氧气站压缩机基础设计(compressor  foundation   design  of  oxygen—making  plant)

支承并固定压缩机的基础结构的设计。冶金厂矿的氧气站中，主要设备有空气压缩机、氧气压缩机和氮气压缩机等，有的还包括氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体压缩机。按机器运动部件产生扰力的方式，可将压缩机设备归纳为两类：即往复式机器和旋转式机器。前者如空气压缩机、活塞式氧压机等；后者如透平空气压缩机、透平氧气压缩机等。基础对机器扰力激发的动力反应，表现为周期振动，其特点是扰力与振动同时存在，振动幅值的大小变化周而复始，不随时间衰减或消失，属稳态振动。通过基础将各种静、动荷载传给地基。

设计主要内容包括原始资料收集、基础形式、基础计算和基础构造。

原始资料收集设计基础前，除应取得冶金厂矿设备基础设计所列有关资料外，还要收集下列资料：(1)机器的功率、总重、传动方式、转子质量和质心位置；(2)工作转速和机组轴系临界转速；(3)机器不平衡扰力和扰力矩，以及其他荷载的大小、作用方向、分布位置；(4)曲柄连杆机构数量，及其在平面上的布置和

956曲柄的夹角，机器主轴中心线至基础上表面的距离；(5)天然地基或桩基的弹性系数、刚度及阻尼比。

基础形式根据工艺需要和技术经济效果确定。一般转速较低的往复式机器，常采用大块式基础或墙式基础；旋转式机器多为高转速，常采用由纵横梁、柱、底板组成的框架式基础。当几台机器彼此相距很近，而地基中又存在软弱土层、单台机器基础振动较大时，可将二台或三台工作转速相同的机器并列在一个基础底板上，构成联合基础。基础一般采用现浇混凝土结构，有时亦采用装配式混凝土结构。

基础计算根据结构的静力和动力效应，按国家和部门有关规范规定，验算构件截面承载力、变形和裂缝宽度，进行地基承载力计算和动力计算。

基础动力计算的主要目的是计算机器基础的自振频率和振动幅值，使其振幅或振动速度控制在允许范围内，以保证设备正常运行和对邻近人员、仪表、建(构)筑物不产生有害影响。对于大块式基础和墙式基础的动力计算模型，一般将机器基础视为有质量的刚体，将地基视为无质量的弹簧并起阻尼器作用。对于框架式基础动力计算的力学模型，常采用单质点体系和多质点体系，前者是将框架柱支承的顶板和机器集中为一个质点，或者按横向单片框架所管辖范围，相应地将机器和顶板分割为几个独立的质点，构成单质点振动体系；后者是将框架和机器按不同部位划分为若干个质点，每个质点具有三个自由度，整个机器基础为空间的或平面的多质点多自由度振动体系。

框架式基础的动力设计，在国际上有单自由度振幅法和共振检查法。前者按单质点体系计算基础的振幅，使其不超过规定的允许值；后者按多质点体系计算基础结构自振频谱，要求每一频率都要避开机器扰力频率。中国在冶金工厂设计中常采用多自由度振幅法。该方法按多质点体系计算，并认为在基础的基本自振频率远离机器扰力频率的前提下，无须避开高频共振，但要进行强迫振动计算，使基础的振动幅值不超过允许标准。工程实践证明该方法是合理的、可行的。

为了提高机器基础动力设计的精确性，有些课题引起国内外工程界的注意并正在深入研究：如机器和基础的共同作用问题；机组的阻尼，尤其是高频阻尼问题；在振动作用下，如何考虑土体惯性、地基参振质量和刚度的变化规律等问题。

基础构造需满足下列要求：(1)在确定基础尺寸时，基础和机器及其附加物的总重心与基础底面形心要力求位于同一垂直线上。若偏心不可避免，则宜控制偏心值与平行于偏心方向的基础边长之比不超过3％。(2)框架式基础的顶板纵、横梁要有足够刚度，各梁的静挠度宜接近。柱子截面不宜大，底板厚度不宜过薄。(3)基础一般不宜与建(构)筑物及其基础相连，亦不宜与混凝土地坪连接，以减小基础振动对外界的影响。(4)联合基础的底板要具有足够的刚度，底板上下均宜配置钢筋。