什么是机器基础设计?

[拼音]：jiqi jichu sheji

[外文]：machine foundation design

其目的在于保证机器本身的正常使用和防止对邻近机器、建筑物的危害及减少对周围人员的影响。设计机器基础时应先确定基础对动荷载的反应。动荷载引起的惯性力，如果是基础所受的全部荷载中的一个重要部分，则应对基础作动力计算；如果运动是缓慢的，惯性力可以略去不计时，则可以不考虑荷载的动力特性，而将动荷载变为当量静荷载考虑。对后一情况，基础不需要进行动力计算（如一般的机床基础和水压机基础）。

对于需要进行动力计算的机器基础，都应根据当地的地质条件和周围环境，首先满足静荷载下地基土的设计要求，然后再满足动荷载所附加的设计要求，即基础的振动不超过容许振动限值。容许振动限值根据下列条件制定：

（1）应保证机器的正常运转；

（2）由基础产生的振动，对邻近的仪表、机器、建筑物以及附近的人员不产生有害的影响。

设计机器基础前，须收集下列资料作为依据：

（1）机器的技术性能，包括型号、工作转速、重量(机器总重、有些机器还应列出转子或定子的重量)、轴的临界转速、功率、传动方式、重心位置及轮廓尺寸等。

（2）机器的不平衡扰力和扰力矩及作用位置，其他荷载的分布位置、面积、大小、方向等。

（3）工艺布置图，包括各种动力机器的位置（如螺栓安装位置、辅助机器及管道安装位置等），需隔振的机器、仪表的位置及隔振要求。

（4）对基础的要求，包括机器底座的轮廓尺寸和基础平面位置图；辅助机器、管道位置以及沟、坑、洞的位置和尺寸图；二次灌浆的厚度和尺寸；锚固螺栓、预埋件的尺寸和位置等。

（5）拟建场地的工程地质和水文地质资料，包括室内或原位测试所得的土动力参数。

（1）确定容许振动限值。对承受动荷载的基础应采用工作状态（或某一特定频率）时振幅的极限值，或峰值速度的极限值，或峰值加速度的极限值作为设计标准。这些极限值是根据设计功能遭到“破坏”的原则确定的。

（2）确定动荷载。动荷载的类型不同，随时间改变的规律也各异，作用于机器基础上的性质也就不同。如果动荷载随时间的变化是已知的（这种荷载称为非随机荷载，如谐振荷载、周期荷载、冲击荷载等）。则反应分析通常称为数定分析。如果荷载随时间的变化不是完全已知的（这种荷载称为随机荷载），则反应分析可从统计结果中进行，称为非数定分析。

动荷载作用下的基础反应用基础位移表示。数定分析能导出相应于非随机荷载下的位移-时间过程。 基础的其他数定反应（如应力、应变、内力等反应）可从位移反应中求得。非数定分析只能提供有关位移的统计资料；由于位移随时间的变化是不确定的，基础的其他数定反应必须用特定的非数定分析方法直接计算。

（3）选择机器基础计算模型。常用的计算模型有基床反力模型和d性半空间模型（见机器基础计算模型）。为了尽量避免基础与机器发生共振，必须慎重选择地基土的动力参数。

（4）选择基础方案、确定基础形式和尺寸。基础振动的大小直接与机器本身扰力的大小和扰力作用点的位置有关。因此，要求机器尽量减少扰力并降低作用点的位置，力求机器与基础联合重心与基础底面形心位于同一垂直线上，并尽量使扰力作用线与机组轴线位于基础对称面内。

基础尺寸最后应保证振动计算值在容许振动限值以内，否则应采取减振措施（如调整扰力；增大阻尼、刚度或质量；设置吸振器等）或隔振措施（见机器基础隔振）。

机器基础不宜与建筑物以及它们的基础连接，以免基础振动对建筑物的影响。对承受振动的管道不宜直接搁置在建筑物上，以免管道振动传到建筑物上引起建筑物局部共振。此外，必须注意机器基础的构造，并保证基础整体刚度，防止构件的过大变形和开裂。