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机械设备基础地脚螺栓和垫铁安装质量通病因分析及解决对策

杜昌宏
摘要：对机械设备基础、地脚螺栓和垫铁施工质量通病原因分析、危害性及解决对策作了论述。
关键词：机械设备基础、地脚螺栓和垫铁,原因分析、危害性及解决对策
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一、引言
在我国经济的高速发展的今天，各生产企业使用到的机械设备越来越繁多，复杂程度也越来越高，这就给机械设备的安装带来更大的困难,提出了更高的挑战。与此同时，机械设备安装工程施工技术也随之在不断的革新和发展，只有高质量的安装技术水才能高标准的完成机械设备的安装,才能发挥机械设备的功能,才能满足生产使用的要求。因而如何有效控制机械设备安装工程质量通病成为机械设备安装工程的施工重点内容之一。设备基础施工质量的好坏、地脚螺栓和垫铁安装设置的正确性对设备安装、顺利运转及使用有着至关重要的影响。
二、机械设备安装的工程特点
1、机械设备安装工艺过程复杂，从生产厂运到施工现场，经过一定的安装工艺，将设备及其附属零部件安装固定在设计指定位置上，经过调试和试运转，达到投入生产使用的条件；
2、机械设备安装精度和质量要求较高，它直接决定设备的能否按使用要求投入生产，能否发挥设备技术性能和使用寿命，能否保证提高设备所生产的产品数量和质量；
3、机械设备形式多种多样，不同的设备有各自的安装要求和方法，要求施工技术人员技术要不断改进安装工艺，采用新技术、新机具提高机械设备安装水平。
机械设备安装是处在建筑施工和生产使用间的一个重要施工阶段，也是设备从制造厂出厂到建设单位投产使用的一个主要中间环节。由于机械设备结构复杂，门类跨度大，安装工艺要求多，安装程序复杂。但它们的基本安装工艺都是相同的。对于机械设备的安装来讲,主要分为四个阶段:机械设备的安装准备阶段、机械设备的安装阶段、机械设备的试运转阶段、机械设备的安装验收阶段。为了更好地把握机械设备的安装质量控制要点,本文针对安装阶段中设备基础、地脚螺栓和垫铁安装质量通病产生原因、危害性及控制要点进行了分析。
三、机械设备基础、地脚螺栓和垫铁施工质量通病原因分析、危害性及解决对策
设备基础除了承受设备本身重量和运转时所产生的震动力外，还要吸收和隔离运转时产生的振动，并防止共振现象的发生，因而设备基础质量的好坏，对设备的运转、使用及安装的顺利进行都有很大的影响。为此，在设备安装以前施工人员应对基础进行仔细检查，发现问题好及时处理。
1、设备基础标高过高或过低
（1）原因分析
设计施工图与设备尺寸不一致，施工时混凝土基础尺寸误差过大，施工作业不细心（模板尺寸有误）等。
（2）危害性
当混凝土基础过高时，要铲掉很多，这就造成很多材料和人力的浪费；如基础过低时，要加高基础，在加高基础的同时，如对原基础表面处理不好，就会影响设备基础的整体性，因而不能保证机械设备安装质量。另一方面，用钢材加高，将浪费大量钢材。
（3）解决对策
基础施工前，要仔细核对设计图上标注的尺寸与机械设备外形尺寸是否吻合，发现问题要及时加以解决，要严格按照设计标高尺寸施工，误差不能超过规定的标准。
2、设备基础中心线偏移
（1）原因分析
在基础放线时，把基准坐标找错；放线或施工中尺寸误差过大。
（2）危害性
基础中心线偏移导致机械设备中心偏移，因而改变了地脚螺栓的位置，使部分螺栓紧贴靠在预留孔洞上，影响预留孔二次灌浆，不能保证地脚螺栓安装质量。
（3）解决对策
在基础放线时要严格按施工图平面位置施工；对基准坐标要反复核查，发现误差立即纠正。对基础中心偏移较小的，在不影响基础质量的前提下，可采取适当扩大预留孔的方法加以解决。
3、基础地脚螺栓预留孔过大或孔内木盒清理不干净
（1）原因分析
施工中不仔细核对尺寸，预留孔偏差过大；基础灌浆时，预留孔木盒偏移。预留孔木盒清理不彻底是由于拆木盒时间过晚或采取的措施不当。
（2）危害性
基础预留孔过大会影响整个设备基础的质量，也给安放垫铁带来不便，木盒清理不彻底，将会影响预留孔二次灌浆的质量，也保证不了地脚螺栓有足够的拉力。
（3）解决对策
施工中要仔细核实尺寸。在基础灌浆时，对木盒固定要采取可靠措施防止移动。抽出木盒时，应在基础混凝土凝固前进行，以保证清理木盒彻底和二次灌浆的质量。
4、二次灌浆不凿毛即行灌浆
（1）原因分析
忽视基础施工质量，不按规范的施工程序和质量要求操作。
（2）危害性
灌浆部位的基础表面应在机械设备安装前，铲成麻面，目的是为了二次灌浆时，新、旧混凝土能很好的结合在一起，以保持基础的整体性。如不铲麻面，两者结合不好，会使设备产生振动，影响安装质量和使用功能。
（3）解决对策
设备上位前，先将基础清理干净，被油玷污的混凝土应铲除，并在灌浆部位的基础表面铲成麻面。同时，在急促转角出，还应铲成缺口，使二次灌浆层更加牢固。一般铲麻面的方法是：利用尖铲在光滑的基础表面凿出一个个麻坑（直径约为30-50mm）麻坑的间距可根据基础大小决定。基础较小时，二次灌浆层起重要作用的，间距可小时，一般为55-100mm；基础较大时，取150mm。铲麻面时，应采取安全防护措施。
四、地脚螺栓和垫铁
1、地脚螺栓螺纹外露长度不一致
（1）原因分析
地脚螺栓长度尺寸不标准；基础螺栓预留孔深度不符合要求；地脚螺栓在预留孔内安装高度不正确。
（2）危害性
地脚螺栓螺纹外露过长既不美观，而且螺纹易损伤，螺母就不容易倒扣；如果螺纹外露过短，受力达不到要求，影响机械设备的稳定性。
（3）解决对策
安装前要检查设备地脚螺栓是否符合设计要求，如有问题应及时更换。地脚螺栓在预留孔内的置放高度要事宜，螺栓头不要贴靠孔的底面，上部螺纹和伸出设备螺栓孔的长度须符合规范要求，一般地脚螺栓上紧螺母后螺纹外露长度为螺纹直径1/3或2/3.对于死地脚螺栓（同基础混凝土一起浇灌的螺栓）螺纹外露过长的处理方法，可锯掉一部分长度，再套螺纹；如过短时（偏差较小），可将螺栓用氧乙炔焰烤红后稍稍拉长（拉长部分为2-3块钢板）沿螺杆周边加固；如偏差过大，用拉长办法解决不了时，可将地脚螺栓周围的混凝土挖到一定深度，将地脚螺栓割断，另外焊上一个新加固的螺杆，并用钢板、圆钢加固，长度应为螺栓直径的4-5倍。
2、地脚螺栓受损及沾上污垢
（1）原因分析
由于施工配合不当，机械设备上位过早且未采取相应的防护措施。
（2）危害性
螺纹受损则不易上紧螺母；螺纹受到水泥、白灰污染，时间过长，硬化后不易除掉，影响螺母的松紧和拧紧，并对地脚螺栓产生腐蚀作用.
（3）解决对策
加强安装与土建的施工配合，合理安排施工程序，机械设备就位二次灌浆时，地脚螺栓上部螺纹段可用厚纸包紧，避免损坏螺纹或沾上灰浆。
3、地脚螺栓螺母未上紧
（1）原因分析
施工作业马虎，手工操作螺母拧紧力掌握不够。
（2）危害性
地脚螺栓拧紧力不够，机械设备将产生振动和失稳现象，轻者影响设备安装精度，严重时不能保证设备的正常运转和使用。
（3）解决对策
拧紧地脚螺栓时，应认真进行操作，当采用扭力扳手时，应按地脚螺栓的直径大小施加相应的扭力矩。
4、地脚螺栓倾斜
（1）原因分析
在二次灌浆时，地脚螺栓未放正并固定好，捣固混凝土时碰歪。
（2）危害性
螺母底面不能和设备底座表面全部贴靠紧密，因而受力不均.
（3）解决对策
安装地脚螺栓时应保证螺栓垂直，必要时要加以固定，浇灌混凝土时要防止碰歪地脚螺栓，混凝土养护期间要随时进行检查，，对一般设备地脚螺栓倾斜不严重时，可采用斜垫圈补偿调整。
5、紧固地脚螺栓程序不当
（1）原因分析
施工作业不认真，未严格按正确的拧紧螺母的顺序进行操作。
（2）危害性
由于不按操作规程进行操作，机械设备或部件受力不均，因而产生内应力，既影响设备应有的精度，也缩短使用寿命。
（3）解决对策
应使用标准长度的扳手拧紧螺母进行拧紧。
五、垫铁
1、垫铁安放位置不对
（1）原因分析
对设备承垫垫铁的基本知识理解不清，未严格按合理的要求进行摆放，施工作业马虎。
（2）危害性
垫铁不能充分发挥承受合理负载和保持设备稳定的作业。垫铁如承垫过多，浪费大量钢材；承垫过少，使垫铁局部承受荷载过大，或传递荷载不均匀，破坏基础和机械设备运转的稳定性。
（3）解决对策
设备垫铁安装前要计算所需面积和数量，以及垫铁的合理分布，一般中、小型设备计算所得面积少于实际面积，故很少计算。重型设备垫铁面积要详细计算。
2、垫铁安放过高
（1）原因分析
由于混凝土基础施工标高过低，为调整设备工作面高度，使用的薄垫铁过多；垫铁间不点焊是施工不严格未按规范规定执行，施工操作不认真。
（2）危害性
设备垫铁块数过多、过高时，使设备出现失稳状态，同时，又浪费钢材，加大工程成本。设备垫铁之间不进行点焊，设备运转过程中由于振动，容易使垫铁产生滑移，因而不能保证机械设备的安装质量。.
（3）解决对策
设备垫铁的块数，应按照《机械设备安装工程及验收通用规范》（GB50231--98）中的要求进行摆放，垫铁组一般不应超过5块，并应少用薄垫铁。放置平垫铁时，最厚的放在下面，最薄的放中间，垫铁安放平稳且接触良好后（可用0.25KG小锤逐组轻击听声检查），要用电焊点牢，以防止滑移（铸铁垫铁可不点焊）。
3、垫铁露出设备底座长短不一
（1）原因分析
使用的垫铁尺寸不标准，长的过长，短的过短；放垫铁时粗心大意，马虎不认真；不严格按规定进行操作。
（2）危害性
垫铁露出底座过长，形成受力不均，同时浪费材料，又不美观。垫铁露出底座过短时，不便于调整设备。
（3）解决对策
安放垫铁时，应按规定尺寸露出底座，一般平垫铁露出设备底座为10-30mm，斜垫铁露出底座为10-50mm。
六、结束语
在机械设备安装过程中，针对设备基础、地脚螺栓和垫铁质量通病，通过加强施工人员责任心，提高施工技术水平，采用以上一系列的技术措施和方法，才能减少或杜绝质量问题，提高设备的安装精度和施工进度，为产品质量和建设工程尽早投产坚定基础。
参考文献：
1.雷雄军，机械设备安装工程的施工探讨，《综合研究.机电信息》，2011年第 9期总第 291期
2.史建秋，浅谈机械设备安装工艺，《科技资讯》，2007年第28期
3.尹风.工程机电设备安装与应用[M].北京：中国教育出版社，2006

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