Устройство оснований и фундаментов для установки станочного оборудования
Еще одна публикация из учебника А.М. Гаврилина, В.И. Сотникова, А.Г. Схиртладзе и Г.А. Харламова «Металлорежущие станки» с полезной информацией о станках с ЧПУ. Сегодня разберем особенности в устройстве оснований и фундаментов для установки станочного оборудования.
Устройство оснований и фундаментов для установки станочного оборудования
Для защиты от внешних вибраций станки следует устанавливать на фундаменты или на специальные виброизоляторы.
Документы, высылаемые заводом-изготовителем вместе со станком, в большинстве случаев содержат указания по устройству фундаментов и их виброизоляции. Виброизоляция станков может быть также обеспечена установкой их на виброопоры или на резиновые прокладки без устройства фундамента.
При выборе типа основания для любого станка должны быть учтены следующие основные факторы: класс точности станка, жесткость конструкции, масса станка, характер нагрузок при работе.
Станки класса точности С устанавливаются на массивные бетонные фундаменты, вывешенные на пружинах с демпферами или резиновых ковриках (рис 17.1 д, е) и боковой виброизоляцией (пробковая крошка, шлак, шлаковата, отходы кожевенно-обувной промышленности) .
Станки класса точности А устанавливают на бетонных фундаментах с боковой виброизоляцией из тех же материалов, которые используются для фундаментов станков класса точности С.
Рис. 17.1. Фундаменты под металлорежущие станки:
а — общая плита цеха; б — ленточный; в — обычного типа; г — свайный; д — на резиновых ковриках; е — на пружинах
Станки класса точности В, имеющие нежесткие станины, а также крупные и тяжелые станки независимо от жесткости станин устанавливаются на бетонные фундаменты с боковой виброизоляцией, аналогично станкам класса точности А.
Станки класса точности П, имеющие нежесткие станины, и крупные и тяжелые станки независимо от жесткости станин устанавливаются на бетонные фундаменты без боковой виброизоляции. На такие же фундаменты устанавливают крупные и тяжелые станки класса точности Н (рис. 17.1, в, г).
Станки классов точности В, П и Н легкой и средней массы, не имеющие резко реверсирующих узлов, устанавливают на виброопоры (рис. 17.2, д). Такие же станки с быстро реверсирующими узлами устанавливают на жесткие (клиновые) опоры (рис. 17.2, в, рис. 17.3)
Рис. 17.2. Способы установки станка на фундамент:
а — с подливкой опорной поверхности станины цементным раствором и креплением фундаментными болтами; б — с подливкой без крепления болтами; в, г — на регулируемых жестких опорах; д — на упругих опораx
Рис. 17.3. Опорные башмаки:
а — для установки станка без закрепления фундаментными болтами; б — для установки станка с закреплением фундаментными болтами
При устройстве фундамента из бетона станок можно монтировать через семь дней после укладки бетона, а пуск станка разрешается на 22-й день.
От разрушения маслами фундамент железнят цементным раствором с жидким стеклом.
Фундамент должен обеспечить:
- распределение на грунт сосредоточенной силы веса станка;
- увеличение жесткости станины станка;
- необходимую устойчивость станка при работе за счет понижения центра тяжести;
- увеличение суммарной массы станка и фундамента, что приводит к уменьшению амплитуды вибраций;
- защиту станка от вибраций рядом стоящего оборудования. Фундаменты должны быть компактными, сравнительно небольших размеров и простой формы в очертаниях, удобными для размещения и закрепления станка.
Нужно стремиться к тому, чтобы общий центр тяжести станка и фундамента находились на одной вертикали и располагались в центре площади основания фундамента. Допустимое смещение центров тяжести не должно превышать 3. 5 % от ширины фундамента в зависимости от типа грунта.
Высота фундамента делается как можно меньше, но ширину желательно увеличить (уменьшается опрокидывающий момент). Обязательны боковые зазоры. Подошву всего фундамента желательно расположить на одной глубине. Для влажных грунтов делается подготовка из щебня, крупного гравия.
Площадь подошвы фундамента:
где Q — нагрузка на грунт (вес станка, фундамента, детали); R — допустимое давление на грунт.
Допустимое давление на грунт определяют по формуле
где α — коэффициент, учитывающий характер динамических нагрузок, возникающих при работе технологического оборудования (формовочные машины — α = 0,3 . 0,5 ; молоты — α = 0,4; металлорежущие станки — α = 0,8. 1,0); RH — нормативное удельное давление для грунта (супеси — R н = 2. 3 кг/см 2 , суглинки — RH = 1. 3 кг/см 2 , глина — RH = 1 . 6 кг/см 2 , песок — R Н = 1,5. 3,5 кг/см 2 ).
Вес фундамента Q Ф определяют исходя из веса станка:
где КФ — коэффициент, учитывающий вид нагрузки технологического оборудования (при статической нагрузке — К Ф = 0,6. 1,5, при значительной динамической нагрузке — К Ф = 2. 3); Q СТ — вес станка.
Высота фундамента берется из расчета веса фундамента и площади его основания или с учетом длины заделки фундаментных болтов (рис. 17.4).
Рис. 17.4. Фундаментные болты:
а, б— изогнутые; в — с анкерной плитой
Материалы для фундаментов: бетон, железобетон (реже бутобетон и кирпич) из портландцемента марок 200. 500 (схватывание бетона от 45 мин до 12 ч).
Для ремонта фундаментов используют портландцемент марок 500 и 600. Марка бетона соответствует пределу прочности при сжатии бетонных кубиков 200 x 200 x 200 мм на 28-й день сушки, при температуре 18. 22°С и относительной влажности воздуха 90. 100%.
Ориентировочно глубина фундамента h принимается в зависимости от длины фундамента L :
- для токарных, горизонтально-протяжных станков
- зубообрабатывающих, карусельных, расточных станков
- шлифовальных станков
- продольно-фрезерных и строгальных станков
- поперечно-строгальных, радиально-сверлильных, вертикальнопротяжных и долбежных станков h = 1,0. 2,0 L.
Расстояние от края колодца для анкеров до края фундамента не менее 120 мм, от дна колодца до дна фундамента минимум 100. 150 мм.
Источник
Устройство Фундаментов Под Станок С Чпу По Металлу
Рассмотрим такую важнейшую тему, как устройство фундаментов под металлорежущий станок с ЧПУ. Ведь если сделать что-нибудь неправильно или что-то упустить, то это может уменьшить ресурс станка вдвое, а все точностные показатели будут хуже на порядок. В данной статье рассмотрим технические условия на фундамент (марка бетона, прочность, план заливки), методы крепления станка к фундаменту и о его выверке по уровню.
Информация будет полезна каждому, кто планирует купить себе обрабатывающий центр с чпу, фрезерный станок портального типа либо другое металлообрабатывающее оборудование.
Итак, фундамент является основанием станка и если он сделан правильно, то он придает столу необходимую жесткость и обеспечивает соответствие точностных характеристик на долгое время. Также фундамент уменьшает влияние на работу соседнего оборудования. Заметим, что хоббийные и настольные станки малых серий можно устанавливать без фундамента. Конечно станок можно установить и на виброопоры, но тогда придется мириться с тем что при работе станка будет повышенная вибрация, в результате чего вы получите повышенный и неравномерный износ и снижение точностных характеристик. К тому же станок не закрепленный к фундаменту всегда стоит на трех точках опоры и эти точки опоры всегда меняются при перемещении рабочего органа. Чтобы фундамент соответствовал требованиям его необходимо изготавливать в соответствии с техническим заданием, которое полностью расписано в документации, прилагаемой к станку и содержит чертежи фундамента устанавливаемого станка.
Конфигурация фундамента очень сильно зависит от самого станка, то есть фундамент фрезерного станка не подойдет к фундаменту токарного станка. Фундамент для станочного оборудования представляет собой монолитную бетонную основу, которая располагается полностью под станком или под несущими тумбами. Все габариты для подготовки фундамента можно найти на плане фундамента. Для удобства выполнения работ по выкапыванию ямы для фундамента необходимо заранее, на полу, очертить мелом габариты фундамента.
Среди технических требований к фундаменту хочется выделить несущую способность грунта, она должна соответствовать 5 килограммам на один квадратный сантиметр. При необходимости фундамент дополнительно нагружают к примеру бетонными блоками, которые превышают массу станка в 3-4 раза.
Заливка фундамента станков
Перед тем, как производить заливку фундамента станка, необходимо определиться с помощью чего вы будете крепить станок к фундаменту. Если это будет выполняться с помощью анкерных болтов, то заранее необходимо выполнить опалубку для анкерных колодцев. Для станков повышенной точности средних размеров фундамент необходимо армировать единой решеткой по всей длине и ширине и высоте с размером ячейки 200 мм. Диаметр арматуры зависит от величины фундамента и может быть от 12 до 20 мм.
Для заливки фундамента металлообрабатывающего станка применяем бетонную смесь с объемным соотношением три части щебня 1 часть цемента и 1 часть песка. Марка бетона должна быть не ниже М250. Глубина фундамента должна составлять не менее 60% от площади поверхности фундамента.
Монтаж станка на фундамент необходимо выполнять при достижении прочности бетона не менее 50% от проектных значений. Это примерно 7 дней при температуре 20оC.
Запуск станка можно выполнять при достижении 70% прочности бетона от проектных значений, это примерно 15 дней. Срок полного отвердения бетона составляет 28 дней.
Расчет фундамента станка
Прочность бетона в готовом фундаменте может быть быстро оценена по звуку и ударам. Когда прочность бетона соответствует от 30 до 50 кг/см2, то звук от ударов молотка получается мягкий и при ударе получается вмятина с осыпающимися краями. При нанесении рисок острым зубилом фундамент режется и сыпется. В случае, когда прочность бетона соответствует от 60 до 90 кг/см2, то звук от ударов молотка будет глуховатым, после ударов на поверхности остаются небольшие вмятины и следы. При нанесении рисок острым зубилом фундамент штрихуете на глубину от 1 до 1,5 мм. Когда прочность бетона составляет примерно 110-120 кг/см2, то звук от ударов молотка будет звонкий и после удара почти не остается следов, а острое зубило при легком штриховании оставляет слабый след.
Согласно технического задания на фундамент верхняя его часть должна быть ровной и гладкой без уклонов и неровностей. Допустимое отклонение фундамента следующее:
- по плоскости в любом направлении на 500 мм допустимое отклонение 0,2 мм;
- по высоте допустимо отклонение на 5 мм;
- по уклону на длину 1 метр допустимо отклонение на 1 мм.
Когда фундамент окончательно готов, приступаем к монтажу станка. В начале очищаем нижнюю часть станины от консервации и грязи, особенно места прилегания.
Анкера, при стягивании испытывают силу, которая постоянно вытаскивает анкерный болт из фундамента, поэтому конструкция анкеров имеют форму крюка в основании, благодаря чему обеспечивается надежное крепление и исключается вибрация. У химических анкеров жесткость крепления выполняется раствором, который проникает глубоко в поры фундамента.
Выполняя монтаж станка на анкерные болты фундамента, анкерные колодцы надо залить водой, которую необходимо удержать течение 6-8 часов для лучшей пропитки фундамента. В дальнейшем анкерные колодцы заливаются малоусадочным бетоном не ниже М300. Данный бетон мы держим 4 дня постоянно смачивая водой для лучшего твердения. Фундамент станка это стапель, который необходим для сборки и проверки станка на точность.
При наличии технологического пола более 300 мм монтаж станка на химические анкеры происходит следующим образом. Анкерные колодцы под химические анкера выполняются с помощью бура, диаметр которого больше на 2-4 мм, чем сам анкерный болт. Глубина анкерного колодца обычно указана в плане фундамента. После выполнения колодцев выполняем разметку на шпильках с резьбой М12 для дальнейшего отрезания и получения нужной длины. Далее с помощью наждачного станка обтачиваем фаски и удаляем заусенцы, после чего на шпильки накручиваем гайки.
Монтаж станков на фундамент
Затем выполняя монтаж станка на фундамент ставим его на пластины и затягиваем анкерные болты таким образом, чтобы отверстие в пластинах совпадали с отверстиями анкерных колодцев. Затем приготавливаем специальный монтажный пистолет вместе с быстротвердеющий химической смесью и с помощью строительного пистолета заливаем в анкерные колодцы химический раствор. Данная смесь является основой химического анкера, которая не позволит шпильке выйти из анкерного колодца. Такая смесь при затвердении подобна камню, так что если она при заливке случайное попадет на станок, то необходимо убрать раствор как можно быстрее, чтобы не откалывать его в твердом состоянии.
После заливки раствором вставляем заготовленные шпильки в анкерные колодцы, простукиваем их для больших усадки и ждем затвердевания химического раствора 24 часа. Фундамент для станка готов.
После установки станка на фундамент производим выверку станка по уровню, с помощью двух способов:
- регулировка по уровню при помощи клиновых регулировочных башмаков, либо регулировочных болтов на самом станке;
- регулировка с помощью специальных клиньев.
Принцип действия примерно одинаковый, так как все эти приспособления изменяют высоту установки станка.
Принцип действия регулировочного болта следующий: анкерный болт прижимает станок к фундаменту придавая необходимую жесткость, то есть при затягивании анкерного болта станок сильнее прижимается к фундаменту.
Регулировочный болт выполняет обратную функцию, то есть закручивая он упирается в специальную проставочную пластину с размерами 100х100х10 мм и выталкивает станок вверх. С помощью регулировочных болтов мы выравниваем станок и выверяем с помощью станочного уровня.
Далее опишем алгоритм проверки правильности выверки станка. Для начала необходимо установить суппорт станка по центру перемещений, после чего используя станочный уровень установленный в центре стола в двух взаимно перпендикулярных положениях выставить станок. Затем также проверить уровень станка установив уровни в остальных точках станка по краям направляющих.
После того, как станок полностью выверен, мы затягиваем динамометрическим ключом анкерные болты. Моменты затяжек можно найти в таблице на рис. 1. Из приведенной таблицы мы видим, что анкерные болты М12 необходимо затягивать силой 24 Нм.
Рис. 1. Моменты затяжек анкерных болтов фундамента станка
Источник