在实际的数控设备使用厂商中,很多设备使用方忽略了设备安装环境的要求,对重型机床和精密机床,制造厂一般向用户提供机床基础地基图,用户事先做好机床基础,经过一段时间保养,等基础进入稳定阶段,然后再安装机床。重型机床、精密机床必须要有稳定的机床基础,否则,无法调整机床精度。即使调整后也会反复变化。而一些中小型数控机床,对地基则没有特殊要求。根据我国的GB 50040-1996《动力机器基础设计规范》的规定,应该做好以下工作:
H/ N8 l; w! Z; Y(一)、一般性要求0 y0 n, K7 Z: G0 M# e
1、基础设计时,设备厂商应该提供以下资料:" c$ o0 t, M3 d' E2 t7 d
(1)设备的型号、转速、功率、规格几轮廓尺寸图等。; ~/ p$ [# L1 \/ A7 Z
(2)设备的重心及重心的位置。2 @! Q x) w, k& {
(3)设备底座外轮廓图、辅助设备、管道位置和坑、沟、孔洞尺寸以及灌浆层厚度、地脚螺栓和预埋件的位置等。) ~0 k( u( @4 X x7 h
(4)设备的扰力和扰力力矩及其方向。$ W1 m9 H. M) b! W
(5)基础的位置及其临近建筑的基础图。
1 G) z# u: E" ^' q1 E5 G(6)建筑场地的地质勘察资料及地基动力实验资料。
& d. N) e M7 ]( ?2、设备基础与建筑基础、上部结构以及混凝土地面分开。
- J" {. M( y8 R" o- a3、当管道与机器连接而产生较大振动时,管道与建筑物连接处应该采取隔振措施。
7 B* |' s% _+ K8 q/ @7 a4、当设备基础的振动对邻近的人员、精密设备、仪器仪表、工厂生产及建筑产生有害影响时,应该采取隔离措施。4 Q3 s' w5 D' k+ }2 V
5、设备基础设计不得产生有害的不均匀沉降。
# X ^1 t, e) {+ R6、设备地脚螺栓的设置应该符合以下要求:# Z, Z# D4 ^3 C/ M9 o; |8 n0 b
(1)带弯钩地脚螺栓的埋置深度不应该小于20倍螺栓直径,带锚板地脚螺栓的埋置深度不应该小于15倍螺栓直径。
- o( q! y2 W1 d( C/ X! K(2)地脚螺栓轴线距基础边缘不应该小于4倍螺栓直径,预留孔边距基础边缘不应该小于100mm,当不能满足要求时,应该采取加固措施。) P! e8 m' j8 h4 [2 c q
(3)预埋地脚螺栓底面下的混凝土厚度不应该小于50mm,当为预留孔时,则孔底面下的混凝土净厚度不应该小于100mm。
0 O5 Y' r+ q6 e, p+ ^(二)对于数控设备还应该遵循以下的要求:
3 t$ o; f- P) s6 K' S1、机床分类可按以下原则划分:: g7 y4 v* F0 {# n) S9 q1 Y' t, r
(1)中、小型机床是指单机重在100kN以下的。 F3 {- u$ j! L7 G K( ?+ N8 ~( [
(2)大型机床是指单机重在100~300kN之间的。2 N8 D0 W6 P3 z+ F
(3)重型机床是指单机重在300~1000kN之间的。# F8 e7 m6 k2 X! W K+ \6 w
2、在进行数控设备基础设计时,除了上面的“一般性要求”以外,设备厂商还应该提供以下的资料:
1 f( [% E; X8 J! f. U7 V( K: o6 K(1)机床的外形尺寸。
% d" ]; J) o! u( s* q6 H(2)当基础倾斜和变形对机床加工精度有影响或计算基础配筋时,尚需要机床及加工工件重力的分布情况、机床移动不见或移动加工工件的重力及其移动范围。
# ~0 f! v6 h0 A- [1 F7 ?2、重型和精密机床应该采用单独基础进行安装。
$ [& a6 |6 \: O3、当进行单独基础安装时,应该遵守以下规范:+ h) D4 T* C* @$ n5 q
(1)基础平面尺寸不能小于机床支承面积的外廓尺寸,并应满足安装、调整和维修时所需尺寸。8 N5 L2 s$ n. J. }& L' n
(2)基础的混凝土厚度应符合表5-1金属切削机床基础的混凝土厚度(m)2 d2 C$ I2 }9 A0 R& `& c# B
表5-1金属切削机床基础的混凝土厚度(m)2 e, y' C6 }( d ^. G+ o" P
机床名称5 Z; E4 d. C7 H
基础的混凝土厚度) ]9 h! A9 J, M* {" J- g4 j7 h
卧式车床2 S# t! P$ W. G. K8 S2 o# _$ j* V
0.3+0.070L
# k4 m$ `1 @; n# C9 F1 ~6 F立式车床' u" f8 C4 t$ A# F0 f
0.5+0.150h
7 Z/ g7 J0 C5 O9 b& ~铣, Y2 n/ q6 v6 f. P6 R
床 * M1 b2 a; C4 W$ P* A' _
0.2+0.150L: Y1 i- S6 o' w& \, ]7 f+ X
龙门铣床 ) O) _6 U5 P( o1 @2 T% U/ {
0.3+0.075L
+ \ _# P- i, ], |摇
! z) G n+ \5 S5 u床 1 r8 m+ o6 O7 s0 T+ n) e G0 _
0.3+0.150h
+ w2 c0 |# `$ c4 o3 r! u X龙门刨床 3 H. m3 k5 C0 e; m+ o) j' ^
0.3+0.070L
" ?! @! I' W9 u+ L% z内圆磨床、无心磨床、平面磨床 [9 @0 J1 o$ a9 o) [- R8 C- T
0.3+0.080L5 _. |& H" P+ ]
导轨磨床1 T8 x5 Q$ i: G0 @* F8 N6 n
0.4+0.080L
" \, M9 W6 e7 b- p9 ^螺纹磨床、精密外圆磨床、齿轮磨床
$ @% p. R* w5 @& o) T0 n% I ?0.4+0.100L6 i7 r. U$ p. P& L2 q! c7 `$ s
摇臂钻床 # Q' T) B {7 R6 }* ^1 ]* b8 w
0.2+0.130h# Z% m% E: L5 G: D% s6 y
深孔钻床
2 f8 v/ f( n, I# v0.3+0.050L& r% J2 T+ ]; H% W! B0 n* K2 @
坐标镗床 " P0 L. o* ?9 y; I9 O4 q
0.5+0.150L
# \* Y6 P9 E& ~+ [- n卧式镗床、落地镗床
, B( O3 n5 @6 O0.3+0.120L
& ~% a0 k7 {9 d1 W) F' P0 t/ N0 ~; t卧式拉床 ! V. u F2 }8 J5 b; ~% F
0.3+0.050L
5 H0 R A0 S" ~& @0 h3 Z齿轮加工机床 ( w2 c7 v5 ^9 e8 j- j+ T; X
0.3+0.150L2 [4 w, S0 ~3 h0 V1 v
立式钻床 . E$ y+ }0 R' [
0.3~0.5) I8 l5 Z6 _& K* b/ ]8 c& D5 F
牛头刨床
' x: i: n: b( X! n7 y9 J9 c# C4 @0.6~1.01 d' J" X0 o i1 W8 I
注:①表中的L为机床外形的长度(m),h为其高度(m)均是机床样本和说明书上提供的外形尺寸。
0 x( K6 {4 v( a* m ②表中基础厚度指机床底座下(如垫铁时,指垫铁下)承重部分的混凝土厚度。5 }; @8 w( F( J$ d" n1 g5 D4 L
4、有提高加工精度要求的普通机床可按表5-1中的混凝土厚度增加5%~10%。
! T# x5 ?, [" e1 e; F& ?5、加工中心系列机床,其基础混凝土厚度可按组合机床的类型,取其精度较高或外形较长者按表5-1中同类型机床采用。8 `2 X# _1 y( j2 R5 t' p, p
6、当基础倾斜与变形对机床加工精度有影响时,应进行变形验算。当变形不能满足要求时,应采取人工加固地基或增加基础刚度等措施。" d/ J) b7 S' k4 h& [
7、加工精度要求较高且重力在500 kN以上的机床,其基础建造在软弱地基上时,宜对地基采取预压加固措施。预压的重力可采用机床重力及加工件最大重力之和的1.4~2.0倍,并按实际荷载情况分布,分阶段达到预压重力,预压时间可根据地基固结情况决定。
& d; M+ L1 |4 m. l$ `8、精密机床应远离动荷载较大的机床。大型、重型机床或精密机床的基础应与厂房柱基础脱开。
. ~( D0 H* T5 g3 _3 e4 L9、精密机床基础的设计可分别采取下列措施之一:
& F$ r) s' {8 \. J(1)在基础四周设置隔振沟,隔振沟的深度应与基础深度相同,宽度宜为100mm,隔振沟内宜空或垫海绵、乳胶等材料。
; s) [& Y* ~4 w/ Z$ O) n(2)在基础四周粘贴泡沫塑料、聚苯乙烯等隔振材料。/ S3 i7 b% `8 {* Y' ^" C* j
(3)在基础四周设缝与混凝土地面脱开,缝中宜填沥青、麻丝等弹性材料。) Y. Z$ H2 E0 Z% c9 r
(4)精密机床的加工精度要求较高时,根据环境振动条件,可在基础或机床底部另行采取隔振措施。
. H; _) q- S) O. f& Y设备使用方的设备管理人员及相关机构的人员,应该配合基础设计人员进行相关的基础设计,对于其他的数控设备和精密设备,基础设计的更为详细资料可以查阅GB 50040-1996《动力机器基础设计规范》和GB 50037-1996《建筑地面设计规范》两个国家标准进行。总之,设备基础是设备后续阶段良好工作和发挥高水平经济效益的基础。- ^. g/ _$ T0 n1 z3 L
: `* r* R. X, w" b |