振动设备基础减振设计的探讨

杨卫凯，张伟光

（中石油北方工程设计有限公司，吉林吉林 132002）

振动设备基础减振设计的探讨

杨卫凯，张伟光

（中石油北方工程设计有限公司，吉林吉林 132002）

通过橡胶隔振垫的减振作用，避免了动力设备基础与厂房柱基础相碰，防止了振动对厂房的影响，保证了工艺生产装置的改扩建成功及安全运行。

基础；减振；橡胶减振垫

随着我国石油化工工业的发展，石油化工生产装置的规模不断扩大，大型振动设备得到了广泛应用。与之相对应的大块式设备基础开始被推行起来，技术不断进步。极大的促进生产效率的提高。然而，大块式设备基础因为体积大、占地面积多而受到工艺布置限制。需要在工程实际中合理考虑基础的设计方案。在这种情况下，动力基础的隔振处理就能合理解决空间的问题。在某石油化工改造项目中，通过减振优化，综合考虑厂房柱基础及振动设备基础的布置方案，在有限的空间里，增加了设备布置，使项目顺利得到了实施。

1 概述

某石油化工装置改造扩建过程中，根据工艺流程需要，增加两台大型动力设备，振动较大。常规设计需要采用大块式钢筋混凝土基础来满足设备使用要求，保障设备能够正常运行。改造过程中，因为土地资源限制，厂房不能扩大，设备必须贴近厂房框架柱布置。这样设备基础与厂房柱基础不可避免的要碰在一起。由于振动设备基础在周期性扰力的作用下，始终处于振动状态，为了避免对其他设备、生产厂房产生影响，其基础宜独立设置，与厂房基础或其他设备基础平面布置完全脱开，相互间净空距离不宜小于100mm。在这种情况下，为了保证改造项目的正常实施，采用基础隔振处理成为解决问题的合理途径。

2 动力设备基础设计方法简介

2.1 大块式钢筋混凝土基础方式

动力设备基础根据工艺专业布置、机组用途、功率大小、制造厂要求、地基条件等因素，综合确定机组基础的形式。对于风机、电动机、泵类等机器，一般采用大块式基础。

优点：基础具有长久稳定性、使用耐久性和足够的强度；施工方法简单易操作。

缺点：在动力的作用下，基础始终处于振动状态，为避免对周边设施的影响，其基础应独立设置；对空间布置要求较高。

2.2 橡胶隔振器基础方式

橡胶隔振器是利用橡胶材料制成的最简单的隔振元件，也是工程中常用的隔振装置。分为压缩型、剪切型、压剪复合型。橡胶隔振器一般由约束面和自由面构成，约束面通常和金属相接，自由面则是指垂直加载于约束面时产生变形的那一面。橡胶隔振器的隔振参数不仅于使用的橡胶材料成分有关，还与构成形状、受力方式等因素有关。隔振垫是由具有一定弹性的软材料，如橡胶、软木等构成。由于弹性塑料本身的自然特性，一般没有确定的形状尺寸，实际应用中可以根据具体要求来拼或裁切成一定外形尺寸。

橡胶隔振垫是最简单的橡胶隔振器之一。橡胶隔振垫选用橡胶为材料，天然橡胶由于变化小、拉力大、受破坏时延伸率长，价格低廉，所以应用较多。橡胶隔振垫有五种类型：平板橡胶垫、肋形橡胶垫、三角槽橡胶垫、凸台橡胶垫、剪切形橡胶垫。

优点：具有持久的高弹性，有良好的隔振、隔冲击和隔声性能；造型和压制方便，能满足刚度和强度的要求；具有一定的阻尼性能，可以吸收机械能量，对高频振动量的吸收尤为突出；由于橡胶材料和金属表面间能牢固的黏结，因此不但易于制造安装，而且还可以利用多层叠加减小刚度，改变其频率范围，价格低廉。

3 设计分析

3.1 大块式钢筋混凝土基础方式

如采用常规大块式钢筋混凝土基础设计，经过计算需要采用4.5m×3.5m面积的大块式钢筋混凝土基础，而且由于空间限制，必须贴近厂房框架柱，基础相碰，无法脱开。采用大块式钢筋混凝土基础无法实施。

3.2 橡胶隔振器基础方式

常规设计无法实现工艺改造的要求。通过对厂房基础和动力设备基础的综合考虑，采用橡胶隔振器基础方式更有利于项目实施。通过计算分析，现场厂房采用钢筋混凝土筏板基础，并将筏板基础适度深埋，筏板基础埋深-2.00m，在筏板上部布置动力基础的相应位置，铺设100mm厚橡胶隔震垫，以预埋角钢埋件做框，配合螺栓固定，将橡胶隔振垫紧密固定在厂房筏板基础上，最后以橡胶垫上表面作为动力基础支撑面，在橡胶垫上现浇整体式钢筋混凝土振动设备基础。实现了在有限空间内，使厂房和动力基础合理布局。

4 实施效果

项目建成投产后，设备运行稳定，基础及厂房状况良好，厂房无振感。经过测试，基础振幅小于0.05mm，基础顶面控制点的最大振动速度小于5.0mm/s，工厂业主和设备厂家给予了高度评价。

5 结束语

现场通过橡胶减震垫的合理利用，解决了采用常规设计无法避免的大型动力设备基础与厂房柱基础相碰的难题，防止了振动对厂房的影响，使得在有限空间下的改造升级得以顺利进行，变不可能为可能，并成功实施，保证了工艺生产装置的改扩建成功及安全运行，为业主极大节省了投资。

[1] GB50040—1996， 动力机器基础设计规范[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

杨卫凯（1980—），男，湖北天门人，工程师，主要从事工业和民用建筑结构设计工作。