机器和基础的连接（上）

机器和基础的连接(上)

一、基础的简易计算和基础验收

(一)基础的简易计算

机器设备的基础承受机器设备的全部重量，并将其与基础本身的重量均匀地传布到土壤中。基础可以承受、消除或减弱机器在工作时产生的振动。基础的设计与施工直接关系到设备的安装质量和运行状态。

1.地基

地基分天然的和人工的两种。在建筑基础时，支承基础底面的土壤保持其天然状态，称为天然地基。当天然地基的承载能力和稳定性不够时，则必须采用人工地基。

当建筑基础时，必须使地基(或土壤)所承受的压力不超过土壤的允许承载力，以免因此产生基础的下沉和变形。表5—3所列为受静载荷作用的土壤的基本允许承载力。

如果建筑基础的地基是能够承受较大负荷的大块岩石、碎石或砂岩的土质(天然成层)，只需铲平即可。如果是软土，地基松软，则松土会放出或吸收水分而收缩或膨胀，使基础变形产生裂缝，引起整个机器损坏或发生事故。对于松软的土壤，一般采取打桩方法进行加固。

2.砌筑基础

在强度可以满足的条件下，可采用砖基础，并且只允许建筑在地下水位以上。要采用高质量的砖，强度等级不小于Mul5。水泥砂浆采取水泥和砂子的混合比为1：3，重要的用1：l(体积比)。在砌筑砖基础前，必须将砖用水浸泡，因为干砖能大量吸收水分。

混凝土有无钢筋混凝土和钢筋混凝土两种。混凝土的强度等级一般采取c10，对重载荷的基础，强度等级提高到c15。各类机器应采用的混凝土强度等级列在表5—4中。

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，而按经验配比，即水泥：砂子：石子为l：3：6，重要的用1：2：4(体积比)。

浇注混凝土时，一般要求一次浇注而成。向模板内浇注混凝土时，应分层摊平和普遍捣实。浇注后，要有专人养护。在养护期间，用草袋遮盖，保持湿润，洒水期为5～7天。混凝土由浇注到安装机器，一般不少于7～14天。为了使基础不致在机器安装后因工作产生振动而下沉，建筑完毕的基础可进行加压试验，加压的重量为机器重量的1.5倍，时间为3—5天。机器安装到基础后，一般至少应该经15～30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他基础相连，否则会将机器的振动传到墙上，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

合理的机器基础应满足强度、稳定性和没有很大的振动3个要求。机器基础的结构通常为整块式，一般都有足够的强度，除非有特殊的要求，通常只确定基础尺寸而不进行强度校核计算。

基础尺寸的正确选择，应满足工作的可靠性和结构的经济性两个原则。机械基础的主要尺寸为基础的底面尺寸和基础的最小高度，其他的尺寸根据机器结构的要求确定。

机器的基础尺寸，可以用下面的经验公式计算：Wjc=αWjq

基础的体积V为：V=Wjq/P

基础的长与宽取决于设备机架的尺寸，基础要大于机架，每边多出150～250mm。基础的高度H为：H=V/(AB)

确定基础的最小高度主要取决于地脚螺栓的固定要求、管路埋设的位置、土壤的冻结深度和地下水位等。一般情况下，基础的高度对设备运转的稳定性和减小振动的要求，除某些基础(如锻锤基础)外，影响并不大。基础螺栓的长度和基础的高度间互相影响要加以适当选取。基础螺栓长度加大时固然可以增大机器固定的可靠性，但如果过长，而使基础高度增加过大，也是不经济的。

土壤的冻结能使地基变形，只有小型和允许偏斜的基础才允许在冻结土壤上构筑基础。具有一定精度要求的机器必须安装在坚固的基础上，因此必须将地基的冻结土壤铲去。重型的机器则应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，应该采取相应的措施。

(二)基础的验收

在机械设备安装就位前，要对设备基础进行验收，以保证安装工作的顺利进行。其检查项目和验收标准如下：

(1)安装部门要检查技术文件是否齐全，包括基础施工图、基础标高测量图表、基础定位图表;大型或高精度设备及冲压设备的基础，还要提供基础预压记录、沉降观测记录及验收合格记录。

(2)所有基础表面的模板、地脚螺栓固定架及露出基础外的钢筋、铁条等必须拆除。杂物和积水要清除干净。拆除模板，以及铲成必要的麻面。放垫铁的部位要用l：2水泥砂浆研平。

(3)基础的几何尺寸和混凝土的强度必须符合设计要求，基础各部分尺寸允许误差见表5—6。根据设计图纸的要求，检查所有预埋件(包括预埋地脚螺栓)的数量和位置是基础表面应无蜂窝、裂纹及露筋等缺陷。用手锤敲击基础检查密实度，不得有一肆意一：

轨座放到基础上后应该进行位置调整和找平找正，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。

三、地脚螺栓

地脚螺栓的作用是将机器或设备与基础牢固地连接起来，以免机器或设备工作时发生位移和倾斜。地脚螺栓、螺母和垫圈通常随设备配套供应，且在设备说明书中有明确的说明。

(一)地脚螺栓、螺母和垫圈的规格

应按照设备技术文件规定选取地脚螺栓、螺母和垫圈。若无规定，可按下列原则选择：

(1)按照设备底座(或轨座)上的地脚螺栓孔确定地脚螺栓的直径，见表5—7。

(2)地脚螺栓的总长度按下式确定：

(3)一般地脚螺栓的型式和尺寸按GB1799一1976选取。

(4)地脚螺栓一般应配一个螺母和一个平垫圈，螺母按GB 55—1976选取，平垫圈

按GB 95—1976或GB 97一1976选取。

(5)地脚螺栓上应加防松装置(如锁紧螺母或弹簧垫圈等)。

(二)地脚螺栓的分类

1.根据地脚螺栓的长度分类

1)短地脚螺栓

短地脚螺栓用来固定轻载和没有剧烈振动、冲击的设备，长度为0.1一1.0m。

2)长地脚螺栓

长地脚螺栓用来固定重的、有剧烈振动和冲击的重型机器，大多和锚板一起使用

(图5—10)，长度一般为1.0～4.0m，锚板用钢板或用铸铁铸造。

2.根据地脚螺栓与基础的连接形式分类

1)固定地脚螺栓

固定地脚螺栓往往与基础浇注在一起，用来固定工作时没有剧烈振动和冲击的中小型设备。其长度一般在0.1～1.0m之间，属于短地脚螺栓(图5—11)。头部形状一般为开叉和带钩的样式。带钩的固定地脚螺栓有时在钩孔中穿人横杆，以防扭转和增大抗拔能力。

2)活地脚螺栓

活地脚螺栓便于拆卸，不与基础浇注在一起，基础内预留地脚螺栓孔，并在孔下埋入锚板，如图5一10所示。当移动设备或更换地脚螺栓时，可以方便地取出活地脚螺栓。

活地脚螺栓一般用来固定工作时有剧烈振动和冲击的重型设备，长度一般为1.0～4m，属于长地脚螺栓。它有两种形状：一种是圆盘式，与它配套的是两头都有螺纹的螺栓，安装时必须拧紧，以免松动;另一种顶端有螺纹，下端呈T字形，或是方形底面有矩形孔，螺栓头为矩形。安装时，螺栓顶端面打上方向性记号，插入锚板后，根据记号将螺栓转动90~使矩形头正确地放人锚板槽内。其材质一般为灰铸铁。

小结：本次课介绍了基础的简易计算，基础的验收，地脚螺栓、螺母和垫圈的规格以及地脚螺栓的分类。

作业：一、填空

1.基础可以承受、消除或减弱机器在工作时产生的振动。

2.确定基础的最小高度主要取决于地脚螺栓的固定要求、管路埋设的位置、土壤的冻结深度和地下水位等。

3.重型的机器则应将基础构筑在冻结深度以下的标高上。

4. 长地脚螺栓用来固定重的、有剧烈振动和冲击的重型机器，大多和锚板一起使用

(图5—10)，长度一般为1.0～4.0m，锚板用钢板或用铸铁铸造。

二、判断

1.机器的基础可以与厂房的墙或其他基础相连。错

2. 所有基础表面的模板、地脚螺栓固定架及露出基础外的钢筋、铁条等必须拆除。对

3. 锚板用钢板或用铸铁铸造。对

4. 基础螺栓长度越大越好。错

三.选择

1.短地脚螺栓用来固定轻载和没有剧烈振动、冲击的设备，长度为( )m。B

A.0.1-0.5 B.0.1-1.0 C.1.0-2.0 D.1.0-4.0

2.长地脚螺栓用来固定重的、有剧烈振动和冲击的重型机器，长度一般为( )m。D

A.0.1-0.5 B.0.1-1.0 C.1.0-2.0 D.1.0-4.0

课后分析：固式地脚螺栓(膨胀螺栓)，这是一新型地脚螺栓，结构如图5—12所示。此种地脚螺栓结构较复杂，制作成本高，基础施工时不预埋地脚螺栓且无预留孔，安装时在基础上钻孔，再安装锚固式地脚螺栓。