振動設備基礎減振設計的探討

楊衛凱，張偉光

（中石油北方工程設計有限公司，吉林吉林 132002）

振動設備基礎減振設計的探討

楊衛凱，張偉光

（中石油北方工程設計有限公司，吉林吉林 132002）

通過橡膠隔振墊的減振作用，避免了動力設備基礎與廠房柱基礎相碰，防止了振動對廠房的影響，保證了工藝生產裝置的改擴建成功及安全運行。

基礎；減振；橡膠減振墊

隨著我國石油化工工業的發展，石油化工生產裝置的規模不斷擴大，大型振動設備得到了廣泛應用。與之相對應的大塊式設備基礎開始被推行起來，技術不斷進步。極大的促進生產效率的提高。然而，大塊式設備基礎因為體積大、占地面積多而受到工藝布置限制。需要在工程實際中合理考慮基礎的設計方案。在這種情況下，動力基礎的隔振處理就能合理解決空間的問題。在某石油化工改造項目中，通過減振優化，綜合考慮廠房柱基礎及振動設備基礎的布置方案，在有限的空間里，增加了設備布置，使項目順利得到了實施。

1 概述

某石油化工裝置改造擴建過程中，根據工藝流程需要，增加兩臺大型動力設備，振動較大。常規設計需要采用大塊式鋼筋混凝土基礎來滿足設備使用要求，保障設備能夠正常運行。改造過程中，因為土地資源限制，廠房不能擴大，設備必須貼近廠房框架柱布置。這樣設備基礎與廠房柱基礎不可避免的要碰在一起。由于振動設備基礎在周期性擾力的作用下，始終處于振動狀態，為了避免對其他設備、生產廠房產生影響，其基礎宜獨立設置，與廠房基礎或其他設備基礎平面布置完全脫開，相互間凈空距離不宜小于100mm。在這種情況下，為了保證改造項目的正常實施，采用基礎隔振處理成為解決問題的合理途徑。

2 動力設備基礎設計方法簡介

2.1 大塊式鋼筋混凝土基礎方式

動力設備基礎根據工藝專業布置、機組用途、功率大小、制造廠要求、地基條件等因素，綜合確定機組基礎的形式。對于風機、電動機、泵類等機器，一般采用大塊式基礎。

優點：基礎具有長久穩定性、使用耐久性和足夠的強度；施工方法簡單易操作。

缺點：在動力的作用下，基礎始終處于振動狀態，為避免對周邊設施的影響，其基礎應獨立設置；對空間布置要求較高。

2.2 橡膠隔振器基礎方式

橡膠隔振器是利用橡膠材料制成的最簡單的隔振元件，也是工程中常用的隔振裝置。分為壓縮型、剪切型、壓剪復合型。橡膠隔振器一般由約束面和自由面構成，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產生變形的那一面。橡膠隔振器的隔振參數不僅于使用的橡膠材料成分有關，還與構成形狀、受力方式等因素有關。隔振墊是由具有一定彈性的軟材料，如橡膠、軟木等構成。由于彈性塑料本身的自然特性，一般沒有確定的形狀尺寸，實際應用中可以根據具體要求來拼或裁切成一定外形尺寸。

橡膠隔振墊是最簡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、受破壞時延伸率長，價格低廉，所以應用較多。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、凸臺橡膠墊、剪切形橡膠墊。

優點：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，能滿足剛度和強度的要求；具有一定的阻尼性能，可以吸收機械能量，對高頻振動量的吸收尤為突出；由于橡膠材料和金屬表面間能牢固的黏結，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，價格低廉。

3 設計分析

3.1 大塊式鋼筋混凝土基礎方式

如采用常規大塊式鋼筋混凝土基礎設計，經過計算需要采用4.5m×3.5m面積的大塊式鋼筋混凝土基礎，而且由于空間限制，必須貼近廠房框架柱，基礎相碰，無法脫開。采用大塊式鋼筋混凝土基礎無法實施。

3.2 橡膠隔振器基礎方式

常規設計無法實現工藝改造的要求。通過對廠房基礎和動力設備基礎的綜合考慮，采用橡膠隔振器基礎方式更有利于項目實施。通過計算分析，現場廠房采用鋼筋混凝土筏板基礎，并將筏板基礎適度深埋，筏板基礎埋深-2.00m，在筏板上部布置動力基礎的相應位置，鋪設100mm厚橡膠隔震墊，以預埋角鋼埋件做框，配合螺栓固定，將橡膠隔振墊緊密固定在廠房筏板基礎上，最后以橡膠墊上表面作為動力基礎支撐面，在橡膠墊上現澆整體式鋼筋混凝土振動設備基礎。實現了在有限空間內，使廠房和動力基礎合理布局。

4 實施效果

項目建成投產后，設備運行穩定，基礎及廠房狀況良好，廠房無振感。經過測試，基礎振幅小于0.05mm，基礎頂面控制點的最大振動速度小于5.0mm/s，工廠業主和設備廠家給予了高度評價。

5 結束語

現場通過橡膠減震墊的合理利用，解決了采用常規設計無法避免的大型動力設備基礎與廠房柱基礎相碰的難題，防止了振動對廠房的影響，使得在有限空間下的改造升級得以順利進行，變不可能為可能，并成功實施，保證了工藝生產裝置的改擴建成功及安全運行，為業主極大節省了投資。

[1] GB50040—1996， 動力機器基礎設計規范[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

楊衛凱（1980—），男，湖北天門人，工程師，主要從事工業和民用建筑結構設計工作。