动力机器基础的设计要点
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动力机器基础的设计要点
王建 哈尔滨 电机厂有 限责任公司 黑龙江哈尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０
【 摘 要】工业 生产当中机械必不可少， 机械在平地运行 由于作业振 动 准合理 有效 ， 从而给现 场操 作员营造 良好 工作氛围， 保护机 器的使用寿 会给 生产和 设备本身带来影响。动力机 械基础可以解决这个 问题， 但是机 命。
设 计状况一 安装 、 检 修期 ； 偶 然设 计状况 、 地震设 计状况等 多种 设计 环 础沉 降 的现 象 ， 消除软 土地 基导致 机 器运行不平稳 带来 的安全 隐患 。 境。 通 过选 用： 基本组合、 标准 组合或 准永久组合 以及偶然组合、 地震 组 定心工作是动力机 器基础 设计的要点之一， 也是相 对来说 容易进行计算 合进行相关设计 计算。 的。 在计算过 程中对于高低转 速不 同的机 器， 要选择不 同类型的基础 ， 通常情况下仅仅 进行地 基和 结 构承载 能 力的测算 ， 但是 对于 重型 般而 言低转 速用块 体 式基础 ， 而 高转 速用 构架 式基 础， 低 转速 指每
器基础 的设计也要遵循设计要点 ， 本文对其进行先要 分析。 【 关键词 】机械 ； 动力机 器； 机 器基础； 设计要点 动力机器基础 设计的显著 特征是 机器结构 动力性的相 关需求 得到 ２ ０ Ｈｚ 】 ， 这个 频率和 机器干扰 频率近似 ， 非常容 易与中低 速转 速 的动 力 满足是设计的前 提，同时也要让强度、 刚度和 稳定性达 到相关的标准 。 机 器发生 共振 。 ２ ． 荷 载和 组合 块 体式 基础是 由质量块 和地 基土两部 分组 成 ， 地基土 对基础的 重 ２ ． １ 荷 载的分类 大影 响可以 用弹簧模拟 地 基刚度表 示 ， 一般 情况下机 器基础 的振动 频 动力机 器基础所 承受的荷 载 ， 分 为有动 态（ 动力） 荷 载和 静态（ 静力） 率是通 过对 地基 动力特征 参数 进行分析计 算出来 的。 在 振动 频率测 算 荷载 两种。 动态荷 载使结 构的 动力反应 明显 ， 动 荷载 效应不 容忽视 ， 包 当中要注意 不同类 型的动力机 器要运用对应 的测算 方式 以提高测算 的 含有机 器扰 力、 扰 力矩 、 冲击力等 ； 而静态 荷载 则是工程 结构 一般 常见 准确度 。 如果基 础的振 动频 率是干扰 频率 的３ ／ ４ ３ ０ ５ ／ ４ 常常会与平稳 工 的各类恒 、 活荷载 ， 以及专为结构动 内力计算 ， 特有 的静力当量荷 载 ， 简 称 “ 当量荷 载” 。 ２ ． ２ Ｎ载的选取 作状 态下 的机器发生 共振 ， 一定会 与开停 机过 程中低转 速 的机 器发 生 共振 ， 所 以提 高基础 振动 频率测 算的准 确性 对动力机 器基础 设计非 常 重要， 它对 设备 的安全运行有 重要 的影响 ， 对于相关动力设 备选择提 供 由于动 力机 器品种 类型众多， 不同的机器产生的动力荷载 及其 特点 安全 运 行条件的 机 器基础提 供科 学可靠的 参考数 据 ， 为了较 为准确 的 各不 相同 。 工程 建 设中， 将常用机 器的动 力荷载 大体 分为 ： 旋 转式 机 度等 多个 维度进行分析计 扰 力一 简谐振动 荷载 ； 往复式机 器扰 力（ 曲柄机 构使旋转 与往 复并存） ～ 算。 复合扰力荷载以及 脉冲类含冲压荷载 和落锤荷 载一 冲击力荷载 等。 ４ ． ２ 配 置和 验算
２ ． ３ 荷载效 应组合 基础底面 中心和机组 的质心两者所确 定的直线要 数值 向下， 但是实 动 力机器基础 结构 静态效应 验算 ， 应包 括承 载能力 极限状 态和 正 际上是 不可能百分之百达到 的， 但 是偏心 率要在 一定 范围内。 这个过 程 常使 用极 限状 态 的验 算 ， 并应 区分 持久设 计状 况一正 常使用 期 ； 短 暂 称为 定心过 程，定心的测 算能够 有效 避 免基础 因为不够 均匀而发 生基
一
安 装要追 加结 构承 载能力测 算 ， 对于 机器运作 出现意外 事故 概率较 大 分钟 转速小于７ ５ ０ 转， 高 转速指每 分钟大干 １ ０ ０ ０ 转。 的还要 基础结 构要应 用偶然 组合测 算承载 能力的极 限值 ， 对 于形 态高 ５ ． 基本 构 造 措施 大和发生 地震一 出问题 的构架式 基础要 增加地震 设计状况 结构测 算。 结 构构 造措 施也是 动力机 器基础设 计 的要点之一 ， 如果实 际机 器 另外 ， 动 力机 器基 础多应有到 能源 、 化 工等生 产环境 中， 物料 对设 备的 构造 与设计方案偏 差较大 ， 就无法让机 器有良好的传力和承 载能 力， 会 腐蚀现象常有发生 ， 所以最好还要 对基 础做变形测 算。 这些测算都 要根 让机 器工作中存在安全 隐患 ， 整个生 产出的机器基础的质量没有保障 。 据 国家相关标准 进行。 从某 种程 度上说结 构构 造设计合理 能够显示 出机器内在 的逻 辑 联系，
４ ． 配 置 及验 算 ４ ． １ 结构特征 工 艺专业 配置和 工程 条件决 定了动力机 器基础 的形式 ， 而 形式 又 １ ． 动力机 器 基础 的 分类 和 特征 确 定了它的结 构体 系。 其 中块状 体式 的刚度 大小取 决于 地基 的弹性 大 按扰 力类 型分为 旋转 式机 器、 破 碎机 和磨 机 、 曲柄 连杆往 复式 机 小 ， 两者 之间呈 负相关 ， 地 基 弹性 大小 决 定了机器 基础 的 固有 频率 ， 器、 冲击 式机 器、 金属 切削机 床、压力机 。按基础 形式分 为大块 式 和墙 频 率和 弹性 成正 比例 关系。 一 般情 况下， 块 体式 基 础的水 平 回转 耦 合 式， 框 架式。 振 动固有频率 区间是［ ４ Ｈ ｚ ， ｌ ０ Ｈｚ ］ ， 而竖 向振 动固有频率 区间是［ ７ Ｈｚ ，
王建 哈尔滨 电机厂有 限责任公司 黑龙江哈尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０
【 摘 要】工业 生产当中机械必不可少， 机械在平地运行 由于作业振 动 准合理 有效 ， 从而给现 场操 作员营造 良好 工作氛围， 保护机 器的使用寿 会给 生产和 设备本身带来影响。动力机 械基础可以解决这个 问题， 但是机 命。
设 计状况一 安装 、 检 修期 ； 偶 然设 计状况 、 地震设 计状况等 多种 设计 环 础沉 降 的现 象 ， 消除软 土地 基导致 机 器运行不平稳 带来 的安全 隐患 。 境。 通 过选 用： 基本组合、 标准 组合或 准永久组合 以及偶然组合、 地震 组 定心工作是动力机 器基础 设计的要点之一， 也是相 对来说 容易进行计算 合进行相关设计 计算。 的。 在计算过 程中对于高低转 速不 同的机 器， 要选择不 同类型的基础 ， 通常情况下仅仅 进行地 基和 结 构承载 能 力的测算 ， 但是 对于 重型 般而 言低转 速用块 体 式基础 ， 而 高转 速用 构架 式基 础， 低 转速 指每
器基础 的设计也要遵循设计要点 ， 本文对其进行先要 分析。 【 关键词 】机械 ； 动力机 器； 机 器基础； 设计要点 动力机器基础 设计的显著 特征是 机器结构 动力性的相 关需求 得到 ２ ０ Ｈｚ 】 ， 这个 频率和 机器干扰 频率近似 ， 非常容 易与中低 速转 速 的动 力 满足是设计的前 提，同时也要让强度、 刚度和 稳定性达 到相关的标准 。 机 器发生 共振 。 ２ ． 荷 载和 组合 块 体式 基础是 由质量块 和地 基土两部 分组 成 ， 地基土 对基础的 重 ２ ． １ 荷 载的分类 大影 响可以 用弹簧模拟 地 基刚度表 示 ， 一般 情况下机 器基础 的振动 频 动力机 器基础所 承受的荷 载 ， 分 为有动 态（ 动力） 荷 载和 静态（ 静力） 率是通 过对 地基 动力特征 参数 进行分析计 算出来 的。 在 振动 频率测 算 荷载 两种。 动态荷 载使结 构的 动力反应 明显 ， 动 荷载 效应不 容忽视 ， 包 当中要注意 不同类 型的动力机 器要运用对应 的测算 方式 以提高测算 的 含有机 器扰 力、 扰 力矩 、 冲击力等 ； 而静态 荷载 则是工程 结构 一般 常见 准确度 。 如果基 础的振 动频 率是干扰 频率 的３ ／ ４ ３ ０ ５ ／ ４ 常常会与平稳 工 的各类恒 、 活荷载 ， 以及专为结构动 内力计算 ， 特有 的静力当量荷 载 ， 简 称 “ 当量荷 载” 。 ２ ． ２ Ｎ载的选取 作状 态下 的机器发生 共振 ， 一定会 与开停 机过 程中低转 速 的机 器发 生 共振 ， 所 以提 高基础 振动 频率测 算的准 确性 对动力机 器基础 设计非 常 重要， 它对 设备 的安全运行有 重要 的影响 ， 对于相关动力设 备选择提 供 由于动 力机 器品种 类型众多， 不同的机器产生的动力荷载 及其 特点 安全 运 行条件的 机 器基础提 供科 学可靠的 参考数 据 ， 为了较 为准确 的 各不 相同 。 工程 建 设中， 将常用机 器的动 力荷载 大体 分为 ： 旋 转式 机 度等 多个 维度进行分析计 扰 力一 简谐振动 荷载 ； 往复式机 器扰 力（ 曲柄机 构使旋转 与往 复并存） ～ 算。 复合扰力荷载以及 脉冲类含冲压荷载 和落锤荷 载一 冲击力荷载 等。 ４ ． ２ 配 置和 验算
２ ． ３ 荷载效 应组合 基础底面 中心和机组 的质心两者所确 定的直线要 数值 向下， 但是实 动 力机器基础 结构 静态效应 验算 ， 应包 括承 载能力 极限状 态和 正 际上是 不可能百分之百达到 的， 但 是偏心 率要在 一定 范围内。 这个过 程 常使 用极 限状 态 的验 算 ， 并应 区分 持久设 计状 况一正 常使用 期 ； 短 暂 称为 定心过 程，定心的测 算能够 有效 避 免基础 因为不够 均匀而发 生基
一
安 装要追 加结 构承 载能力测 算 ， 对于 机器运作 出现意外 事故 概率较 大 分钟 转速小于７ ５ ０ 转， 高 转速指每 分钟大干 １ ０ ０ ０ 转。 的还要 基础结 构要应 用偶然 组合测 算承载 能力的极 限值 ， 对 于形 态高 ５ ． 基本 构 造 措施 大和发生 地震一 出问题 的构架式 基础要 增加地震 设计状况 结构测 算。 结 构构 造措 施也是 动力机 器基础设 计 的要点之一 ， 如果实 际机 器 另外 ， 动 力机 器基 础多应有到 能源 、 化 工等生 产环境 中， 物料 对设 备的 构造 与设计方案偏 差较大 ， 就无法让机 器有良好的传力和承 载能 力， 会 腐蚀现象常有发生 ， 所以最好还要 对基 础做变形测 算。 这些测算都 要根 让机 器工作中存在安全 隐患 ， 整个生 产出的机器基础的质量没有保障 。 据 国家相关标准 进行。 从某 种程 度上说结 构构 造设计合理 能够显示 出机器内在 的逻 辑 联系，
４ ． 配 置 及验 算 ４ ． １ 结构特征 工 艺专业 配置和 工程 条件决 定了动力机 器基础 的形式 ， 而 形式 又 １ ． 动力机 器 基础 的 分类 和 特征 确 定了它的结 构体 系。 其 中块状 体式 的刚度 大小取 决于 地基 的弹性 大 按扰 力类 型分为 旋转 式机 器、 破 碎机 和磨 机 、 曲柄 连杆往 复式 机 小 ， 两者 之间呈 负相关 ， 地 基 弹性 大小 决 定了机器 基础 的 固有 频率 ， 器、 冲击 式机 器、 金属 切削机 床、压力机 。按基础 形式分 为大块 式 和墙 频 率和 弹性 成正 比例 关系。 一 般情 况下， 块 体式 基 础的水 平 回转 耦 合 式， 框 架式。 振 动固有频率 区间是［ ４ Ｈ ｚ ， ｌ ０ Ｈｚ ］ ， 而竖 向振 动固有频率 区间是［ ７ Ｈｚ ，
