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压缩装置的构成要素与注意事项

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-01-14 15:14:49 来源: 作者:用户70716    浏览次数:1    
摘要

由于压缩机运转时会产生较大不平衡惯性力即扰力,而这种不平衡惯性力会引起地基及基础的振动,过大的地基及基础的振动会产生一系列不良影响,如降低地基土的强度、增加基础的沉降量,造成建(构)筑物的开裂和破坏,影响工人健康和劳动生产率,影响机器的正常工作,甚至造成压缩机的损坏或停产,其损失程度远远超过基础的投资。因此正确合理的基础设计在整个设计中占首要位置。 1压缩机的分类压缩机因其扰力产生的机理不同,通常...

由于压缩机运转时会产生较大不平衡惯性力即扰力,而这种不平衡惯性力会引起地基及基础的振动,过大的地基及基础的振动会产生一系列不良影响,如降低地基土的强度、增加基础的沉降量,造成建(构)筑物的开裂和破坏,影响工人健康和劳动生产率,影响机器的正常工作,甚至造成压缩机的损坏或停产,其损失程度远远超过基础的投资。因此正确合理的基础设计在整个设计中占首要位置。

1压缩机的分类压缩机因其扰力产生的机理不同,通常分为两大类:1)活塞式压缩机。其扰力以往复运动产生的质量惯性力为主,可分为一谐波和二谐波(更高谐波可以忽略) ,其频率分别为主轴转速的一倍和二倍。这种机器的特点是起动容易、性能稳定、运转费用低,但是平衡性差、振幅大,而且由于转速低,有可能引起附近建筑物和其中部分构件的共振。2)透平压缩机。其扰力是由旋转部分的质量不平衡引起的,只有一谐波,其频率与主轴转速相同。这种机器的特点是工作频率高、平衡性能好和振幅小,但运转费用相对较高。

2压缩机基础的结构类型压缩机基础的结构类型主要有大块式、墙式及框架式三种。

1)大块式基础:应用*广,其特点是基础本身刚度大,动力计算时可不考虑基础本身的变形,按地基上的刚体进行振动计算。2)墙式基础:由承重的纵、横向墙组成。以上两种基础中均预留有安装和操作机器所必需的沟槽和孔洞。3)框架式基础:一般仅用于平衡性较好的中、高频透平压缩机,其上部结构是固定在一块连续底板或可靠基岩上的立柱以及立柱上端刚性连接的纵、横梁组成的弹性体系,可按框架结构计算。

3压缩机基础的设计步骤1)收集设计资料: a.机器的型号、规格、功率、转速、传动方式、重心位置、轮廓尺寸、底座尺寸。b.压缩机组的附属设备及主要管道的自重、作用点及固定方式。c.与设备有关的预留沟槽、孔洞、地脚螺栓和预埋件的尺寸和位置。d.基础的平面位置及邻近建筑物的基础图。e.建筑场地的工程地质勘察资料及地基动力特性试验资料。f.机器的扰力及扰力矩大小、作用方向、作用点。2)依据以上资料初步选定基础尺寸及基础的结构形式。3)依据动力机器基础设计规范,合理选择基础的振动允许限值。4)根据地基强度和机组(压缩机基础和基础上的机器、附属设备、填土的总称)重力,验算地基的承载力、沉降变形。5)按初步选定的基础尺寸,计算机组的总质心位置,并合理调整基础尺寸,力求使机组的总质心位置与基础底面形心位于同一铅垂线上。6)墙式基础和框架式基础的静力计算:按基础上的静荷载和动荷载换算成的当量荷载作为设计荷载,按现行钢筋混凝土规范进行基础的强度和配筋计算。7)动力计算:按机器的扰力性质,采用相应的动力计算公式,计算基础的振动线位移、振动速度或均方根速度,使之不超过振动允许限值。8)依据以上计算结果及有关规范的构造要求绘制施工图。

4压缩机基础设计中应注意的问题1)合理选择基础形式:对活塞式压缩机应采用大块式或墙式基础,对高转速透平压缩机宜采用框架式基础。尽可能使基组的固有频率与机器的扰力频率错开30%以上,以免发生共振。

2)对大块式或墙式基础应合理选择地基的动力参数(地基的抗压刚度系数、阻尼比、参振质量等) ,值得指出的是对地基刚度系数的取值不是越小越安全,对机组的固有频率高于机器的扰力频率即机组在共振前工作的基础,地基刚度系数取小是偏于安全的,但当机组的固有频率不可能超过机器的扰力频率即机组在共振后工作时,地基刚度取小就不安全。另外,此时还必须充分考虑基础埋深对地基刚度、阻尼比的提高作用。

3)压缩机器基础宜设置在均匀的低、中压缩性土层上,如遇软弱地基、湿陷性黄土、膨胀土或沟、坑、墓穴、溶洞时,应采取相应措施,慎重对待。在地基的受力层范围内易发生振动液化的饱和粉细砂,可能产生严重振陷的松散砂土和人工填土,不宜做天然地基,宜采用桩基或其他合理、经济、有效的地基加固方案,以避免基础产生有害的沉降。

4)合理地选择基础的几何尺寸:a.对大块式或墙式基础应在可能条件下降低基础高度,以减小由于机器的水平扰力而产生的扰力矩。b.对转速不大于800 r/ min的机器,设计中应提高机组的固有频率,使机组的固有频率高于机器的扰力频率,使机组在共振前工作。这可通过采用加大基底面积、减小基础埋置深度、采用联合基础或增加地基刚度的方法来实现。c.对转速大于800 r/ min的机器,很容易与机组发生共振,设计中应合理选择地基刚度系数,使机组的自频计算尽量准确,以正确指导调频方向。

当设计采用的机组固有频率低于机器的扰力频率,即机组在共振后工作时,机器在启动和停止运转过程中,必然要通过共振区,为了避免瞬时性的过大振动,可通过合理调整基础埋深和基底面积设法加大机组的阻尼比。d.对框架式基础,要求底板刚度大,基础下半部的自重(包括柱自重之半、底板自重、底板上附属设备及填土自重等)大于基础上半部的自重(包括柱自重之半、顶板自重、安装在顶板上的机器自重等)。e.机器的竖向扰力,应力求通过机组的质心和基础的底面形心;机器的水平扰力,应力求通过机组质心的平面,以避免产生回转或扭转力矩。f.机组的总重心与基础底面形心宜位于同一铅垂线上,如偏心不可避免时,其偏心距不应超过相应方向底板边长的3%.

5)压缩机基础设计时宜设调频措施,如在适当位置预留钢筋,以便在机器试运转时,发生过大的振动。

6)压缩机基础一般与建筑物的基础、上部结构以及混凝土地面分开。但活塞式压缩机基础由于地坪对基础的嵌固作用可提高地基刚度,减小基础振动,所以基础与地坪间可不设缝。

5结语压缩机基础的设计和建造是建筑工程中一项复杂的课题,除土建专业设计应立足于基础调频、加固地基等措施外,还必须从总图布置、工艺布置以及施工等各个环节综合考虑,严格控制,以达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的设计要求。

 
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