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:
6 W3 J- G! h0 z7 F7 A- K1 Q(一)、一般性要求
2 p, T5 ^, T9 \5 w! C% Q8 ?6 a- H' j8 D1、基础设计时,设备厂商应该提供以下资料:
; f' |/ \6 u- \3 \(1)设备的型号、转速、功率、规格几轮廓尺寸图等。
; p1 z$ L- A7 v. ]: I6 Z& c0 D2 {(2)设备的重心及重心的位置。
2 r6 {' ?# O& G o" s. ]8 V- P(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。
( k3 u! h/ L: ~7 B S(4)设备的扰力和扰力力矩及其方向。
; }* v, ]* z: x" p8 I+ u K/ @(5)基础的位置及其临近建筑的基础图。6 v* ]2 U% H m# w9 S$ G- K+ \2 O: d
(6)建筑场地的地质勘察资料及地基动力实验资料。
. w5 |; g, t& s6 o5 m7 c2、设备基础与建筑基础、上部结构以及混凝土地面分开。, d6 F6 X1 Q: {, R2 |8 \% y6 _8 q5 i
3、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。/ F# O4 [5 ?* y# T
4、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。
+ T" d- `, u- w8 P- _" L5、设备基础设计不得产生有害的不均匀沉降。
D7 |1 P- o* r% ]% _6、设备地脚螺栓的设置应该符合以下要求: I% G/ k) B5 O- N5 K# ~" \
(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。& \0 D* h7 v h0 a
(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。
2 g8 V4 S$ e, H( I0 t# o) }9 P(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。8 C) k+ u( z! h4 u
(二)对于数控设备还应该遵循以下的要求:
) z0 G& x* Y3 i+ J' Y! l1、机床分类可按以下原则划分:- S6 m% K! t' x0 \+ x) @
(1)中、小型机床是指单机重在100kN以下的。* h2 E- m1 B/ v6 H6 w
(2)大型机床是指单机重在100~300kN之间的。
, `) B% ^6 P! K2 o4 w: c! |(3)重型机床是指单机重在300~1000kN之间的。1 Q H" l- E s' q1 o
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:8 ^# o$ j9 p* p$ G8 S
(1)机床的外形尺寸。: }0 X6 f) J) B9 o: y
(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。
) W6 x% U3 L$ }2 i1 A) s2、重型和精密机床应该采用单独基础进行安装。
- F6 J8 s1 Q: \8 K; C3 A) N) H9 i3、当进行单独基础安装时,应该遵守以下规范:% d1 {, ?- V/ N9 q: d) _
(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。
! C2 ]6 p% b3 A3 ?# Y(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)6 L) R. B3 u8 F1 U( J$ X: j$ B* h
表5-1金属切削机床基础的混凝土厚度(m)
: ]" y! I' Z( `! T+ Q! v+ D机床名称
6 X$ }5 Y: t" H2 ^0 ^基础的混凝土厚度7 s$ Y+ S& s+ l7 `4 y
卧式车床- z. j+ I! ^1 ^' x
0.3+0.070L
N3 f: x3 o8 W) A+ w立式车床( r3 L9 z$ D5 v3 W" e2 T
0.5+0.150h
& t7 |6 p l* |* T铣% [3 G2 H2 I5 x
床
% ]( o }# c9 V0.2+0.150L. b X( Q+ v$ T, ]1 o4 o5 H
龙门铣床
& P# |) B: o7 ?3 s0 s; w' l0.3+0.075L
$ x8 C- R$ R7 C7 U摇2 S2 t' r8 A( H. O( ^3 Z
床
9 z* S8 E3 u- w9 ^0.3+0.150h; @' u7 i" f, v/ p9 r$ H; _
龙门刨床 % d4 {3 g- `3 a! [8 _
0.3+0.070L
/ G" [% y/ v7 }内圆磨床、无心磨床、平面磨床
/ W! q& S- F4 b, e* c0.3+0.080L
4 V$ ^0 ?( `9 O. l" l2 a导轨磨床
5 }9 l5 g% l G2 {/ D9 k0.4+0.080L
& n8 E# B6 q8 j& x3 X3 J# `1 J螺纹磨床、精密外圆磨床、齿轮磨床
! T f: w0 N3 L0.4+0.100L
: d& x4 {5 M _% I/ |2 D ~摇臂钻床
7 t3 X* W: o) n/ { e" z: q0.2+0.130h
' T; M. T+ e& p& x深孔钻床 : W0 z+ Q5 O, s5 L* T
0.3+0.050L+ P" T! f; ? ]: }. n7 d
坐标镗床
: G: u6 B5 p# y, r) c0.5+0.150L; L+ g% K9 T) W
卧式镗床、落地镗床 ' @4 E+ }3 r$ x- ^% v
0.3+0.120L1 U4 ~6 [8 Y U
卧式拉床
4 N' L& c" p. _% ?% M% Y/ S0.3+0.050L
: d. F8 V: ~1 X! z齿轮加工机床
: A, z5 \. B/ t1 `0 Q8 R6 e& l0 P3 `0.3+0.150L- D8 ]7 R3 [: O
立式钻床 * Q2 ~" x& ?$ n2 [4 `
0.3~0.5/ h j* E# P3 m0 g' u6 ?! Y
牛头刨床
( T9 I q% e j5 U; t& @0 ~0.6~1.0. _2 W3 U1 G3 ]7 u
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。
& Q+ I4 C7 ~& j/ w2 \- R6 w; W 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。6 a$ ^# m# s- f3 T
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%。1 c8 s% M9 H6 q: @
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。
- |7 `% A5 a- h6、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。; O5 w2 p$ W' }- K2 ~
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。1 q! V% C7 A: H1 M
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。2 ~; b# L( z8 X/ a$ _2 I
9、精密机床基础的设计可分别采取下列措施之一:
$ O- @: N( Z, {) h(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。/ N4 ^, i8 u8 c' |
(2)在基础四周粘贴泡沫塑料、聚苯乙烯等隔振材料。7 O! m4 q6 a K* V8 t
(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。
: p5 m2 I) ^7 x) m4 ~7 J(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。; b, Q$ S6 c# C' H( H2 b3 x7 v
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。' p6 g2 A' [0 d8 n/ o
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