧布置，它们需要穿过机架上的钢筋挂孔，或与机架下翼缘焊牢。竖向钢筋下端与水平钢筋网拉结。立磨二浇层比较厚，二浇层内需配置水平钢筋网，竖向配置与一浇层拉结。以上的钢筋仅是按构造要求配置的钢筋，在设计当中有设计厂家对拉挂钢筋有特殊要求的，应根据实际情况作出相应调整。所以立磨基础设计过程中应与设备制造厂商充分沟通，拉挂钢筋及预埋件的留设应有设备厂技术人员到现场指导完成。
3、减振及隔振措施
立磨基础体量大振动明显，为减少对周围设备及厂房的影响，基础的四周及底面必须做隔振处理。底板隔振的做法是在基坑开挖到位后，铺一层厚的卵石作隔振层，再施工基础垫层。基础侧面贴厚泡沫板作隔振层，外面砌砖墙保护，再回填土。
四、水泥厂振动设备基础设计方法
1、设计原则
任何一部设备的基础，首先应满足生产工艺的使用要求，它必须是该设备的可靠底座，以保证机械设备的正常使用，而且对邻近建筑物的正常使用没有任何影响。为了达到这个总要求，设备基础应符合下列要求:具有足够的强度、稳定性和耐久性；不允许有破坏设备正常使用条件的沉陷和变形；不允许发生妨碍设备和设备操作人员正常工作的剧烈振动；也不允许造成任何其他的妨碍。基础形式应结合地质情况、施工条件和经济合理原则来确定。
2、设计要点
某些砂类土及淤泥质土，对振动比较敏感，设备基础的振动由土传播，会影响邻近建筑物，如果振动过大，使厂房基础下地基土不均匀沉陷或局部液化，即位于离振源不同距离处的基础，将以不同的速度下沉，造成各基础沉陷差，引起结构的附加内力，从而引起建筑物开裂，甚至破坏。软土地基上，在持久荷载特别是动力荷载作用下，可能会因长期作用或振动作用，使地基变形失稳。当在软弱地基上进行动力设备的基础设计时，不仅要考虑由设备的不平衡扰力引起的振动作用，以保证机器的正常运转，同时还要控制因振动作用使软弱地基产生的沉降。为防止共振，要避免振动的扰频与建筑物整体或局部构件的自振频率相接近。对于厂房内设有不大于10Hz的低频设备，且不平衡扰力又较大时，厂房结构设计就应避开设备的扰力频率，使厂房的自振频率与设备的扰力频率相差25%以上。
设备基础的形状应尽可能对称于设备的主轴线；基底的长边尺寸应在扰力作用方向；大块式基础一般可布置成台阶式，基底应在同一标高上；低频设备基础，应采用基底面积大、埋深浅、质量轻的基础形式；基础形状要整齐，便于施工。对于绕竖轴旋转的水平扰力设备基础，基底最好采用正方形或接近正方形。当动力作用以基础竖向中心轴为对称时，规范允许位于一排的几台相同的不平衡设备安装在一个公共的基础上，这种联合基础的构造，很适用于工作时主要产生水平惯性力的设备。设备基础重量的经验估算方法为:中小型设备的基础重量为0.16t/kW～0.54t/kW，亦可采取最大不平衡扰力的15倍～20倍作为基础的估算重量，这样的基础尺寸大都不会引起不许可的振动。风机、小型电动机、发电机和泵类、磁励机、送风机以及各种离心泵等的大块式、墙式基础，在设备转速小于1000r/min，基础重量大于3倍～4倍的设备重量时，以及转速大于1000r/min时，一般可不做动力计算，均能满足要求。在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础应尽量浅埋。当上层地基的承载力大于下层时，宜利用上层作持力层。基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不宜受扰动的措施，且应采取防腐措施。基础底板的主要功能是承受静力荷载和动力荷载，并将其均匀地传给地基。基础底板应具有很大的质量能吸收振动，以及具有足够大的刚度不致发生变形。下列因素可以提高基础的水平刚度:考虑侧面土压的影响；利用混凝土地坪的刚度。桩基础是另一种设备基础形式，与块体基础相比，具有刚度大，自振频率高，阻尼大，振幅小，沉降量小等优点。下列情况宜采用桩基础:当建筑场地是由压缩性强而不均匀的地基土组成时，采用天然地基，可能导致基础的不均匀沉陷和倾斜；当采用天然地基上的一般基础不能满足承载力条件时；当建筑物场地受到限制，不能按天然地基的工作条件考虑基础底板面积时；当采用桩基础比天然地基基础更为经济时。
3、构造措施
底层设备基础尽量不与厂房基础相连，当两基础处于同一标高时，其间隙不宜小于100mm，如果两基础相碰，可以采用油毡隔开或留缝隙处理。当两基础底面不便设置在同一标高上时，基础之间的净距应根据荷载大小和土质情况确定，一般取S/h=1～2。厂房结构和构件一般不宜与设备基础直接相连，但对于次要的平台柱、梁和板等，在采取相应措施后，可自由搭放在设备基础上。
五、结束语
水泥廠振动设备基础设计作为生产管理的核心工作之一，对水泥厂生产方面具有十分重要的作用，我们必须将科学的设计管理融合到生产管理工作中。
参考文献
[1]王勇；大型设备基础的振动检测与有限元分析[D]；武汉理工大学；2004
[2]甄茂伟；土—桩基—设备系统协同工作动力分析[D]；武汉理工大学；2006
[3]李鑫鑫；三支座回转窑基础内力有限元分析[D]；武汉理工大学；2007
关 键 词:水泥厂，振动设备，基础设计
中图分类号： S611 文献标识码： A
一、前言
随着当今生产施工水平的不断提高，水泥厂生产中振动设备基础设计的要求也日益渐高。因此，积极采用科学的设计方法，不断完善生产管理就成为当前一项十分紧迫的问题。
二、设备基础设计的基本要求与一般步骤
1、设备基础设计的基本要求
建筑地基基础设计规范中规定，基础的设计需满足承载能力、变形及稳定性的要求，这就要求在设计过程中，首先地基应具有足够的刚度，能够避免在荷载作用下产生过大的倾斜和变形。其次，应保证基础在荷载作用下有足够的强度，避免产生破坏和混凝土开裂等现象。再次，需保证基础在扰力作用下不产生过大的振动，对于本身振动比较大的设备，在其基础设计时需进行详细的计算和采用有效的减振措施，以免影响设备的正常运行及邻近设备的正常使用。最后，设备基础设计除满足上述要求外，还要有良好的经济性，在保证安全生产的前提下，兼顾经济，经过多种方案的计算和比较，采用最为合理和经济的基础形式。
2、设备基础设计的一般步骤
首先在设计前应明确设计任务，并收集由机器制造厂提供的设备资料，如各个设备的相互位置及传动方式、设备的总重及设备运行和停止时产生的动荷载等，再结合本项目的地质勘察报告、本地区的抗震设防裂度以及与相邻基础的位置关系，确定设备基础采用的基础形式&包括桩基础、大块式基础、墙式基础及箱式基础等’，根据规范要求，通过对基础进行地基承载力计算、不均匀沉降计算、动力基础计算及抗震验算等方式，最终确定设备基础的外形尺寸、埋置深度及配筋大小。
三、立磨基础设计
1、立磨基础概述
立磨以其高效节能、投资省、占地少、噪音小的特点，在水泥厂建设中得到越来越多的应用。立磨的振动特点是转速低，振动随物料硬度及进料速度而变化，开磨时达到振动最大幅值。在基础设计时，一是考虑基础具有足够的重量，使磨机运行更平稳，另一方面是采取一系列隔震措施，减少立磨振动对周围厂房的影响。立磨基础以大块式基础最常见，这种形式较易满足基础配重的要求，中软场地土适宜用桩基础。
2、配重设计
不同立磨生产厂家对基础配重的要求不同，大概是设备总重的>FE倍左右，一般还会限定基础的最小埋深。有了这些数据，根据基础外形就可以确定基础尺寸了。磨机自重越重，基础配重越大，埋深越深。设计时应尽量使基础重心与设备机组重心在一条竖线上，以减小偏心振动。基底应在一个持力层上，减小不均匀沉降。配重设计是振动设备基础设计的重要方法，通过足够的基础重量来抵御设备的振动，水泥厂中的大风机、管磨基础都是基于这样一种思路，配重比可以是设备厂商提供或是设计经验的总结。
3、立磨基础配筋
一些设备厂家如沈阳重型机械有限公司，对竖向钢筋的留设有特殊要求。这种立磨预埋螺栓较少，螺栓埋深很浅，主要靠竖向预留钢筋与设备机架拉结来固定设备。竖向预留钢筋沿机架两侧布置，它们需要穿过机架上的钢筋挂孔，或与机架下翼缘焊牢。竖向钢筋下端与水平钢筋网拉结。立磨二浇层比较厚，二浇层内需配置水平钢筋网，竖向配置与一浇层拉结。以上的钢筋仅是按构造要求配置的钢筋，在设计当中有设计厂家对拉挂钢筋有特殊要求的，应根据实际情况作出相应调整。所以立磨基础设计过程中应与设备制造厂商充分沟通，拉挂钢筋及预埋件的留设应有设备厂技术人员到现场指导完成。
3、减振及隔振措施
立磨基础体量大振动明显，为减少对周围设备及厂房的影响，基础的四周及底面必须做隔振处理。底板隔振的做法是在基坑开挖到位后，铺一层厚的卵石作隔振层，再施工基础垫层。基础侧面贴厚泡沫板作隔振层，外面砌砖墙保护，再回填土。
四、水泥厂振动设备基础设计方法
1、设计原则
任何一部设备的基础，首先应满足生产工艺的使用要求，它必须是该设备的可靠底座，以保证机械设备的正常使用，而且对邻近建筑物的正常使用没有任何影响。为了达到这个总要求，设备基础应符合下列要求:具有足够的强度、稳定性和耐久性；不允许有破坏设备正常使用条件的沉陷和变形；不允许发生妨碍设备和设备操作人员正常工作的剧烈振动；也不允许造成任何其他的妨碍。基础形式应结合地质情况、施工条件和经济合理原则来确定。
2、设计要点
某些砂类土及淤泥质土，对振动比较敏感，设备基础的振动由土传播，会影响邻近建筑物，如果振动过大，使厂房基础下地基土不均匀沉陷或局部液化，即位于离振源不同距离处的基础，将以不同的速度下沉，造成各基础沉陷差，引起结构的附加内力，从而引起建筑物开裂，甚至破坏。软土地基上，在持久荷载特别是动力荷载作用下，可能会因长期作用或振动作用，使地基变形失稳。当在软弱地基上进行动力设备的基础设计时，不仅要考虑由设备的不平衡扰力引起的振动作用，以保证机器的正常运转，同时还要控制因振动作用使软弱地基产生的沉降。为防止共振，要避免振动的扰频与建筑物整体或局部构件的自振频率相接近。对于厂房内设有不大于10Hz的低频设备，且不平衡扰力又较大时，厂房结构设计就应避开设备的扰力频率，使厂房的自振频率与设备的扰力频率相差25%以上。
设备基础的形状应尽可能对称于设备的主轴线；基底的长边尺寸应在扰力作用方向；大块式基础一般可布置成台阶式，基底应在同一标高上；低频设备基础，应采用基底面积大、埋深浅、质量轻的基础形式；基础形状要整齐，便于施工。对于绕竖轴旋转的水平扰力设备基础，基底最好采用正方形或接近正方形。当动力作用以基础竖向中心轴为对称时，规范允许位于一排的几台相同的不平衡设备安装在一个公共的基础上，这种联合基础的构造，很适用于工作时主要产生水平惯性力的设备。设备基础重量的经验估算方法为:中小型设备的基础重量为0.16t/kW～0.54t/kW，亦可采取最大不平衡扰力的15倍～20倍作为基础的估算重量，这样的基础尺寸大都不会引起不许可的振动。风机、小型电动机、发电机和泵类、磁励机、送风机以及各种离心泵等的大块式、墙式基础，在设备转速小于1000r/min，基础重量大于3倍～4倍的设备重量时，以及转速大于1000r/min时，一般可不做动力计算，均能满足要求。在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础应尽量浅埋。当上层地基的承载力大于下层时，宜利用上层作持力层。基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不宜受扰动的措施，且应采取防腐措施。基础底板的主要功能是承受静力荷载和动力荷载，并将其均匀地传给地基。基础底板应具有很大的质量能吸收振动，以及具有足够大的刚度不致发生变形。下列因素可以提高基础的水平刚度:考虑侧面土压的影响；利用混凝土地坪的刚度。桩基础是另一种设备基础形式，与块体基础相比，具有刚度大，自振频率高，阻尼大，振幅小，沉降量小等优点。下列情况宜采用桩基础:当建筑场地是由压缩性强而不均匀的地基土组成时，采用天然地基，可能导致基础的不均匀沉陷和倾斜；当采用天然地基上的一般基础不能满足承载力条件时；当建筑物场地受到限制，不能按天然地基的工作条件考虑基础底板面积时；当采用桩基础比天然地基基础更为经济时。
3、构造措施
底层设备基础尽量不与厂房基础相连，当两基础处于同一标高时，其间隙不宜小于100mm，如果两基础相碰，可以采用油毡隔开或留缝隙处理。当两基础底面不便设置在同一标高上时，基础之间的净距应根据荷载大小和土质情况确定，一般取S/h=1～2。厂房结构和构件一般不宜与设备基础直接相连，但对于次要的平台柱、梁和板等，在采取相应措施后，可自由搭放在设备基础上。
五、结束语
水泥廠振动设备基础设计作为生产管理的核心工作之一，对水泥厂生产方面具有十分重要的作用，我们必须将科学的设计管理融合到生产管理工作中。
参考文献
[1]王勇；大型设备基础的振动检测与有限元分析[D]；武汉理工大学；2004
[2]甄茂伟；土—桩基—设备系统协同工作动力分析[D]；武汉理工大学；2006
[3]李鑫鑫；三支座回转窑基础内力有限元分析[D]；武汉理工大学；2007