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底座的配置、设计和样式甚至比离心泵的型号还要多。对于API泵来说，无论设计如何，底座的主要目的是将泵和驱动机安装在一起，同时保持设备之间的轴对中。API 610泵底座有两种设计：灌浆型和非灌浆型。水泥灌浆克服了基础不平的影响，来自泵支脚上的载荷传递至底座，最后传递至灌浆层。灌浆有助于降低整个泵送单元的振动、挠度和噪音。通过混凝土灌浆，地脚螺栓牢固地将底座固定到基础上以确保泵达到防振效果。当泵需要安装在浮式油轮等上时，底座需设计为非灌浆型。

经常有朋友问我：如何能快速地设计出即符合标准又满足使用工况的离心泵底座？其实，底座的设计具有一定的技巧或流程。本文将根据API 610第11版标准的规定，简要介绍API泵灌浆型底座的可靠性设计流程。仅供朋友们参考。

API 610标准对灌浆底座有明确的要求，具体如下：

1）形状。从平面图上看，与灌浆接触的底座外角半径至少应为50 mm。

2）大小。应延伸到泵和驱动机组组合件之下，使得任何泄漏液都收集在底座范围内。所有的管路接头和对外接口法兰（包括泵进、出口法兰）都应落在底座的集液盘或集液盆之内。

3）集液面板。应延伸到泵和驱动机组组合件之下，使得任何泄漏液都收集在底座范围内。所有的管路接头和对外接口法兰（包括泵进、出口法兰）都应落在底座的集液盘或集液盆之内。

4）垫板和垫片。垫板仅用于抬高整个机组（包括泵和驱动设备）；而垫片用于微调驱动设备高度。标准规定泵脚下面不允许使用垫片，因为API标准要求以泵为基准来进行机组对中。

5）焊接要求。所有接头，包括焊接到结构件的钢板应是连续的两面致密焊接，以防止间隙腐蚀。不允许进行间断焊接。

6）灌浆通道及灌浆孔。底座底部的两个结构件之间应该是畅通的。当底座安装在混凝土基础上时，在每个承受负荷构件之下都应该有灌浆通路。在每个分隔段内应该至少设一个灌浆孔，灌浆孔的尺寸不小于Φ125，使得浆液能灌满底座下面的整个空腔。集液面板上的灌浆孔应该有13 mm高的凸唇缘。另外，在底座的每个分隔段的最高点，应当设置最小直径为13 mm的排气孔。

7）加强筋及吊耳。在泵和驱动机支脚正下方的底座上应焊接加强筋板。底座上应设置至少供四点起吊的吊耳，在起吊包括泵组在内的（共用）底座时，应不至于损坏底座或使其产生永久变形，也不应使安装在底座上的设备受损。

8）对中及调水平用顶丝。标准规定重量超过250 kg的驱动设备均应装设轴向和径向对中用顶丝。在底座的外周上应设有垂直的调水平用螺钉。水平调整螺钉应设在靠近地脚螺栓处，以最大限度地减少安装过程中底座的变形。

1）型钢的规格

2）地脚螺栓的规格和数量

3）起吊耳的厚度

4）起吊耳圆孔或半孔直径

5）设备对中用顶丝

6）调水平螺钉

7）面板厚度

8）垫板及支撑板厚度

关于焊接底座主要零件选型的详细信息，可参见《泵沙龙》文章“API泵重载焊接底座主要零件选型参考”。实际工程应用中，按此参考选用并焊接的底座，通常可以承受不低于标准规定接管载荷的2.5倍。

API 610第11版标准对底座的刚度要求如下：

条款7.3.20  为了最大限度地减少由于管路载荷影响而导致的泵和驱动机轴的不对中，泵及其底座应设计成具有足够的结构刚性，以使泵轴驱动端或者泵轴在联轴器轮毂配合处的偏移限制在表13所示值内。这些值是7.3.21中管口载荷试验的验收标准。在试验过程中，不得将灌浆用作获得所需刚度的手段。

众所周知，灌浆可显著增加底座组件的刚度。忽略此影响，底座的刚度在卖方工厂很容易得到验证。……遵循表5中管口负荷值，将泵和驱动轴端的总偏移限制在约250 μm之内（见附录F）。

条款7.3.21  如果有规定，卖方应该用试验证明，当泵及其底座固定在基础地脚螺栓孔位置上是符合7.2.20要求的。泵壳体应该承受得住施加于每一个管口上的力矩M_YC和M_ZC，但不能两个管口同时承受此力矩，测量相应的轴偏移并记录下来。不能同时施加任一同一管口M_YC和M_ZC这两个力矩。轴偏移测量值应该是绝对值（而不是相对于底座的测量值）。为了便于记录，卖方的试验资料应包括试验装置的简图、计算的力矩载荷（M_YC和M_ZC）以及施加的力矩载荷及其在泵轴驱动端造成的相应的偏移。

表13  刚度试验验收准则

附录F.1.1   可以接受的管路配置不应引起泵和驱动机之间过度不对中。（现场）管路配置产生的管口各分负荷处在表5规定的范围内时，泵壳体变形应限制在泵制造商设计标准的一半以内（见条款6.3.3）、并确保证泵轴的偏移小于250 μm。

底座的刚度可通过试验获得。关于这方面的详细信息，可参见《泵沙龙》文章“离心泵接管载荷及验证”。

强度校核有三种方法：

1）传统手工计算方法。

2）传统试验方法。采用实物进行测试。

3）有限元分析方法。是一种用于解决工程实际问题的仿真方法。

目前，最常用的是有限元分析（FEA）方法。数学方程和计算的工作量通常很大，以至于在不使用软件的情况下得出一个解决方案实际上是不可能的。

FEA方法是使用ANSYS软件进行有限元分析，需要对底座模型进行网格划分。然后，应用所选材料的属性及其边界条件来进行应力分析。大概流程如下：

1）建立三维几何模型。在完成特定泵组的定型后，在Pro E、UG等软件中建立底座的三维几何模型。见图1。

图1：离心泵底座设计

2）对三维几何模型进行网格划分。

3）应力分析。应用所选材料的属性及其边界条件来进行应力分析。对于泵组来说，需要考虑以下一些因素（不限于）：

- 接管载荷

- 机组自重（泵满水重量）

- 电机扭矩

- 约束（地脚螺栓）

4）分析结果的判断及处理。如果强度不足，则应进行适当的补强；如果强度过足，则可以进行适当的减弱，以降低成本。

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