振動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)減振設(shè)計(jì)的探討

楊衛(wèi)凱，張偉光

（中石油北方工程設(shè)計(jì)有限公司，吉林吉林 132002）

振動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)減振設(shè)計(jì)的探討

楊衛(wèi)凱，張偉光

（中石油北方工程設(shè)計(jì)有限公司，吉林吉林 132002）

通過(guò)橡膠隔振墊的減振作用，避免了動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)與廠房柱基礎(chǔ)相碰，防止了振動(dòng)對(duì)廠房的影響，保證了工藝生產(chǎn)裝置的改擴(kuò)建成功及安全運(yùn)行。

基礎(chǔ)；減振；橡膠減振墊

隨著我國(guó)石油化工工業(yè)的發(fā)展，石油化工生產(chǎn)裝置的規(guī)模不斷擴(kuò)大，大型振動(dòng)設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用。與之相對(duì)應(yīng)的大塊式設(shè)備基礎(chǔ)開(kāi)始被推行起來(lái)，技術(shù)不斷進(jìn)步。極大的促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。然而，大塊式設(shè)備基礎(chǔ)因?yàn)轶w積大、占地面積多而受到工藝布置限制。需要在工程實(shí)際中合理考慮基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案。在這種情況下，動(dòng)力基礎(chǔ)的隔振處理就能合理解決空間的問(wèn)題。在某石油化工改造項(xiàng)目中，通過(guò)減振優(yōu)化，綜合考慮廠房柱基礎(chǔ)及振動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)的布置方案，在有限的空間里，增加了設(shè)備布置，使項(xiàng)目順利得到了實(shí)施。

1 概述

某石油化工裝置改造擴(kuò)建過(guò)程中，根據(jù)工藝流程需要，增加兩臺(tái)大型動(dòng)力設(shè)備，振動(dòng)較大。常規(guī)設(shè)計(jì)需要采用大塊式鋼筋混凝土基礎(chǔ)來(lái)滿足設(shè)備使用要求，保障設(shè)備能夠正常運(yùn)行。改造過(guò)程中，因?yàn)橥恋刭Y源限制，廠房不能擴(kuò)大，設(shè)備必須貼近廠房框架柱布置。這樣設(shè)備基礎(chǔ)與廠房柱基礎(chǔ)不可避免的要碰在一起。由于振動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)在周期性擾力的作用下，始終處于振動(dòng)狀態(tài)，為了避免對(duì)其他設(shè)備、生產(chǎn)廠房產(chǎn)生影響，其基礎(chǔ)宜獨(dú)立設(shè)置，與廠房基礎(chǔ)或其他設(shè)備基礎(chǔ)平面布置完全脫開(kāi)，相互間凈空距離不宜小于100mm。在這種情況下，為了保證改造項(xiàng)目的正常實(shí)施，采用基礎(chǔ)隔振處理成為解決問(wèn)題的合理途徑。

2 動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介

2.1 大塊式鋼筋混凝土基礎(chǔ)方式

動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)根據(jù)工藝專業(yè)布置、機(jī)組用途、功率大小、制造廠要求、地基條件等因素，綜合確定機(jī)組基礎(chǔ)的形式。對(duì)于風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、泵類等機(jī)器，一般采用大塊式基礎(chǔ)。

優(yōu)點(diǎn)：基礎(chǔ)具有長(zhǎng)久穩(wěn)定性、使用耐久性和足夠的強(qiáng)度；施工方法簡(jiǎn)單易操作。

缺點(diǎn)：在動(dòng)力的作用下，基礎(chǔ)始終處于振動(dòng)狀態(tài)，為避免對(duì)周邊設(shè)施的影響，其基礎(chǔ)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置；對(duì)空間布置要求較高。

2.2 橡膠隔振器基礎(chǔ)方式

橡膠隔振器是利用橡膠材料制成的最簡(jiǎn)單的隔振元件，也是工程中常用的隔振裝置。分為壓縮型、剪切型、壓剪復(fù)合型。橡膠隔振器一般由約束面和自由面構(gòu)成，約束面通常和金屬相接，自由面則是指垂直加載于約束面時(shí)產(chǎn)生變形的那一面。橡膠隔振器的隔振參數(shù)不僅于使用的橡膠材料成分有關(guān)，還與構(gòu)成形狀、受力方式等因素有關(guān)。隔振墊是由具有一定彈性的軟材料，如橡膠、軟木等構(gòu)成。由于彈性塑料本身的自然特性，一般沒(méi)有確定的形狀尺寸，實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)具體要求來(lái)拼或裁切成一定外形尺寸。

橡膠隔振墊是最簡(jiǎn)單的橡膠隔振器之一。橡膠隔振墊選用橡膠為材料，天然橡膠由于變化小、拉力大、受破壞時(shí)延伸率長(zhǎng)，價(jià)格低廉，所以應(yīng)用較多。橡膠隔振墊有五種類型：平板橡膠墊、肋形橡膠墊、三角槽橡膠墊、凸臺(tái)橡膠墊、剪切形橡膠墊。

優(yōu)點(diǎn)：具有持久的高彈性，有良好的隔振、隔沖擊和隔聲性能；造型和壓制方便，能滿足剛度和強(qiáng)度的要求；具有一定的阻尼性能，可以吸收機(jī)械能量，對(duì)高頻振動(dòng)量的吸收尤為突出；由于橡膠材料和金屬表面間能牢固的黏結(jié)，因此不但易于制造安裝，而且還可以利用多層疊加減小剛度，改變其頻率范圍，價(jià)格低廉。

3 設(shè)計(jì)分析

3.1 大塊式鋼筋混凝土基礎(chǔ)方式

如采用常規(guī)大塊式鋼筋混凝土基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)計(jì)算需要采用4.5m×3.5m面積的大塊式鋼筋混凝土基礎(chǔ)，而且由于空間限制，必須貼近廠房框架柱，基礎(chǔ)相碰，無(wú)法脫開(kāi)。采用大塊式鋼筋混凝土基礎(chǔ)無(wú)法實(shí)施。

3.2 橡膠隔振器基礎(chǔ)方式

常規(guī)設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)工藝改造的要求。通過(guò)對(duì)廠房基礎(chǔ)和動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)的綜合考慮，采用橡膠隔振器基礎(chǔ)方式更有利于項(xiàng)目實(shí)施。通過(guò)計(jì)算分析，現(xiàn)場(chǎng)廠房采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，并將筏板基礎(chǔ)適度深埋，筏板基礎(chǔ)埋深-2.00m，在筏板上部布置動(dòng)力基礎(chǔ)的相應(yīng)位置，鋪設(shè)100mm厚橡膠隔震墊，以預(yù)埋角鋼埋件做框，配合螺栓固定，將橡膠隔振墊緊密固定在廠房筏板基礎(chǔ)上，最后以橡膠墊上表面作為動(dòng)力基礎(chǔ)支撐面，在橡膠墊上現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土振動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)了在有限空間內(nèi)，使廠房和動(dòng)力基礎(chǔ)合理布局。

4 實(shí)施效果

項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，基礎(chǔ)及廠房狀況良好，廠房無(wú)振感。經(jīng)過(guò)測(cè)試，基礎(chǔ)振幅小于0.05mm，基礎(chǔ)頂面控制點(diǎn)的最大振動(dòng)速度小于5.0mm/s，工廠業(yè)主和設(shè)備廠家給予了高度評(píng)價(jià)。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)橡膠減震墊的合理利用，解決了采用常規(guī)設(shè)計(jì)無(wú)法避免的大型動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)與廠房柱基礎(chǔ)相碰的難題，防止了振動(dòng)對(duì)廠房的影響，使得在有限空間下的改造升級(jí)得以順利進(jìn)行，變不可能為可能，并成功實(shí)施，保證了工藝生產(chǎn)裝置的改擴(kuò)建成功及安全運(yùn)行，為業(yè)主極大節(jié)省了投資。

[1] GB50040—1996， 動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Discussion on vibration damping design of vibration equipment

Yang Wei-kai，Zhang Wei-guang

Through the vibration damping effect of the rubber diaphragm，it avoids the collision between the foundation of the power equipment and the foundation of the powerhouse，which prevents the influence of the vibration on the plant and ensures the success and safe operation of the production and operation plant.

foundation；vibration reduction；rubber vibration pad

V443

A

1003–6490（2017）05–0117–01

2017–04–05

楊衛(wèi)凱（1980—），男，湖北天門人，工程師，主要從事工業(yè)和民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。