一种用于调整大型设备的可调节垫铁及其调节方法与流程

1.本发明涉及大型设备现场安装技术领域，具体涉及一种用于调整大型设备的可调节垫铁及其调节方法。


背景技术：

2.目前，调整大型设备安装定位的方式往往是在设备的底座下面设置调节垫铁，调节垫铁也被称为调整垫脚、调整垫块等，主要用于机械设备、各类机床、平台等设备的支撑和安装，可以通过调整高度将设备水平方向调平。利用调节垫铁来调整设备安装的高度，使设备保持水平状态，节省了安装费用，缩短了安装周期。但传统的调节垫铁，功能单一，调整精度低，具体表现在以下几个方面。
3.一、设备底座缺少xy方向上的调整：传统的调节垫铁一般是通过斜铁和平板铁来调节设备的水平度和标高，只能对设备的高度方向上进行调整，不能满足设备安装定位时，多个方向上的调整需求。
4.二、设备底座缺少xy方向上的限位：设备工作时，由于力的相互性，自身也会受力的作用影响，然而设备本身没有xy方向上的限位，并且与调节垫铁之间接触面较少，一般仅有4个边角面下设置有调节垫铁，调节垫铁与地面亦是没有固定，这种情况下，设备很容易受力的影响，产生非高度方向的位移。
5.三、设备底座受力不均，变形较大：在设备底座的下面安装调节垫铁，调节垫铁一般位于地脚螺栓的两侧，若调节垫铁离地脚螺栓太远，则在拧紧地脚螺栓时，底座受力类似承受集中载荷的双支承梁，产生过大的附加弯由应力；若垫铁离地脚螺栓太近，则二次灌浆时，浇筑和振捣空间不足，影响混凝土强度。
6.四、普通斜垫铁的材料一般采用普通碳素钢，平垫铁的材料采用普通碳素钢或铸铁，强度和硬度较低，容易变形，调整精度较差。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术中的这一问题，本发明提供了一种用于调整大型设备的可调节垫铁及其调节方法。
8.根据本发明的一个方面，本发明提出了一种用于调整大型设备的可调节垫铁；包括基础垫铁1、楔形垫铁2、x向调节座3、y向调节座4、调节螺杆5、锁紧螺母6、x向调节螺栓7、y向调节螺栓8、x向调节座紧固件9、y向调节座紧固件10和地脚螺栓紧固件11。
9.其中，所述基础垫铁1包括平板101、固定斜板102、竖直挡板103、导向槽104、长圆槽105、通孔106、腰形孔107、u形槽108和加强筋109。
10.其中，所述平板101设置于基础垫铁1的底部；平板101一侧设置有竖直挡板103；竖直挡板103中间设置有u形槽108，用于穿过调节螺杆5；竖直挡板103两侧对称设置有通孔106，用于安装x向调节座3；平板101两边对称设置有腰形孔107，用于安装y向调节座4。
11.其中，所述基础垫铁1设置有夹角为α的两块固定斜板102，该两块固定斜板102位
于平板101上方；两块固定斜板102的中间设置有导向槽104；该两块固定斜板102和竖直挡板103之间分别设置有加强筋109；所述每块固定斜板102的中部设置有贯穿该固定斜板与基础垫铁1的长圆槽105；该长圆槽105用于穿过地脚螺栓紧固件11。
12.其中，所述楔形垫铁2包括两块滑动斜板201、一块导向块202、两个长圆孔203和一个螺纹孔204；所述两个长圆孔203分别位于两块滑动斜板201的中部并贯穿所述滑动斜板201；所述导向块202位于两块滑动斜板201之间并与两块滑动斜板201构成一体式的楔形垫铁2；与导向块202在一个水平方向上还开设有镂空槽205；所述螺纹孔204在水平方向上贯穿导向块202。
13.其中，所述楔形垫铁2的滑动斜板201是一块上表面为水平面，下表面是夹角为α的斜面，与所述基础垫铁1的固定斜板102相互配合。
14.所述楔形垫铁2设置的长圆孔203用于安装地脚螺栓紧固件11；所述楔形垫铁2设置的导向块202和所述基础垫铁1的导向槽104相互配合，起到限位导向的作用；导向块202设置的螺纹孔204用于安装调节螺杆5。
15.其中，所述基础垫铁1和楔形垫铁2的斜面夹角α为能使调节垫铁形成自锁的角度，即tanα≦f，式中：f为静摩擦因数，保证大型设备在重力的作用下不沿斜面下滑。
16.其中，x向调节座3与基础垫铁1是活动连接的；x向调节座3包括调节座挡板301和调节座加强板302，调节座加强板302对称分布在调节座挡板301的两侧；调节座挡板301中间设置有倒置的u形槽，用于穿过调节螺杆5；上端对称设置有两个螺纹孔，用于安装x向调节螺栓7；下端对称设置有两个螺纹孔，用于安装x向调节座紧固件9，通过该x向调节座紧固件9将x向调节座3紧固在基础垫铁1上。
17.其中，y向调节座4与基础垫铁1之间是活动连接的；y向调节座4包括侧调节座座板401、侧调节座挡板402和侧调节座加强板403，侧调节座加强板403位于侧调节座座板401和侧调节座挡板402中间；侧调节座座板401设置有两个贯孔，用于安装y向调节座紧固件10，通过该y向调节座紧固件10将y向调节座4固定在基础垫铁1上；侧调节座挡板402设置有两个螺纹孔，用于安装y向调节螺栓8。
18.其中，所述调节螺杆5依次穿过基础垫铁1上的u形槽108、锁紧螺母6，拧入楔形垫铁2上的螺纹孔204，且调节螺杆5的六角头位于基础垫铁1上的竖直挡板103的外侧；通过旋转调节螺杆5，为支撑的楔形垫铁2施加水平方向的牵引力，楔形垫铁2与基础垫铁1之间发生α角度斜向滑移，使得大型设备底座升高或者降低，起到升降调节的作用；调节完成后，用锁紧螺母6将调节螺杆5紧固。
19.根据本发明的另一方面，本发明提出了一种用于调整大型设备的可调节垫铁的调节方法，包括以下步骤：
20.s1、将基础垫铁1吊装至大型设备的安装位置；对该基础垫铁1测量定位并调整好角度后，保持固定；
21.s2、在基础垫铁1上的固定斜板102表面涂抹适量润滑油以降低所述固定斜板102表面的静摩擦因数f，减小滑动摩擦力，便于调节；
22.s3、将楔形垫铁2的滑动斜板201斜面朝下，并对应地吊装在基础垫铁1上的固定斜板102上，使得楔形垫铁2上的导向块202与基础垫铁1上的导向槽104配合连接；
23.s4、用水平仪测量楔形垫铁2底面的水平角度，并保证安装后的该水平角度误差≤
0.01
°
；其中，所述底面为楔形垫铁2中与所述滑动斜板201相对的面；
24.s5、将调节螺杆5依次穿过基础垫铁1上的u形槽108、锁紧螺母6并拧入楔形垫铁2上的螺纹孔204，且所述调节螺杆5的六角头位于所述基础垫铁1的竖直挡板103的外侧；
25.s6、将大型设备吊装在楔形垫铁2上，且地脚螺栓紧固件11依次穿过基础垫铁1的长圆槽105、楔形垫铁2的长圆孔203和大型设备的底座；
26.s7、用x向调节座紧固件9将x向调节座3固定在基础垫铁1的通孔106上；用y向调节座紧固件10将y向调节座4固定在基础垫铁1的腰形孔107上；
27.s8、在x向调节座3上，安装x向调节螺栓7；所述x向调节螺栓7作为顶丝螺栓；通过旋转该x向调节螺栓7，使其顶进大型设备的底座，并使该底座在x方向移动以实现x方向的调整；
28.s9、在y向调节座3上，安装y向调节螺栓8；所述y向调节螺栓8作为顶丝螺栓；通过旋转该y向调节螺栓8，使其顶进大型设备的底座，并使该底座在y方向移动以实现y方向的调整；
29.s10、通过旋转调节螺杆5，为基础垫铁1所支撑的楔形垫铁2施加水平方向的牵引力，使楔形垫铁2与基础垫铁1之间发生α角度斜向滑移，从而在z方向上对大型设备的底座高度进行调整；
30.s11、重复步骤s8至s10，待大型设备的所有底座调整完毕后，用锁紧螺母6将调节螺杆5紧固，使大型设备的底座保持固定高度。
31.综上所述，由于采用了上述技术，本发明的有益效果是：
32.本发明中，基础垫铁设置有导向槽，楔形垫铁设置有导向块，两者相互配合，形成限位约束。在调整滑动时，避免出现扭转、偏斜和移位，提高了调整精度。而且导向槽和导向块的设置，减少了基础垫铁和楔形垫铁的接触面积，降低了滑动摩擦阻力，使调整更加方便。
33.本发明中，基础垫铁设置有长圆槽，楔形垫铁设置有长圆孔。安装设备时，将固定设备的地脚螺栓预埋在各种建筑混凝土基础中，依次穿过基础垫铁、楔形垫铁和设备底座，采用双螺母固定，使用螺纹锁固胶进行防松，有效防止松动，结构简单，连接可靠，抗震性能好。
34.本发明中，基础垫铁和楔形垫铁的材质为中碳钢，调质处理后，表面渗碳淬火，其表面硬度可达到46hrc以上，提高表面硬度和耐磨性的同时，具有良好的综合机械性能，适合在交变负荷或者振动环境下工作。
35.本发明中，基础垫铁和楔形垫铁的斜面夹角α，是能使结构形成自锁的角度，即tanα≦f，(式中：f为静摩擦因数)，保证设备在重力的作用下，不沿斜面下滑，提高设备可靠性。
36.本发明中，x向调节座和y向调节座，结构简单，拆装方便。且调整好设备后，x向调节螺栓和y向调节螺栓作为限位螺栓，抵住设备底座，形成x向和y向的约束，有效避免了设备工作时，由于工作面上力的相互作用而发生位移，保证了设备工作时的定位精度。
37.本发明中，通过旋转调节螺杆，为支撑的楔形垫铁施加水平方向的牵引力，楔形垫铁与基础垫铁之间发生α角度斜向滑移顺时针旋转时，设备上升；逆时针旋转时，设备下降。调节螺杆配合锁紧螺母，可实现螺纹连接防松结构，使设备保持固定高度，可靠性高，使用寿命长。
38.本发明中，x向调节座、y向调节座和调节螺杆配合使用，可实现设备底座的x、y和z方向的调整，良好的垂直挠度，全方位的限位约束，使设备稳定于地面，结构简单，操作方便，缩短安装周期，调整精度高。
39.本发明中，调节垫铁可以组合使用，例如两个、三个或四个，但不限于此。采用多点支撑的结构型式，结构更合理，受力更均匀，强度高，刚度大，稳定性好。
附图说明
40.图1为本发明用于调整大型设备xyz方向位移的可调节垫铁与设备底座的装配结构示意图。
41.图2为本发明用于调整大型设备xyz方向位移的可调节垫铁的结构示意图。
42.图3为本发明用于调整大型设备xyz方向位移的可调节垫铁的基础垫铁结构示意图。
43.图4为本发明用于调整大型设备xyz方向位移的可调节垫铁的楔形垫铁结构示意图。
44.图5为本发明用于调整大型设备xyz方向位移的可调节垫铁的x向调节座的结构示意图。
45.图6为本发明用于调整大型设备xyz方向位移的可调节垫铁的y向调节座的结构示意图。
46.图7为本发明用于调整大型设备xyz方向位移的可调节垫铁的z向高度调节原理图。
47.图中：1、基础垫铁；101、平板；102、固定斜板；103、竖直挡板；104、导向槽；105、长圆槽；106、通孔；107、腰形孔；108、u形槽；109、加强筋；2、楔形垫铁；201、滑动斜板；202、导向块；203、长圆孔；204、螺纹孔；205、镂空槽；3、x向调节座；301、调节座挡板；302、调节座加强板；4、y向调节座；401、侧调节座座板；402、侧调节座挡板；403、侧调节座加强板；5、调节螺杆；6、锁紧螺母；7、x向调节螺栓；8、y向调节螺栓；9、x向调节座紧固件；10、y向调节座紧固件；11、地脚螺栓紧固件；12、设备底座。
具体实施方式
48.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
49.图1为大型设备的设备底座安装在可调节垫铁上的示意图。参见图1，大型设备底座12通过地脚螺栓紧固件11被固定在可调节垫铁上。以图1的侧视图来看，设备底座12的左右两侧为可调节垫铁的y向调节座4(图1中仅示出了右侧的y向调节座，左侧的y向调节座被
设备底座12遮挡)。
50.图2为本发明提出的一种用于调整大型设备的可调节垫铁；其包括：基础垫铁1、楔形垫铁2、x向调节座3、y向调节座4、调节螺杆5、锁紧螺母6、x向调节螺栓7、y向调节螺栓8、x向调节座紧固件9、y向调节座紧固件10和地脚螺栓紧固件11。
51.其中，基础垫铁1包括平板101、固定斜板102、竖直挡板103、导向槽104、长圆槽105、通孔106、腰形孔107、u形槽108和加强筋109。其中，所述平板101设置于基础垫铁1的底部；平板101一侧设置有竖直挡板103；竖直挡板103中间设置有u形槽108，用于穿过调节螺杆5；竖直挡板103两侧对称设置有通孔106，用于安装x向调节座3；平板101两边对称设置有腰形孔107，用于安装y向调节座4。
52.继续参见图3，所述基础垫铁1设置有夹角为α的两块固定斜板102，该两块固定斜板102位于平板101上方；两块固定斜板102的中间设置有导向槽104；该两块固定斜板102和竖直挡板103之间分别设置有加强筋109；所述每块固定斜板102的中部设置有贯穿该固定斜板与基础垫铁1的长圆槽105；该长圆槽105用于穿过地脚螺栓紧固件11。
53.参见图4，所述楔形垫铁2包括两块滑动斜板201、一块导向块202、两个长圆孔203和一个螺纹孔204；所述两个长圆孔203分别位于两块滑动斜板201的中部并贯穿所述滑动斜板201；所述导向块202位于两块滑动斜板201之间并与两块滑动斜板201构成一体式的楔形垫铁2；与导向块202在一个水平方向上还开设有镂空槽205；所述螺纹孔204在水平方向上贯穿导向块202。
54.在此需要特别说明的是，前文的描述中，固定斜板102为两块的结构，因此相对应的通孔106也为两个；滑动斜板201为两块的结构，相对应的长圆孔203也为两个；但本发明并不限于此，也可以设置固定斜板102为三个、四个、五个或六个；同样的，滑动斜板201也相应地为三个、四个、五个或六个；而通孔(106)以及长圆孔203则相应地为三个、四个、五个或六个。本领域技术人员应当理解的是，根据不同的应用需要，可以设置不同数量的固定斜板102和滑动斜板201。
55.结合图2-4，所述楔形垫铁2的滑动斜板201是一块上表面为水平面，下表面是夹角为α的斜面，与所述基础垫铁1的固定斜板102相互配合；所述楔形垫铁2设置的长圆孔203用于安装地脚螺栓紧固件11；所述楔形垫铁2设置的导向块202和所述基础垫铁1的导向槽104相互配合，起到限位导向的作用；导向块202设置的螺纹孔204用于安装调节螺杆5。
56.所述基础垫铁1和楔形垫铁2的斜面夹角α为能使调节垫铁形成自锁的角度，即tanα≦f，式中：f为静摩擦因数，保证大型设备在重力的作用下不沿斜面下滑。所述调节螺杆5依次穿过基础垫铁1上的u形槽108、锁紧螺母6，拧入楔形垫铁2上的螺纹孔204，且调节螺杆5的六角头位于基础垫铁1上的竖直挡板103的外侧；通过旋转调节螺杆5，为支撑的楔形垫铁2施加水平方向的牵引力，楔形垫铁2与基础垫铁1之间发生α角度斜向滑移，使得大型设备底座升高或者降低，起到升降调节的作用；调节完成后，用锁紧螺母6将调节螺杆5紧固。
57.参见图2和图5，x向调节座3与基础垫铁1是活动连接的；x向调节座3包括调节座挡板301和调节座加强板302，调节座加强板302对称分布在调节座挡板301的两侧；调节座挡板301中间设置有倒置的u形槽，用于穿过调节螺杆5；上端对称设置有两个螺纹孔，用于安装x向调节螺栓7；下端对称设置有两个螺纹孔，用于安装x向调节座紧固件9，通过该x向调节座紧固件9将x向调节座3紧固在基础垫铁1上。
58.参见图2和图6，一对y向调节座4与基础垫铁1之间是活动连接的；y向调节座4包括侧调节座座板401、侧调节座挡板402和侧调节座加强板403，侧调节座加强板403位于侧调节座座板401和侧调节座挡板402中间；侧调节座座板401设置有两个贯孔，用于安装y向调节座紧固件10，通过该y向调节座紧固件10将y向调节座4固定在基础垫铁1上；侧调节座挡板402设置有两个螺纹孔，用于安装y向调节螺栓8。
59.参见图1和2，x向调节座3和y向调节座4相对于基础垫铁1来说是活动的，这种设计对于整个可调节垫铁来说，在使用过程中带来了极大的灵活性。例如，当设备底座12在y方向上的尺寸大于一对y向调节座4之间的间距时，可以将一对y向调节座4卸下来满足此种类型的设备底座安装。而且，大型设备的重量一般都较大，在将大型设备吊装在可调节垫铁上时，有可能出现吊装失误而导致大型设备底座将x向调节座3和y向调节座4压坏的情况，又或者在实际使用过程中x向调节座3和y向调节座4出现损坏或者老化的情况；此时仅需卸下损坏的x向调节座3和/或y向调节座4进行更换即可，而无需将整个可调节垫铁完全更换。这极大的提高了维修的效率，并且还能极大的节约了维修的成本。
60.进一步需要说明的是，本文中的x向、y向和z向为三维坐标轴的三个方向，具体为x向和y向为一个水平面上相互垂直的方向，而z向则为垂直于x向和y向共同构成的水平面的方向。
61.下面描述本发明提出的一种用于调整大型设备的可调节垫铁的调节方法，包括以下步骤：
62.s1、将基础垫铁1吊装至大型设备的安装位置；对该基础垫铁(1)测量定位并调整好角度后，保持固定；
63.s2、在基础垫铁1上的固定斜板102表面涂抹适量润滑油以降低所述固定斜板102表面的静摩擦因数f，减小滑动摩擦力，便于调节；
64.s3、将楔形垫铁2的滑动斜板201斜面朝下，并对应地吊装在基础垫铁1上的固定斜板102上，使得楔形垫铁2上的导向块202与基础垫铁1上的导向槽104配合连接；
65.s4、用水平仪测量楔形垫铁2底面的水平角度，并保证安装后的该水平角度误差≤0.01
°
；其中，所述底面为楔形垫铁2中与所述滑动斜板201相对的面；
66.s5、将调节螺杆5依次穿过基础垫铁1上的u形槽108、锁紧螺母6并拧入楔形垫铁2上的螺纹孔204，且所述调节螺杆5的六角头位于所述基础垫铁1的竖直挡板103的外侧；
67.s6、将大型设备吊装在楔形垫铁2上，且地脚螺栓紧固件11依次穿过基础垫铁1的长圆槽105、楔形垫铁2的长圆孔203和大型设备的底座；
68.s7、用x向调节座紧固件9将x向调节座3固定在基础垫铁1的通孔106上；用y向调节座紧固件10将y向调节座4固定在基础垫铁1的腰形孔107上；
69.s8、在x向调节座3上，安装x向调节螺栓7；所述x向调节螺栓7作为顶丝螺栓；通过旋转该x向调节螺栓7，使其顶进大型设备的底座，并使该底座在x方向移动以实现x方向的调整；
70.s9、在y向调节座3上，安装y向调节螺栓8；所述y向调节螺栓8作为顶丝螺栓；通过旋转该y向调节螺栓8，使其顶进大型设备的底座，并使该底座在y方向移动以实现y方向的调整；
71.s10、通过旋转调节螺杆5，为基础垫铁1所支撑的楔形垫铁2施加水平方向的牵引
力，使楔形垫铁2与基础垫铁1之间发生α角度斜向滑移，从而在z方向上对大型设备的底座高度进行调整；
72.s11、重复步骤s8至s10，待大型设备的所有底座调整完毕后，用锁紧螺母6将调节螺杆5紧固，使大型设备的底座保持固定高度。
73.参见图7，当楔形垫铁2在夹角为α的斜面上滑动时，能使大型设备实现z向的高度调节；其原理如下，其中，基础垫铁1保持固定不动，楔形垫铁2沿箭头方向在斜面上滑动，起始水平坐标为x1，起始高度坐标为z1；当楔形垫铁2沿箭头方向滑动一定距离l时，水平坐标变化为x2，高度坐标变化为z2；此时，高度坐标差值为δz，即楔形垫铁2降低了δz的高度，最终实现了设备底座在z方向的调整。
74.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
75.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。