强化抗拔抗扭效果的设备基础及定位装置技术领域
本发明涉及设备地面基础及安装技术领域，尤其是一种强化抗拔抗扭效果的设备
基础及定位装置。
背景技术
许多设备在工作时会产生拔地力，如在材料机械性能检测中，试件拉断或扭断瞬
间将产生很大惯性力，可能造成试验机倾覆、损坏甚至人身伤亡事故等，为此需要浇筑可靠
的混凝土地基进行固定，重载设备往往靠提高地基开挖深度来满足抗拔性能，造成工时增
加、成本上升，且预埋的地脚螺栓难以精确定位，一旦出现位置偏差，安装设备基座时不得
不临时扩孔，甚至要重新开挖、浇筑地基。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的强化抗拔抗扭效
果的设备基础及定位装置，从而能在不增加地基开挖深度的情况下，显著提高抗拔、抗扭
力，且定位精度高，相关构件可组装拆卸，设备基座安装方便，方案可靠实用，可供工作时需
承受很大拔地力或扭矩的重载设备使用。
本发明所采用的技术方案如下：
一种强化抗拔抗扭效果的设备基础及定位装置，包括C15素混凝土垫层，所述C15
素混凝土垫层的上部为棱台形C35混凝土地基，所述棱台形C35混凝土地基中部开有多个锥
形孔，所述锥形孔内安装中空锥形连接件，所述中空锥形连接件的顶部通过定位螺钉安装
有定位钢板，所述中空锥形连接件的内部安装有螺旋状紧固件并穿过定位钢板，所述螺旋
状紧固件的上部安装定位托架，顶部安装方把手。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述中空锥形连接件的结构为轴对称正圆锥壳，直径上小下大，内外表面都与混
凝土接触，内表面为锥形孔，外表面带有锯齿状结构，锯齿厚度由根部向顶部递减，相邻锯
齿的轴向间距内侧小、外侧大；所述中空锥形连接件的顶部有定位螺孔，与定位螺钉配合安
装；
所述螺旋状紧固件的结构为：具有表面螺旋状结构，表面螺旋状结构的厚度由根
部向顶部递减，表面螺旋状结构上具有轴向贯穿的排气孔；所述表面螺旋状紧固件的上端
设置有外螺纹，与方把手的内螺纹配合连接；
所述中空锥形连接件的锯齿状结构和螺旋状紧固件的表面螺旋状结构分别在其
圆周向方向设置外宽内窄的第一扇形缺口和第二扇形缺口；
螺旋状紧固件的外径小于中空锥形连接件的内径；
所述定位钢板的结构为矩形结构，所述定位钢板上开有穿过螺旋状紧固件的安装
位孔，所述定位钢板上间隔开有多个圆形和长圆形的减轻孔，还带有矩形的加强筋，所述加
强筋上焊接有圆把手；
所述定位托架的外径大于安装位孔，定位托架的内径大于端部外螺纹的外径；
所述棱台形C35混凝土地基呈上窄下宽的棱台形结构，内置钢筋框架，所述钢筋框
架上短下长，最长钢筋短于基坑顶部对角线；
所述钢筋混凝土一次性浇筑成型后，拆除定位装置，通过地脚螺栓将设备基座底
板与螺旋紧固件的上端外螺纹相连并锁紧。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，能在不增加地基开挖深度的情况下，显著增加
抗拔地和抗扭转载荷，并实现基座的精确定位和快捷安装。锥形连接件通过定位螺孔和螺
钉安装在定位钢板上，螺旋紧固件与锥孔小端内壁间留有较小的装配正公差，并采用定位
装置保证位置精确。同时还具备如下优点：
1)棱台形混凝土地基上窄下宽，锥形连接件上小下大，在承受拔地力时呈楔状，可
有效增强向下的压力。锥形连接件外表面带有锯齿状结构，紧固件的表面为螺旋状结构，均
能显著增加拔地力。锥形连接件的内外表面都与混凝土凝结，且锯齿状、螺旋状结构均增大
了接触表面积，从而能提供更大的摩擦力。
2)锯齿状、螺旋状结构在周向具有扇形缺口，与混凝土凝结后可提供极大的抗扭
力矩，加上摩擦力的贡献，将使抗扭性能得到显著提高。扇形缺口外宽内窄，锯齿状结构的
轴向间距内侧小、外侧大，呈喇叭口状，便于混凝土填满空隙，还能在混凝土浇筑中排除间
隙中的空气。
3)定位钢板的减轻孔既可减重，也能在浇筑时排气，并缩小定位钢板与混凝土的
接触面积。定位钢板带有矩形加强筋以减小自重引起的变形，从而保证锥形连接件、螺旋状
紧固件与地面基本垂直。
4)本发明适用于拔地力、扭矩较大的重载设备，可有效减小地基开挖深度和混凝
土浇筑立方数，从而降低土建施工的工作量和成本。由于定位精确，可将混凝土地基一次性
浇筑完成后再安装设备，能简化施工程序，同时，承力构件区域的混凝土不需二次浇注，避
免了凝固分层的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图(螺旋状紧固件未安装完成)。
图2为图1的俯视图。
图3为图2中定位板部分的侧视图。
图4为图2中定位板部分的俯视图。
图5为本发明中空锥形连接件的俯视图。
图6为本发明螺旋状紧固件的俯视图。
图7为本发明定位托架的俯视图。
图8为本发明的结构示意图(螺旋状紧固件安装完成后)。
图9为本发明的结构示意图(拆除定位装置后)
图10为本发明设备基板底座的俯视图。
其中：1、中空锥形连接件；2、螺旋状紧固件；3、方把手；4、定位托架；5、定位钢板；
501、减轻孔；502、安装位孔；6、定位螺钉；7、加强筋；8、圆把手；9、C15素混凝土垫层；10、棱
台形C35混凝土地基；11、钢筋框架；12、设备基座底板；13、地脚螺帽。
101、定位螺孔；102、第一扇形缺口；103、锯齿状结构；
201、排气孔；202、第二扇形缺口；203、表面螺旋状结构；204、外螺纹；
401、托架孔；402、托板。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的强化抗拔抗扭效果的设备基础及定位装
置，包括C15素混凝土垫层9，C15素混凝土垫层9的上部为棱台形C35混凝土地基10，棱台形
C35混凝土地基10中部开有多个锥形孔，锥形孔内安装中空锥形连接件1，中空锥形连接件1
的顶部通过定位螺钉6安装有定位钢板5，中空锥形连接件1的内部安装有螺旋状紧固件2并
穿过定位钢板5，螺旋状紧固件2的上部安装定位托架4，顶部安装方把手3。
如图1和图5所示，中空锥形连接件1的结构为轴对称正圆锥壳，直径上小下大，内
外表面都与混凝土接触，内表面为锥形孔，外表面带有锯齿状结构103，锯齿厚度由根部向
顶部递减，相邻锯齿的轴向间距内侧小、外侧大；中空锥形连接件1的顶部有定位螺孔101，
与定位螺钉6配合安装。
如图1和图6所示，螺旋状紧固件2的结构为：具有表面螺旋状结构203，表面螺旋状
结构203的厚度由根部向顶部递减，表面螺旋状结构203上具有轴向贯穿的排气孔201；表面
螺旋状紧固件2的上端设置有外螺纹204，与方把手3的内螺纹配合连接。可以通过方把手3
调节上下位置，以调节外螺纹204伸出底面的余高。
如图5和图6所示，中空锥形连接件1的锯齿状结构103和螺旋状紧固件2的表面螺
旋状结构203分别在其圆周向方向设置外宽内窄的第一扇形缺口102和第二扇形缺口202。
螺旋状紧固件2的外径略小于中空锥形连接件1的内径，以保证二者的装配间隙，
并实现螺旋状紧固件2的精确定位。
定位托架4外径大于安装位孔502，内径略大于端部外螺纹204的外径，可自由地上
下移动或转动。
如图2、图3和图4所示，定位钢板5的结构为：定位钢板5为矩形结构，定位钢板5上
开有穿过螺旋状紧固件2的安装位孔502，定位钢板5上还间隔开有多个圆形和长圆形的减
轻孔501；还带有矩形的加强筋7，加强筋7上焊接有圆把手8。
棱台形C35混凝土地基10呈上窄下宽的棱台形结构，内置钢筋框架11，钢筋框架11
上短下长，最长钢筋短于基坑顶部对角线。
定位托架4中部为托架孔401，托架孔401外周间隔设置有托板402，托架孔401的外
径大于安装位孔502，内径大于外螺纹204的外径，可以自由上下移动或者转动。
实际工作过程中，首先在地面开挖棱台形(上窄下宽)地基坑，在底部浇筑C15素混
凝土垫层9，之后将钢筋框架11放在C15素混凝土垫层9上，由于钢筋框架11的钢筋上短下
长，因此将超长的钢筋沿地基坑对角线预先放入，并由施工人员在坑中将其绑扎到位，形成
完整的钢筋框架11。
如图1所示，中空锥形连接件1为钢质轴对称正圆锥壳，上端带有定位螺孔101；定
位钢板5为机加工件，具有位置精确的安装位孔502--将中空锥形连接件1与定位钢板5通过
定位螺钉6和定位螺孔101装配到一起，并在定位钢板5的下表面刷上脱模剂或机油等，以方
便在混凝土凝固后取下定位钢板5。之后，利用圆把手8抬起定位钢板5，悬架在地基坑上沿，
并根据设备基座的安装位置调整好距离。同时，将定位托架4套在螺旋状紧固件2的上端外
螺纹204上(定位托架4的内径略大于外螺纹204的外径，可上下移动或转动调节)，后将下端
带内螺纹的方把手3旋入螺旋状紧固件2的上端外螺纹204，并根据外螺纹204伸出地面的余
高要求调节方把手3的旋入深度。
在定位钢板5的空隙灌入C35混凝土，当混凝土在中空锥形连接件1的内部锥孔内
上升到一定位置后，握住方把手3提起螺旋状紧固件2，将螺旋状紧固件2缓缓放入定位钢板
5的安装位孔502中，并不断缓慢旋转以搅拌混凝土，使空气从排气孔201和第二扇形缺口
202中逸出，而混凝土将填满螺旋状紧固件2的表面螺旋状结构203的间隙。
如图8所示，当定位托架4与安装位孔502的上表面接触时，螺旋状紧固件2将通过
方把手3的下端面垂直悬挂于定位托架4上(定位托架4的外径略大于安装位孔502，以免坠
落)，螺旋状紧固件2的外径与中空锥形连接件1的小端内径之间留有一很小的装配间隙或
正公差，加上定位托架4提供的垂直支撑，能保证螺旋状紧固件2的中心轴线与中空锥形连
接件1基本重合，且中空锥形连接件1的位置由机加工的定位螺孔101及定位螺钉6确定，从
而实现了螺旋状紧固件2的精确定位。
如图8、图9和图10所示，当棱台形C35混凝土地基10凝固后，拆卸下端带内螺纹的
方把手3和定位托架4，并取下定位钢板5(其下表面事先采取了与混凝土的隔离措施)，对棱
台形C35混凝土地基10的上表面进行修平处理，实现平整度要求。之后，将要安装的设备基
座底板12的安装孔位对准螺旋状紧固件2的上端外螺纹204并套入，再旋入地脚螺帽13并点
焊锁紧，设备基础安装结束。
如图2和图3所示，定位钢板5具有圆形和长圆形减轻孔501，既可减重，也能在浇筑
时排气，并缩小定位钢板5与棱台形C35混凝土地基10的接触面积(减小粘黏力)。定位钢板5
还带有矩形加强筋7以减小自重引起的变形，从而保证中空锥形连接件1、螺旋状紧固件2与
地面基本垂直。
棱台形C35混凝土地基10上窄下宽，中空锥形连接件1直径上小下大，在承受拔地
载荷时呈楔状，可明显增强向下的压力。中空锥形连接件1外表面带有锯齿状结构103，锯齿
厚度由根部向顶部递减，类似悬臂梁，抗弯性能好，螺旋状紧固件2的表面螺旋状结构203也
与此类似，均能显著增加拔地力。中空锥形连接件1的内外表面都与混凝土凝结，且锯齿状
结构103、表面螺旋状结构203均增大了接触表面积，从而能提供更大的摩擦力。
如图1、图3所示，锯齿状结构103、表面螺旋状结构203在周向具有第一扇形缺口
102、第二扇形缺口202，与棱台形C35混凝土地基10凝结后可提供极大的抗扭力矩，再加上
摩擦力的扭矩贡献，将使抗扭性能得到显著提高。第一扇形缺口102、第二扇形缺口202外宽
内窄，锯齿状结构103的轴向间距内侧小、外侧大，呈喇叭口状，便于混凝土填满空隙，还能
在混凝土浇筑中排除间隙中的空气。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利
要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。