在實際的數控設備使用廠商中,很多設備使用方忽略了設備安裝環境的要求,對重型機床和精密機床,制造廠一般向用戶提供機床基礎地基圖,用戶事先做好機床基礎,經過一段時間保養,等基礎進入穩定階段,然后再安裝機床。重型機床、精密機床必須要有穩定的機床基礎,否則,無法調整機床精度。即使調整后也會反復變化。而一些中小型數控機床,對地基則沒有特殊要求。根據我國的GB 50040-1996《動力機器基礎設計規范》的規定,應該做好以下工作:
% u( e, V6 F. P( H(一)、一般性要求) ^9 \* }) g9 B4 B! d }$ H
1、基礎設計時,設備廠商應該提供以下資料:' @( C- Z5 x: \" I' V3 y! E V
(1)設備的型號、轉速、功率、規格幾輪廓尺寸圖等。
: i6 m1 |- x5 [(2)設備的重心及重心的位置。, b& _) r0 H+ U8 g
(3)設備底座外輪廓圖、輔助設備、管道位置和坑、溝、孔洞尺寸以及灌漿層厚度、地腳螺栓和預埋件的位置等。
3 A/ p$ ]: b& g: C0 E% @(4)設備的擾力和擾力力矩及其方向。7 q9 D3 M M- G. z2 X
(5)基礎的位置及其臨近建筑的基礎圖。
2 g7 a3 A: H5 Y8 O, ^) z/ ](6)建筑場地的地質勘察資料及地基動力實驗資料。
# D+ [# Q. @. n( O! {2、設備基礎與建筑基礎、上部結構以及混凝土地面分開。$ c9 e& ~" ^! x2 [7 i
3、當管道與機器連接而產生較大振動時,管道與建筑物連接處應該采取隔振措施。6 m% O- Y, @# \
4、當設備基礎的振動對鄰近的人員、精密設備、儀器儀表、工廠生產及建筑產生有害影響時,應該采取隔離措施。
* r6 E- _3 a4 T5 m" A9 e$ z5 o1 \5、設備基礎設計不得產生有害的不均勻沉降。' X% F' H9 R5 z k) U# P8 X
6、設備地腳螺栓的設置應該符合以下要求:
( [. N H/ c0 r+ j. F6 V( K(1)帶彎鉤地腳螺栓的埋置深度不應該小于20倍螺栓直徑,帶錨板地腳螺栓的埋置深度不應該小于15倍螺栓直徑。
+ `& A* Z# G5 K7 M0 l S/ Z9 }(2)地腳螺栓軸線距基礎邊緣不應該小于4倍螺栓直徑,預留孔邊距基礎邊緣不應該小于100mm,當不能滿足要求時,應該采取加固措施。
/ y/ L) \$ H: ~: _" Q% k(3)預埋地腳螺栓底面下的混凝土厚度不應該小于50mm,當為預留孔時,則孔底面下的混凝土凈厚度不應該小于100mm。9 ]. h3 P A+ H$ [8 d' ^
(二)對于數控設備還應該遵循以下的要求:
+ c- h- C& t9 p6 O" \0 B1、機床分類可按以下原則劃分:
8 w; Q# _' h# a(1)中、小型機床是指單機重在100kN以下的。2 x, Z6 F% h% s6 U% x0 |
(2)大型機床是指單機重在100~300kN之間的。
8 F. p( _, ?- u: K" T- M(3)重型機床是指單機重在300~1000kN之間的。
) a( q' O2 V' p5 ]2、在進行數控設備基礎設計時,除了上面的“一般性要求”以外,設備廠商還應該提供以下的資料:
- u o# P; K* [ w- G$ e4 ?1 M(1)機床的外形尺寸。6 V' s- p. w X2 S4 \; e
(2)當基礎傾斜和變形對機床加工精度有影響或計算基礎配筋時,尚需要機床及加工工件重力的分布情況、機床移動不見或移動加工工件的重力及其移動范圍。; G* z; c% K4 f2 d
2、重型和精密機床應該采用單獨基礎進行安裝。
8 E/ p8 M6 e5 O0 r B+ Y. t3、當進行單獨基礎安裝時,應該遵守以下規范:) G9 @: O* ]$ z2 U5 m
(1)基礎平面尺寸不能小于機床支承面積的外廓尺寸,并應滿足安裝、調整和維修時所需尺寸。1 R" f8 u* c. K0 h, m
(2)基礎的混凝土厚度應符合表5-1金屬切削機床基礎的混凝土厚度(m)
) o$ V- g6 A7 Q* i3 M表5-1金屬切削機床基礎的混凝土厚度(m)3 b( h$ A& [( k1 n U$ m8 }; y
機床名稱9 m; _( e/ p, {
基礎的混凝土厚度+ ?3 W3 c- C8 R# B6 j+ \
臥式車床
" a* c2 S+ h# Y9 y7 E9 m$ X/ P6 {; n0.3+0.070L3 Y1 r% { K; I9 D) U o; R
立式車床& X( v; ?: F5 {; i' e
0.5+0.150h
% g. a; O! `5 z: Q4 U& ~銑& D, e. v1 Q2 S6 H. T( N6 k
床 6 R5 F9 d7 R% }8 l5 Y2 Q
0.2+0.150L
( G2 f2 }2 F- V3 t% z/ n6 E龍門銑床
, z! J. l R7 `: c: D) @0.3+0.075L
! z. p- ?6 L2 W: s7 H, D搖
% y4 K2 `# N: Z+ j/ ?床
4 q( C! c; f- p0 ~" ^" q9 [0.3+0.150h
5 F! ] \1 r9 S$ ^, u龍門刨床 6 g! k9 ~1 o* G6 S$ H
0.3+0.070L8 n8 T3 Q1 Q7 u: O, A4 Q$ j
內圓磨床、無心磨床、平面磨床
) ]8 g) W. W! m2 y. F) w5 d0.3+0.080L. P; j; S$ G2 i; B) O) b# T( W
導軌磨床$ `' l5 ~* l! ~- o
0.4+0.080L
m' {/ O; x: t; J7 K1 M' x5 S螺紋磨床、精密外圓磨床、齒輪磨床
) _& X& ^2 [/ L* Q- J w$ a4 k0.4+0.100L9 j" u' B; O) z) G Y: f
搖臂鉆床 , N0 o3 V2 a" S& c; X; c, m
0.2+0.130h; C: v7 K& z- P+ b- E; F7 G
深孔鉆床
! }0 i/ {% q- n U0.3+0.050L
3 r5 \0 a8 @8 v Q9 a& r( j. L坐標鏜床
" u% J- v" c2 i$ t. a2 r- [0.5+0.150L
) `: }, i+ d( N- G$ y- I( G臥式鏜床、落地鏜床 ! U \& B% r- R9 E% `
0.3+0.120L
1 _6 _1 F v# l臥式拉床
, s# K; a7 j; Y+ C0.3+0.050L
9 y+ j( y6 ~. Z: Y8 _# t/ F( Q齒輪加工機床 ! g! l/ \ ^) X' b
0.3+0.150L2 k6 N* |+ G2 d6 C& h2 K$ ?
立式鉆床 ; a. z* U$ w0 H" h% u0 }
0.3~0.5% H9 \6 s4 ]7 T+ y
牛頭刨床" W, W# [3 @( m q/ g
0.6~1.0
9 Q5 ^# o) G, p9 B% Y注:①表中的L為機床外形的長度(m),h為其高度(m)均是機床樣本和說明書上提供的外形尺寸。
" n: K+ e! j; |! U4 e0 S% g ②表中基礎厚度指機床底座下(如墊鐵時,指墊鐵下)承重部分的混凝土厚度。) G6 Q7 ~9 H7 ^* x, g6 F6 L/ c
4、有提高加工精度要求的普通機床可按表5-1中的混凝土厚度增加5%~10%。0 X' c* ?& d5 y. h4 ~) ]
5、加工中心系列機床,其基礎混凝土厚度可按組合機床的類型,取其精度較高或外形較長者按表5-1中同類型機床采用。2 H* b) ?" u: k2 y1 [9 b
6、當基礎傾斜與變形對機床加工精度有影響時,應進行變形驗算。當變形不能滿足要求時,應采取人工加固地基或增加基礎剛度等措施。2 K) \. o2 G7 e |% P
7、加工精度要求較高且重力在500 kN以上的機床,其基礎建造在軟弱地基上時,宜對地基采取預壓加固措施。預壓的重力可采用機床重力及加工件最大重力之和的1.4~2.0倍,并按實際荷載情況分布,分階段達到預壓重力,預壓時間可根據地基固結情況決定。, E: C" Z V/ @. R) J
8、精密機床應遠離動荷載較大的機床。大型、重型機床或精密機床的基礎應與廠房柱基礎脫開。
2 M8 A3 a6 H6 ?( D% X4 r' {9、精密機床基礎的設計可分別采取下列措施之一:
3 q0 [- m% B* m# C# u/ N" v2 B(1)在基礎四周設置隔振溝,隔振溝的深度應與基礎深度相同,寬度宜為100mm,隔振溝內宜空或墊海綿、乳膠等材料。& [- D3 D5 {; V1 m$ G
(2)在基礎四周粘貼泡沫塑料、聚苯乙烯等隔振材料。+ Q( y2 C/ B7 d# H5 H& L
(3)在基礎四周設縫與混凝土地面脫開,縫中宜填瀝青、麻絲等彈性材料。" G4 V0 c. M( E2 l+ B' b
(4)精密機床的加工精度要求較高時,根據環境振動條件,可在基礎或機床底部另行采取隔振措施。
# Q3 ^9 a- K! h5 v, H; R; z1 y% a E設備使用方的設備管理人員及相關機構的人員,應該配合基礎設計人員進行相關的基礎設計,對于其他的數控設備和精密設備,基礎設計的更為詳細資料可以查閱GB 50040-1996《動力機器基礎設計規范》和GB 50037-1996《建筑地面設計規范》兩個國家標準進行。總之,設備基礎是設備后續階段良好工作和發揮高水平經濟效益的基礎。
3 T3 b3 D4 L$ F0 f$ Z0 D: _* [2 o1 j/ \) n- \: K4 S) H. ]
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