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摘要：根据切蔗机的工作特点及工作时的受力情况，介绍切蔗机基础设计时的基础选型、计算方法及构造特点。
在糖厂项目的结构设计中，除了厂房设计，还有一种类型的设计也是很重要的，那就是设备基础，这其中又以重锤撕解机、理平机、切蔗机为代表的设备基础是其中非常重要的一个环节。如果基础设计不好，振动不能有效控制的话，会导致整个生产无法运行。对于这类基础的设计，有经验的老工程师会告诉我们，当基础配重不小于设备重量的10～15倍的情况下基本能控制振动。这是一个很粗糙的总结，基础的配重如果合理分配也是有讲究的。下面就工程实际对这个问题以切蔗机基础计算为例作简要的分析和解答。
为偏心质量，取旋转部分质量；
e为旋转中心至旋转质量重心之间的距离；
ω为机器的圆频率。
理论上来说，旋转机器的转体质量是可以平衡的，实际上由于设计、制造及安装等各方面的因素影响，往往很难使其做到平衡。上式中的e值，在这里就体现为设计安装误差。
规范并没有明确规定此类设备的动力计算方法。但是通过横向类比不难发现，切蔗机的工作原理同锤式破碎机的工作原理极为相似。前者是通过转动切碎甘蔗，后者是通过转动锤碎块体。锤式破碎机的旋转体的当量偏心矩建议值为1.0mm（详《动力机器设计手册》）。通过询问切蔗机制造商设备的制造精度要求，得到的回复也是偏心矩为1.0mm。因此从研究锤式破碎机基础设计，可以作为切蔗机基础设计的切入口。
基础的选型应根据工艺要求、厂房结构地下部分的配置、工程地质、地形以及施工等条件来综合考虑。一般情况下，当物料输送机穿过基础，宜采用墙式基础。切蔗机刚好属于物料输送机穿过基础这一类。实际计算也结果表明，采用墙式基础比采用大块体式基础更经济更合理。这种由主轴直接传动的机器，电机和主机必须置于同一整体基础上，形成一体式基础。更为重要的是要保证基组的重心和机器的重心在同一垂线上，并尽可能使基组的重心比较低。
3.切蔗机的基础计算
切蔗机在空转时振动具有明显的简谐规律。在负荷运转时，振动伴有较大的瞬态冲击分量，并为随机振动。切蔗机在运转时产生较大的不平衡惯性力，因此基础设计时，除了必要的静力计算外，尚需进行动力计算。
3.1基础的静力计算
首先必须进行地基的承载力计算，按照公式：
控制基础的振动主要是控制扰力作用下基组的位移。垂直位移对基组的振动不起控制作用，一般只考虑水平位移。根据《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）规定，当机器转数n大于750转时，基础允许振幅值为0.15mm。因此在设计的时候我们只要能严格控制这一指标，基础的振动就可控。
4.结语
综上所述，通过计算我们不难发现，切蔗机基础设计时，合理的基础形式和几何尺寸对计算影响很大，采用墙式或者块体式基础可以在尽可能的情况下降低机器及基组的重心高度。
在计算机器的动力反应时，要准确选择地基土的动力参数，并留有适当的安全系数。对于750转数以内的机器，通常情况下是使基组的自振频率高于机器的扰力频率，使基组处于共振前工作。这个时候地基刚度取值偏低些是偏于保守的。
在计算的时候，会发现当基组的自振频率计算值接近机器扰力频率的时候，动力系数会放大得很离谱。这种情况下，算出来的基础振幅是不可能满足设计要求的。这也解释了为什么要求基组的自振频率要错开机器的扰力频率。
更为巧合的是，文章的开头我们提到经验设计法中，前辈们的经验系数是基础配重为机器重量的10～15倍。通过几个工程的计算结果比对，在满足动力计算的前提下，基础的配重约为机器重量的12倍左右。如果设备放置高度比较高的话，这一数值趋于上限。
论文作者:黄志芳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/10/10
标签：基础论文; 机器论文; 动力论文; 频率论文; 设备论文; 重心论文; 体式论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;