摘要:机械设备是现代工程建设项目施工中不可缺少的组成部分，近几年来，为了提高施工能力，不少施工单位购置了大量具有国内、国际先进水平的机械设备。工程机械设备占工程成本的比例越来越大，合理使用施工机械对建设项目的施工有很大的影响。本文主要论述了座浆法在机械设备安装施工中的应用。
关键词:机械设备 座浆法 垫铁
1.座浆法的基本原理
将垫铁放在水泥沙浆垫层上,用橡胶锤锤击垫铁时,相当于给沙浆垫层混凝土实施震捣,震捣后水泥浆析出浮於水泥沙浆层表面,使垫铁与沙浆垫层、沙浆垫层与前期基础100%紧密接触,同时又好了水平与标高。 2.座浆法的主要性能
(1)垫铁与基础是紧密接触,设备安装后,抗震性能好。
(2)在设备没到现场之前,可按设计图纸全面施工,所以施工效率高。
(3)因为提前已经好了标高,所以同时安装多台设备时,高度误差容易控制,与设备配套的管线与装置可提前预制。
3垫铁的放置法
在设备底座下安放垫铁的目的，主要是在于调整设备的标高和水平度。同时使设备的全部重量通过垫铁均匀地传递到基础上。如图1
4.具体施工方法
(1)制作垫铁。垫铁是用12—14mm切割成矩形块,确定垫铁尺寸时要使其负荷不超过以下数值:(1)垫铁下面是普通水泥时,20 kgf/cm2;(2)垫铁下面是非收缩性水泥时,30kgf/cm2。
垫铁的数量:每一个地脚螺栓附近放一块,当两个地脚之间的距离超过1米时,中间要加一块。
(2)在一期设备基础完工之后,要进行铲毛,基础上面要全部铲,在地脚螺栓的附近铲一个稍微深一些的坑,参照图2。
(3)用空气压缩机将铲毛的表面吹扫干净,或用清水冲洗,但要清除积水,坑内不得沾有油污。
(4)制作衬垫层使用无收缩性水泥沙浆,其配合比为非收缩性水泥:沙水化硅酸钙(用较细的沙):水为1.2:1:0.35—0.39。使用普通水泥沙浆,其配合比为普通水泥:沙(用较细的沙):水为1:1:0.35—0.39
(5)将混凝土倒入坑内捣固,垫层高度在50mm以上,连续捣至浆浮表面,放上垫铁,用小型水平尺平,用水准仪测量标高调整高度时,可用橡胶锤轻轻打击垫铁上表面,使其平稳下降,直到满足设计要求(测量误差一般要求在±0.5mm—2mm)。
(6)将垫铁盖上草袋或布袋,浇水湿润养护。养护期间,不得碰撞和震动垫铁。养护三天后,就可安装设备。(养护期后,垫铁标高一般没有变化)垫铁是调整机器高低、水平、承担机器质量和地脚螺栓紧力,传递震动的主要途径,它对设备运行的平稳性影响很大。平垫铁的安装要求:(1平垫铁与基础接触稳固,不摇摆,平垫铁上表面应保持水平,水平误差不大于0.3/1000mm;(2)平垫铁的上表面要光滑(热扎普通碳素钢板即可满足要求),标高偏差不大于±1mm。
5垫铁面积的计算
5.1垫铁面积的计算公式
根据《水泥机械设备安装工程施工及验收规范》(JCJ03—90),垫铁面积的计算公式为:A=100C(Q1+Q2)/R式中:
A———垫铁面积,mm2;
C———安全系数,一般采用1.5～3;
Q1———由于设备等的重力加在该垫铁组上的负荷,N;
Q2———由于地脚螺栓拧紧(可采用地脚螺栓的许可抗拉强度)后,分布在垫铁组上的压力,N;
R———基础或地坪混凝土的抗压强度(可采用
混凝土设计标号),N/cm2。
5.2公式中各参数的选取或计算
关于Q1,它是作用在垫铁组上的静荷载,而不是动荷载。此时可根据设备安装总图中或工艺
图中标注的设备基础的受力大小直接采用或简单计算,如果图中直接用静荷载乘以设备动荷载系数(如50kN×2),
则可直接用静荷载(50kN)代替Q1,如果图中直接用总荷载标注,则要用总荷载除以设备动荷载系数。关于Q2,地脚螺栓的连接属于预紧螺栓连接,且拧紧时属于不控制预紧力的静荷载,根据资料介绍地脚螺栓的许用应力[σ]可采用表1的公式计算。
所以,Q2=m[σ]πd2/4(m为地脚螺栓的数量,d为螺栓的直径,单位为mm)打印机芯。屈服极限σs的获得:设备的地脚螺栓在安装总图中标有规格型号和材料(或地脚螺栓的机械性能等级),如:M30,Q235(或者3.6)。如果是直接标注材料,则对于Q235钢,可近似地取材料的屈服极限为240MPa,对于35号钢,可近似地取材料的屈服极限为320MPa;如果给出的是地脚螺栓的机械性能等级,则材料的屈服极限为机械性能等级小数点前后的两个数字的乘积的10倍,3.6级的屈服极限为3×6×10=180MPa,5.6级的屈服极限为5×6×10=300MPa。
关于R,一般地,设备基础采用C30级混凝土,其轴心抗压强度为20 MPa,即2000N/cm2。
6座浆法与其它方法比较
机械安装方法主要有以下几种:座浆法、压浆法、铲研法和无垫铁安装法。下面我将座浆法与其它几种方法做简单比较。
(1)座浆法与铲研法比较
铲研法要用砂轮打磨基础与垫铁的配合面,劳动强度大,水垢过滤器接触面积达到70%以上才能符合要求且一个基础上的几个垫铁很难达到统一标高自动化测试脚本,只能靠斜垫铁来调整,对多台机组的标高更难掌控,而座浆法垫铁与基础能达到100%接触。粘接牢固,单台设备基础标高易控制,多台设备基础标高也容易控制。例如,几台水泵并联用一个出水管线,标高要求一致,便于安装和管路附件的制作。
(2)座浆法与压浆法比较
压浆法需要将设备先放到基础上,在地脚螺栓上焊一个支撑垫铁的小圆钢,需要将设备初步平,将垫铁放到地脚螺栓的小圆钢上,将地脚螺栓的螺母稍稍拧紧,雨水弃流井使垫铁与设备底座紧密接触,然后灌浆,压降层达到强度后,对设备进行正和调平,这种方法在设备初步平时很烦琐,因为没有基准平面,多台设备安装需要一个标高时,很难控制。这种方法垫铁与基础的接触面
积能达到100%,但没有座浆法接触牢固(因为没有夯实),并且垫铁的平行度难以控制,只能靠设备初步平。在垫层混凝土强度没达到要求之前,设备一直在基础之上,易影响其它工序施工,费时费力。
(3)座浆法与无垫铁安装比较
无垫铁安装的优点是节省钢材,适合外露精加工表面积比较大,机器底面积较大、较平整的机器,如大型刨床,导轨长,便于基准检查。但对于泵类设备,只有一个出口法兰加工面,精度难于掌控,而且无垫铁安装必须使用膨胀混凝土,二次灌浆工作比较烦琐。设备在基础上未达到强度之前停留时间较长,要精心保护涤绒,易影响其它工序施工。
总之,其它方法工作效率较低,费时费力,垫铁与基础粘接不牢,遇到多台机组安装时,统一标高很难掌握,而座浆法代替了原有基础上的研磨工作,具有时间短、高功效、高质量、粘接劳、省钢材等优点的机械安装新工艺,特别适合多台机组安装的场合和流水线设备的安装。
注：本章论文的所有图表及公式以PDF形式查看
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