在机电设备安装前,其基础、地坪和相关建筑结构等应已符合相应的要求和规定,即称为具备安装条件。其中基础也称安装地基(或地基),是直接承载机电设备的部分,工厂必须将机电设备安装在预先制作好的基础上,基础的质量直接影响到安装的质量、设备的运行情况、工作的稳定性和设备使用寿命等,因此是重要的现场安装指标。
1.机电设备基础的类型
机电设备基础有块型基础和构架式基础2种类型,它们由混凝土和钢筋浇灌而成,有相当大的质量。块型基础的形状是块状,应用最广,适用于各种类型的机电设备。构架式基础的形状是与设备形状相似的框架,常用于转动频率较高的设备,如功率不大的透平发电机组(用燃气轮机带动发电的发电机组)等。
2.设备基础的一般要求
设备基础的设计应根据当地的土壤条件和安装的技术条件进行,安装的技术条件是根据设备的重量、环境要求(供电要求、隔振、温度等)等制定的。在制作基础时,必须使基础的位置、标高、尺寸以及预埋的设备电缆接口等符合生产工艺布局的规定和技术安全条例的要求。
机床及工件的重量、在切削过程中产生的切削力等,都将通过机床的支承部件传至地基,所以地基的质量将关系到机床的加工精度、运动平稳性、机床变形、磨损以及机床的使用寿命。为增大阻尼和减少机床振动,地基应有一定的质量;为避免过大的振动、下沉和变形,地基应具有足够的强度和刚度。对于轻型或精度不高的设备,天然地基强度即可满足要求,但对于精密或者重型设备,当有较大的加工件需在机床上运动时,会引起地基的变形,此时就需加强地基的刚度,并压实地基以减小地基的变形。地基土的处理方法可采用夯实法、换垫层法、碎石挤密法或碎石桩加固法。精密机床或50t以上的重型机床,地基加固可用预压法或采用桩基。
一般中小型数控机床无需做单独的地基,只需在硬化好的地面上,采用活动垫铁,稳定机床的床身,用支承件调整机床的水平。大型、重型机床需要专门做地基,精密机床应安装在单独的地基上,在地基周围设置防振沟,并用地脚螺栓紧固。地基平面尺寸应大于机床支承面积的外廓尺寸,并考虑安装、调整和维修所需尺寸。此外,机床旁应留有足够的工件运输和存放空间。机床与机床、机床与墙壁之间应留有尺寸足够的通道。
在数控机床确定的安放位置上,应根据机床说明书中提供的安装地基图进行施工。同时要考虑机床重量和重心位置,与机床连接的电线、管道的铺设,预留地脚螺栓和预埋件的位置。
对于机床来说,机床与被加工的工件都有一定的重量,工作时会产生振动,若无一定尺寸和质量的基础来承受这些负荷并减轻振动,不仅会降低设备的加工精度,影响产品的质量,甚至会降低机床的寿命,更严重时会造成机电设备的损坏和人员的伤亡,因此按设计要求制作设备基础是非常必要的。
①设备基础的位置、几何尺寸和质量要求,应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)的有关规定,如表3-1所列,并应有验收资料或记录。
表3-1 机电设备基础位置和尺寸的允许偏差
续表(www.xing528.com)
注:①检查坐标、中心线位置时,应沿纵、横2个方向测量,并取其中的最大值。
②预埋地脚螺栓的标高,应在其顶部测量。
③预埋地脚螺栓的中心距,应在根部和顶部测量。
②外形和尺寸与设备相匹配。任何一种设备基础的外形和基础螺钉的位置、尺寸等必须同该设备的底座相匹配,并应保证设备在安装后牢固可靠。
③具有足够的强度和刚性。基础应有足够的强度和刚性,以避免设备产生强烈的振动,影响其本身的精度和寿命,或对邻近的设备和建筑物造成不良影响。
④具有稳定性、耐久性。稳定性和耐久性指的是能防止地下水及有害液体的侵蚀,保证基础不产生变形或局部沉陷。若基础可能遭受化学液体、油液或侵蚀性液体的影响,基础应该覆加防护层。例如,在基础表面涂上防酸、防油的水泥砂浆或涂玛蹄脂油(由45%~50%煤沥青、25%~30%煤焦油和25%~30%的细黄沙组成),并应设置排液和集液沟槽。
⑤基础重心与设备形心重合。设备和基础的总重心与基础底面积的形心应尽可能在同一垂直线上。误差允许值为:
当地基的计算强度P<150kPa时,其偏心值不得大于基础底面长度(沿重心偏移方向)的30%。
当地基的计算强度P>150kPa时,其偏心值不得大于基础底面长度(沿重心偏移方向)的5%。
⑥基础的标高。应根据产品的工艺和操作是否方便来决定基础的标高,还应保证废料和烟尘排出通畅。
⑦预压。基础有预压和沉降观测要求时,应经预压合格,并应有预压和沉降观测的记录。大型机床的基础在安装前需要进行预压。预压物的质量为设备质量与工件最大质量总和的1.25倍。预压物可用沙子、小石子、钢材和铁锭等。将预压物均匀地压在基础上,使基础均匀下沉。预压工作应进行到基础不再下沉为止。
⑧隔振装置。基础有防震隔离要求时,应按工程设计要求完成施工,隔振装置的设计与计算可按《动力机械和易振机电设备隔振设计及计算规程》进行。
⑨节约的原则。在满足使用条件下,基础的设计与施工应最大限度地节省材料和人工费用。
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