活塞式压缩机基础设计方法

辛宇

北京石油化工工程有限公司西安分公司

活塞式压缩机基础设计方法

辛宇

北京石油化工工程有限公司西安分公司

在石油化工企业的日常生产过程，会较多的用到活塞式压缩机，因为其具有结构相对简洁，使用寿命更长，且能够较好的实现大容量输出及高压输出等优点。虽然活塞压缩机具有诸多的优点，但也具有一定的缺点，如振动大、噪声相对大些、输出有脉冲等等。因此要在活塞式压缩机的设备过程中就尽最大可能的优化设计方案，避免或尽量避免以上缺点为活塞式压缩机正常工作的影响。在日常的活塞式压缩机基础的设计工作，通常会运用专业化的设计软件来完成其相关设计。本文中主要针对活塞式压缩机基础设计方法进行了详细的分析及论述，以期为相关的设计工作提供有价值的参考。

活塞式压缩机；基础设计方法；分析研究

活塞式压缩机在工作中通常是由气缸、肠子阀以及做往复运动的活塞的共同作用来完成相应的工作任务的。活塞压缩机组通常以电动机、压缩机为主要部件，这两部分是由定子与转子构成，其中转子工作时引起的振动使得活塞式压缩机产生基础性振动。在进行活塞式压缩机基础进行相关参数计算及设计时，最主要的目的就是使其振动得到有效的控制，从而保证活塞式压缩机的工作不受振动的影响，使所设计的活塞式压缩机更加可靠，降低故障发生机率，增加使用寿命。

一、压缩机基础的计算方法

共振法和振幅法是活塞式压缩机较为常见的计算方法，在设计过程中，使用共振法为了避免共振现象的发生，自振频率要与机器的工作频率之间存在±20%左右的差值，而用振幅法设计是要将振幅值控制在允许的范围之内。我国压缩机动力计算规范是基于振幅法制定的。因为该方法更加直观，并可通过实测的方法进行设计方案合理性检验。基础振幅越小，动力性能越好。

二、压缩机基础的构造要求

1.在进行压缩机基础外该设计时，其尺寸通常要根据制造单位所出据的相关图纸及工艺要求等相关资料来设计，其基础形式通常是大块式，如若机器操作平台需置于二楼，应选取墙式。此外，在基础形式设计中，应尽量遵循结构简，质量对称，不出现应力集中，提高刚度。

2.所设计的压缩机基础需区别于厂房等其它形式的建筑物，如这些建筑物地基与压缩机基础埋置尝试十分接近时，那么各结构之间应距离应控制在100毫米以上。当压缩机振动影响到其工作范围内的人员或机器等时，需调整其摆放方位或进行隔振处理。

3.压缩机基础最好选择置于均匀土层上，且最好为中低压缩性土层，当工作地为软弱地基时，需进行一定的地基处理工作。同时，应尽量选取更符合实际情况的地基动力参数，选取原则如下：当机器的扰力圆频率小于机组竖向固有圆频率时，基础的埋置深度和地面对地基刚度影响宜少考虑。

4.在进行基础设计时，不可忽略固有圆频率发生变更问题。在确定基础材料时应优先考虑以下问题：用于基础建造的原料尽量选用钢筋混凝土或混凝土形式，且混凝土强度应大于C20，用于垫层的混凝土等级为C15。基础底板悬臂长度：混凝土底板，不宜大于板的厚度；钢筋混凝土底板，竖向振动为主时，不宜＞2.5倍板厚；水平振动为主时，不宜＞3.0倍板厚。机器底边缘至基础边缘的距离不应＜100mm。

5.墙式基础和体积＞40m3的块体基础或＜40m3的带有悬臂式底板的块体基础，应沿四周，顶面和底面配置钢筋网，其基础钢筋可按下列规定配置：块体基础的侧面，顶面设置钢筋网，直径为10～14mm，间距为200～300mm；墙式基础墙面钢筋网，竖向钢筋直径为12～16mm，水平向钢筋直径为10～14mm，间距为200～300mm。

6.当压缩机的沉降较为敏感或机器本身有生产过程中具有十分重要的地位时，要依据演出观测点设置原则及实际工作情况，在活塞式压缩机基础周围安置沉降观测点，对基础进行永久沉降观测。

7.如果按照设计要求设计的压缩机基础体积很大时，要想完成基础建造，仅进行一次混凝土浇灌，是不能满足设计要求的，可通过在底板表面设置施工缝，且在底板顶与上部基础衔接处加设重直插筋。

三、压缩机基础设计的计算

1.手工计算

手工计算包括扰力计算、静力计算、动力计算；扰力计算：水平扰力、垂直扰力、回转力矩和扭转力矩计算；静力计算：基组重心的核算，地基承载力验算和基础局部构件的承载力验算；动力计算：进行基础的动力计算时，应确定基础上的扰力和扰力矩的方向和位置，并计算基础顶面最大振动线位移和最大振动速度；因手算复杂，花费时间长，结果易出错，所以不再采用。扰力计算：水平扰力、垂直扰力、回转力矩和扭转力矩计算；静力计算：基组重心的核算，地基承载力验算和基础局部构件的承载力验算；动力计算：进行基础的动力计算时，应确定基础上的扰力和扰力矩的方向和位置，并计算基础顶面最大振动线位移和最大振动速度。

2.用计算机软件计算

常用的压缩机基础计算机软件采用中国石化集团公司建筑设计技术中心站的BMCAD大块式动力基础设计程序。软件功能如下：能在输入相关的数据条件下完成基础的静力，动力计算；软件的静力计算：地基强度验算、基础偏心值验算、基础碰撞等的验算；软件的动力计算：各种动力参数、振动线位移、速度、频率等的计算；绘图功能：绘制基础模板图、基础配筋图等；总之，通过进行系统计算，可以快捷形成各种计算结果文件和图形输出。

结语：

综上所述，本文通过对活塞式压缩机基础设计中的相关参数的计算方法及设计方法的分析和探讨，达实现了对活塞式压缩机基础设计方法的归纳和总结。在这一设计工作中，相应的动力基础设计和计算，比较复杂，且难度较大，在计算过程当中应严格把握计算方法，并较好的利用高水平的现代化计算手段，从而更好的完成相关设计内容。此外，在进行具体的活塞式压缩机施工图设计时，要对较易出现问题的结构多加注意，并进行适时的监督及复核工作，从而完成整体的高质量活塞式压缩机设计，使设计产品更好的满足工程需求。

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