立磨基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、第2 8卷第1期2 0 12年1丿jgans sc inceandtechnolgyv o 1 2 8 no 1j a n 2 0 12立磨基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)楊濤（中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司，廿肅蘭州7 3 0 0 0 0 ）摘 要：我國(guó)的建材和化工行業(yè)正逐步向規(guī)?；⒓瘓F(tuán)化方向發(fā)展，但由于原燃材料價(jià)格據(jù)高不下、電力價(jià)格逐步攀 升、能源供應(yīng)日趨緊張，使得建材和化工企業(yè)的決策者和設(shè)計(jì)人員都期望通過(guò)采用先進(jìn)的技術(shù)裝備，大幅度降低電 力消耗、材料消耗及人工費(fèi)用，提髙全員勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此，采用高效節(jié)能的立磨代替管磨就成了必然。就此，從工 程實(shí)例出發(fā)，簡(jiǎn)單地介紹了立磨基礎(chǔ)的選型、-般設(shè)計(jì)要求、構(gòu)造

2、與隔振措施，并對(duì)立屛設(shè)計(jì)提出兒點(diǎn)建議。關(guān)鍵詞：建材和化工行業(yè)；立磨基礎(chǔ)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：建議中圖分類號(hào)：t u 3 2 2因此設(shè)計(jì)人員分工合作，查勘現(xiàn)場(chǎng)，并實(shí)地考察了中我國(guó)的建材和化工行業(yè)止逐步向規(guī)?；?、集團(tuán)材國(guó)際南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院、天津水泥工業(yè)設(shè)化方向發(fā)展，但由于原燃材料價(jià)格據(jù)高不下、電力價(jià) 格逐步攀升、能源供應(yīng)日趨緊張，使得建材和化工金 業(yè)的決策者和設(shè)計(jì)人員都期望通過(guò)采用先進(jìn)的技術(shù) 裝備，大幅度降低電力消耗、材料消耗及人工費(fèi)用、 提髙全員勞動(dòng)生產(chǎn)率。而建材和部分化工企業(yè)在粉 磨領(lǐng)域所消耗的能量占到了整體電耗的60 %7 0%,傳統(tǒng)的原料粉磨設(shè)備對(duì)能源的利用率極低，相當(dāng)一部分的輸入能址都轉(zhuǎn)變成

3、了熱能和聲能而損失殆盡，因此采用高效節(jié)能的立式磨代替管磨就成了 必然。1工程概況酒鋼（集團(tuán)）宏達(dá)建材有限責(zé)任公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售高標(biāo)號(hào)商品水泥熟料、通用水泥、特種水泥、墻體材料的屮型國(guó)有建材企業(yè)。為了滿足本地區(qū)新型干法水泥的供給，擴(kuò)人對(duì)哈爐克斯坦的建材產(chǎn)品出口，同時(shí)解決酒鋼（集團(tuán)）冶金廢渣的處理和利用難題，酒鋼（集團(tuán)）公司于2 0 0 6年3開(kāi)始籌建1條2 0 0 0 1/水泥熟料生產(chǎn)線和1條8 0 7； t /冶金廢渣資源綜合利用生產(chǎn)線。其中粉磨設(shè)備采用丹麥利徳國(guó)生產(chǎn)的立式磨，包括一臺(tái)trm3 13型（產(chǎn)量4 5 t / ）生料立懈和兩臺(tái)mls 3 1 2 3型（產(chǎn)量12 0 1/）

4、礦渣立磨。2設(shè)計(jì)目標(biāo)由于兩條生產(chǎn)線的立磨基礎(chǔ)設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行-，參與設(shè)計(jì)的人員乂是首次進(jìn)行進(jìn)口立磨的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、計(jì)研究院等設(shè)計(jì)單位已經(jīng)完成的平?jīng)銎钸B山水崢 e 限軸泥熟料件mr科=$=磨*番祁連山水泥有限公司2 o o o t /水泥熟料生產(chǎn)線生料立 磨項(xiàng)目，通過(guò)與企業(yè)座談?dòng)懻?、信息反饋和分析?結(jié)，我們認(rèn)為該公司兩條生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)核心均是滿 足工藝需要，并保證牛料立磨和礦渣立磨系統(tǒng)的安 全、穩(wěn)定和高效運(yùn)轉(zhuǎn)。正因如此，立磨基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的好壞，將立接影響立 磨的止常運(yùn)轉(zhuǎn)，彫響水泥的質(zhì)量、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益， 是設(shè)計(jì)關(guān)鍵之處。于是在現(xiàn)有條件下優(yōu)化皋礎(chǔ)設(shè)計(jì) 方案，選出一個(gè)投資省、占地少，重量輕、振動(dòng)小、動(dòng) 力消耗低

5、、噪音小、土建施工利設(shè)備安裝方便快捷的 最佳方案，就成為立磨基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。3 立磨基礎(chǔ)荷載立磨的荷載分為靜荷載和動(dòng)荷載，靜荷載包括 磨機(jī)組設(shè)備巫量（一般由工藝專業(yè)提供）以及磨基 礎(chǔ)和磨基礎(chǔ)以上的土重。立磨牛產(chǎn)廠家一般都提供 立磨基礎(chǔ)的尺寸和重量建議值供土建設(shè)計(jì)人員參 考，動(dòng)荷載在設(shè)計(jì)時(shí)難以精確計(jì)算，由于磨盤及磨餛 產(chǎn)生的力的大小、規(guī)律以及原因不清，因此，磨基礎(chǔ) 不能依照動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，計(jì)算出相應(yīng)的擾 力、振幅的數(shù)值。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于立磨基礎(chǔ)的動(dòng)力 計(jì)算，一般采用動(dòng)力系數(shù)法，將動(dòng)力荷載簡(jiǎn)化為靜荷 載，進(jìn)行磨基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力系數(shù)取304 0。4 立磨基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)1 ）立磨一般是放置在

6、大型廠房?jī)?nèi)，而此次我們 改變這種傳統(tǒng)做法,改為餌天放置，減少了占地面積，同時(shí)，也降低了設(shè)備震動(dòng)対建筑物的影響，節(jié)省 了投資。2) 不管那種型式的立磨，磨機(jī)牛產(chǎn)商都對(duì)磨基 礎(chǔ)混凝土故小熏量提出耍求。提出的故小熏量值，是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。丹麥的史密斯公司和徳國(guó)的萊歇公 司和費(fèi)埃法爾公司均認(rèn)為是磨機(jī)組重量的3倍。如 廿肅祁連山水泥公司的是1 0 0 0 t煙臺(tái)三菱廠 是2 4 0 0 t3) 立磨的混凝土基礎(chǔ)加重荷載設(shè)備基礎(chǔ)，主要 型式有人塊式、墻式、箱式、地溝式等?；A(chǔ)可以建 在天然地基上、樁基上，當(dāng)?shù)鼗休d力較高時(shí)，天然 地基是比較經(jīng)濟(jì)的方案，宜優(yōu)先采用。當(dāng)?shù)鼗休d 力較低，天然地基不能滿足要求時(shí)，可

7、采用樁基。當(dāng) 基組的自振頻率不能滿足要求或者為了減少立磨振 動(dòng)對(duì)周圍廠房及設(shè)備的影響時(shí)，可采丿ij彈性墊。主 耍做法有以下兩種：(1 )放在地坑內(nèi)，基地帶有輔助減振器。這種 磨基礎(chǔ)要求在地下做一個(gè)地坑，在磨基礎(chǔ)底和地坑 之間設(shè)置數(shù)排彈贊減振器，用以支撐上面的磨皋礎(chǔ)。 這種做法適宜于承載力較低地基，缺點(diǎn)是造價(jià)高，后機(jī)組的總重心與基礎(chǔ)底面形心宜位于同一豎線 上，當(dāng)不位于同一豎線上時(shí)，兩者之間的偏心距和平 行偏心方向基底邊長(zhǎng)的比值，不應(yīng)超過(guò)3%。立磨基礎(chǔ)對(duì)沉降和傾斜的限值：截止冃前為止， 立磨的任何生產(chǎn)廠家，都沒(méi)有對(duì)立磨基礎(chǔ)的沉降和 傾斜，提出過(guò)任何具體要求。查閱有關(guān)規(guī)范也沒(méi)有 找到確切的規(guī)足。根據(jù)

8、以往做法設(shè)計(jì)時(shí)可?。浩骄?沉降值冬1 2 0 mm,傾斜三00 0 3 o地基承載力驗(yàn)算：因?yàn)榱⒛セA(chǔ)的體積加大，已 考慮到動(dòng)荷載的作用因素，所以，町按靜荷載作用下 地基強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。即：當(dāng)軸心荷載作用時(shí)p<f當(dāng)偏心荷載作用時(shí)p <12 f式屮：pk是指磨基礎(chǔ)底的總荷載。同時(shí)要求基底不出現(xiàn)拉力。磨基礎(chǔ)的構(gòu)造鋼筋配置：根據(jù)動(dòng)力機(jī)器基 礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb 5 0 0 4 0 9 6 )第4 2 2 2的有關(guān)規(guī)定。體積大于4 03的人塊式基礎(chǔ)，應(yīng)沿四周和頂、底面期維護(hù)費(fèi)用高，施工周期長(zhǎng)，難度大。配置直徑1 01 4 mm,間距2 0 03 0 0 mm鋼筋網(wǎng)。由(gb 5 0 0 4 0

9、- 9 6 )縫屮充填屮、粗砂。(2 )直接放在地基上，無(wú)輔助減振器，僅在磨基 礎(chǔ)四周設(shè)置隔振層。這種方法適用于承載力較高的 天然地棊，施工方便、造價(jià)低、后期維護(hù)費(fèi)用低。這 種立磨基礎(chǔ)質(zhì)量人，能象砧座一樣，吸收較多的振動(dòng) 能量，減小地基受到的振動(dòng)荷載，這種磨基礎(chǔ)的底面 積也較大，地基單位面積上的壓力也會(huì)減小。除此 z外，這種基礎(chǔ)抗震性能較好，不但能承受垂直方向 的地震力，而且也能承受水平方向的地震力。由于建設(shè)場(chǎng)地地基承載力較高(f = 6 0 0 k p a ), 我們采用直接放在天然地基上的大塊式鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)。5 立磨基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定與構(gòu)造及 隔振措施設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)范，采取

10、科學(xué)的 計(jì)算方法和合理的構(gòu)造描施。立磨的工作特點(diǎn)是機(jī)器重心窩、物料碩度不均 勻、轉(zhuǎn)速低、具有較大的非周期性振動(dòng)荷載，比較接 近沖擊式機(jī)器。這就決定了在土建基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，在 基礎(chǔ)的構(gòu)造上和計(jì)算上有些特殊要求。立磨基礎(chǔ)設(shè) 計(jì)的一般規(guī)定，可參考沖擊式機(jī)器基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求， 并滿足動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 于該工程立磨基礎(chǔ)體積人，預(yù)留孔洞深，基礎(chǔ)埋 深大，我們?cè)诨A(chǔ)的采用四周和頂面、屮部、底面配置 了直徑1 4 mm，間距2 0 omm的鋼筋網(wǎng)片。立磨基礎(chǔ)與工業(yè)企業(yè)的其他設(shè)備基礎(chǔ)如篦冷 機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、電機(jī)、破碎機(jī)等的設(shè)計(jì)有很多和似之 處，都應(yīng)進(jìn)行靜力和動(dòng)力計(jì)算，靜力計(jì)算確定基礎(chǔ)的 尺寸，動(dòng)力計(jì)算驗(yàn)算基組的口振

11、頻率，要求基組的口 振頻率要在立磨的口振頻率范圍之外(約為25%), 以免二者頻率重合產(chǎn)牛共振。其中立磨的h振頻率 由設(shè)備廠家提供。立磨在運(yùn)轉(zhuǎn)中，產(chǎn)牛豎向振動(dòng)、水平振動(dòng)、豎向 回轉(zhuǎn)振動(dòng)和水平扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，而且產(chǎn)生振動(dòng)的擾力是 隨機(jī)的，沒(méi)有規(guī)律。因此為了減少振動(dòng)我們?cè)诨A(chǔ) 底面下設(shè)置6 0 0 mm厚粒徑為2 04 0 mm的碎石 隔 振層。立磨基礎(chǔ)距離現(xiàn)有廠房基礎(chǔ)較近，立磨振動(dòng)對(duì) 鄰近廠房建筑以及儀表、儀器等影響較大。因此我 們從基礎(chǔ)底面起，設(shè)1 0 0 mm寬縫和廠房地面分開(kāi)，另外我們還從構(gòu)造上設(shè)計(jì)了 的有關(guān)規(guī)定。女ii:16個(gè)立徑人小不-的鋼筋束，方便設(shè)備安裝，加快了施工進(jìn)度，為早日投產(chǎn)奠眾了基礎(chǔ)。（下轉(zhuǎn)第1 5 0頁(yè)）（上接第1 2 2頁(yè)）6 設(shè)計(jì)建議設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入廠區(qū)，實(shí)地查看廠區(qū) 環(huán)境和地質(zhì)情況，同時(shí)通過(guò)業(yè)主、設(shè)備廠家、以及網(wǎng) 絡(luò)、專業(yè)書刊、雜志搜集原始資料指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作，進(jìn) 行方案分析