Установка станков на фундамент методы монтажа и выверки станка

Обновлено: 13.05.2024

Установка токарного на фундамент

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.

Установка, монтаж, выверка и закрепление оборудования на фундаментах

Установка, выверка и закрепление на фундаментах механизмов, машин или их станин, рам и других базовых корпусных деталей — важнейшие монтажные работы, от качества выполнения которых во многом зависит последующая работоспособность смонтированного технологического оборудования. Трудоемкость работ, связанных с установкой оборудования в проектное положение на фундаментах, достигает 50 % от общей трудоемкости его монтажа.

Работы по установке оборудования включают в себя подготовку фундаментов и опорных элементов к монтажу; установку, выверку, подливку и окончательное закрепление механизмов, машин или их базовых корпусных деталей. Особенности выполнения отдельных операций при этом зависят от назначения монтируемого оборудования, его конструкции, требований к точности монтажа, способов закрепления и установки, а также типа несущих строительных конструкций, фундаментов.

Оборудование устанавливают на несущие строительные конструкции, которые разделяют на фундаменты (перекрытия, промышленный пол) и опорные металлоконструкции.

Фундаменты различают: по конструкции (ленточные, рамные, сплошные и массивные; материалу (бетонные, железобетонные, бутовые и др.); способу изготовления (сборные, сборно-монолитные и монолитные).

Ленточные фундаменты применяют для установки машин, роликовых конвейеров, автоматических линий и металлорежущих станков.

Рамные фундаменты представляют собой жесткую раму, стойки которой устанавливают в гнезда опорной плиты и жестко заделывают в них. Горизонтальные элементы рамы образуют площадку, на которую помещают машину. Сплошные фундаменты (под всей площадью здания или цеха) подразделяют на плитные или коробчатые. Такие фундаменты сооружают под насосы, вентиляторы, универсальные металлорежущие станки, небольшие компрессоры и другие подобные им машины и оборудование.

Массивные фундаменты — это бетонный или железобетонный массив (соответствующий габаритным размерам и очертанию машины), в котором предусмотрены отверстия и выемки для размещения и крепления частей машины, а также для ее обслуживания в процессе эксплуатации. Наиболее распространены массивные фундаменты бесподвального типа, сооружаемые для машин, устанавливаемых на отметке чистого пола первого этажа здания. Сложные фундаменты сооружают для установки прокатных станов и другого тяжелого оборудования. Такие фундаменты имеют систему технологических подвалов и маслоподвалов.

Варианты установки машин и оборудования различают по характеру связи с фундаментом (с креплением, без него и с виброизоляцией), по конструкции стыка корпусная деталь — фундамент (с местным опиранием на пакеты подкладок, специальные опорные башмаки, бетонные опоры и непосредственно на фундамент; со сплошным опиранием на бетонную подливку, виброизолирующий слой или непосредственно на фундамент; со смешанным опиранием на опорные элементы, затянутые при выверке, и на подливку, осуществляемую после окончательного закрепления оборудования (рис. 1).

Рис. 1. Основные конструкции стыка корпусная деталь—фундамент: с местным опиранием на пакеты подкладок (а), на опорные башмаки (б), на бетонные опоры (в) и непосредственно на фундамент (г); со сплошным опиранием на бетонную подливку с временной установкой при выверке на отжимных винтах (д) и на установочных гайках (е); со смешанным опиранием на подливку и опорные элементы (ж и з)

Рис. 2. Способы крепления оборудования: а и б — к специальным закладным деталям; в и г — к лагам; д — к силовому полу; е — приклеиванием крепежного узла; ж — приклеиванием опорной поверхности через вибропоглощающую прокладку; з — непосредственно приклеиванием опорной поверхности

С местным опиранием устанавливают машины и механизмы, требующие частой регулировки положения и перестановок. Со сплошным опиранием на бетонную подливку устанавливают машины и механизмы, требующие повышенной надежности и жесткости закрепления; со смешанным опиранием — оборудование, нуждающееся в окончательном закреплении до подливки, например вертикальные аппараты. В этом случае работоспособность соединения понижается, так как подкладки имеют большую податливость, а подливка работает только в сжатой зоне стыка.

Способы закрепления. В большинстве случаев закрепление промышленного оборудования осуществляют с помощью фундаментных болтов (см. гл. 4). Иногда применяют крепление обычными болтами или шпильками к закладным деталям различной конструкции. К лагам или силовым полам крепят часто переставляемое оборудование. Порой простое малонагруженное оборудование с опорными частями, выполненными из

сварных металлоконструкций, закрепляют путем их заливки в бетон. При установке легкого оборудования на фундаменты или полы с химически стойкими покрытиями применяют приклеивание эпоксидными составами специальных крепежных узлов или непосредственно опорной поверхности корпусных деталей (рис. 2).

В некоторых случаях применяют сочетания различных способов закрепления, например упоры в прокатных станов крепят заливкой их опорной части в бетон и фундаментными болтами. Встречаются виды оборудования, стабильность положения которого при эксплуатации обеспечивается его массой.

2. Выверка и регулирование положения оборудования

Выверка — процесс введения оборудования в проектное положение путем выполнения регулировочных операций с помощью специальных выверочных опорных элементов, центровочных приспособлений и грузоподъемных средств. При этом осуществляются постоянные измерения и контроль отклонений параметров положения оборудования от проектного.

Средства и технологию измерения и контроля выбирают в зависимости от заданных допускаемых отклонений. При этом применяют средства измерений и методы контроля точности, рассмотренные в гл. 5 и 7.

Оборудование выверяют в плане, по высоте и горизонтали (вертикали), а также относительно ранее установленного оборудования с контролем отклонений от соосности, перпендикулярности и параллельности в зависимости от требований технической документации завода-изготовителя и проекта производства работ.

Предварительную выверку в плане осуществляют путем совмещения отверстий в опорной части оборудования с ранее установленными фундаментными болтами. При отсутствии заранее установленных фундаментных болтов оборудование ориентируют путем совмещения его осей, заданных разметочными рисками, с монтажными осями или осями фундамента, заданными натянутыми струнами, отвесами или визирными осями оптических приборов. Отдельные виды оборудования ориентируют относительно ранее установленного оборудования. При этом проверяют совмещение отверстий под болты в станинах с колодцами или скважинами в фундаментах.

После предварительной установки оборудования и выверки в плане изогнутые болты монтируют в колодцах, оставленных при бетонировании фундамента. Корпусную деталь 1 опускают на уложенные брусья 4 так, чтобы совпадали центры отверстий под фундаментные болты 2 и центры колодцев (рис. 3, а). При монтаже динамически нагруженных машин фундаментные болты 2 на верхнем участке стержня изолируют от сцепления с бетоном с помощью защитных трубок 3. Концы фундаментных болтов 2 заводят в отверстия корпусной детали 1 и навинчивают гайки (рис. 3, б). Установленные болты заливают на 3/4 глубины колодца, но не менее чем на 100 мм ниже уровня фундамента бетоном на мелкозернистом заполнителе проектной марки не ниже 200.

Окончательную выверку в плане и по высоте и предварительное закрепление оборудования осуществляют после твердения бетона, затем полностью заливают колодцы и проводят подливку оборудования. При наличии в корпусной детали регулировочных винтов 5 перед удалением брусьев 4 под ними размещают опорные подкладки 6 (рис. 3, в). Окончательную затяжку болтов, установленных в колодцах, проводят так же, как и для других болтов, после твердения бетона подливки.

Рис. 3. Схемы установки изогнутых болтов: а — в колодце; б — подвеска на гайке и заливка бетонной смесью; в — выверка и закрепление оборудования затяжкой гаек

При окончательной выверке в плане оборудование вводят в проектное положение относительно монтажных, контрольных или главных осей путем перемещения оборудования грузоподъемными механизмами, домкратами или монтажными приспособлениями (рис. 4) с проверкой положения относительно ранее выверенного смежного оборудования.

Положение оборудования при выверке в плане контролируют струнным и струнно-оптическим методами, боковым нивелированием теодолитами, створными методами, способами прямого контроля линейных размеров, а также с помощью специальных инструментов, приборов, шаблонов, центровочных и других приспособлений, обеспечивающих измерение и контроль отклонений от перпендикулярности, параллельности или соосности баз.

Выверку оборудования по высоте осуществляют относительно рабочих реперов либо ранее установленных машин, с которыми данное оборудование кинематически или технологически связано, с последующей проверкой по реперу.

При выверке оборудования контрольными базами служат: специальные площадки, изготовленные на корпусных деталях; исполнительные поверхности оборудования (валов, полумуфт, направляющих и т.п.); установочные (опорные) поверхности, а также свободные поверхности корпусных деталей или опорных частей.

Точность выверки оборудования по высоте контролируют геометрическим или тригонометрическим нивелированием гидростатическими методами, косвенными способами контроля линейных размеров от промежуточной базы до репера или ранее установленного оборудования, а также микронивелированием с применением поверочных линеек и уровня.

Выверку оборудования по горизонтали (вертикали) выполняют с использованием уровней, нивелиров, отвесов и теодолитов.

Рис. 4. Приспособления для выверки оборудования в плане: а — рычажно-винтовые; б — с упорным винтом

При установке на фундамент иногда контролируют отклонения формы рабочих и сопрягаемых поверхностей оборудования, искривление которых возможно под воздействием остаточных напряжений, монтажных нагрузок и процессов старения.

Операцию по исправлению формы поверхностей оборудования и конструкций называют рихтовкой. Иногда таким способом устраняют отклонения формы в виде вогнутой или выпуклой поверхности, полученные при заводском изготовлении оборудования. Особенности регулирования положения оборудования при выверке зависят от способов его опирания и закрепления на фундаментах.

Конструкцию опорных элементов выбирают с учетом используемых методов достижения требуемой точности установки оборудования и данных сравнительной оценки способов установки оборудования (табл. 1).

Регулирование положения оборудования, устанавливаемого со сплошным опиранием на подливку. Опорные элементы, применяемые для установки такого оборудования, служат только для его выверки, а эксплуатационные нагрузки воспринимает подливка. Несмотря на то что выверочные опорные элементы могут оставаться под оборудованием в процессе эксплуатации, такой способ установки получил название бесподкладочного монтажа. При этом соединение оборудование — фундамент отличается высокой виброустойчивостью, повышенной жесткостью и прочностью. Установка и выверка оборудования таким способом характеризуется повышенной производительностью и позволяет получать экономию металла до 2 % от массы монтируемого оборудования.

В качестве опорных элементов при выверке оборудования, устанавливаемого со сплошным опиранием на подливку, применяют: отжимные регулировочные винты; установочные гайки фундаментных болтов; инвентарные домкраты; бетонные опоры; пакеты облегченных металлических подкладок.

Таблица 1. Сравнительная оценка способов установки оборудования

Если в опорной части оборудования конструкторской документацией не предусмотрены отжимные регулировочные винты, тип и число опорных элементов принимают в соответствии с технологической картой, проектом производства работ (ППР) или инструкцией на монтаж. Опорные элементы необходимо размещать на возможно близком расстоянии от фундаментных болтов. Как правило, их располагают в местах нахождения ребер жесткости или перегородок в опорной части оборудования. При неравномерном распределении давления от массы оборудования на установочную поверхность опорные элементы устанавливают в местах действия наибольших нагрузок.

Число опорных элементов должно быть минимальным при соблюдении следующих условий: а) обеспечения устойчивого положения оборудования в процессе предварительного закрепления и подливки; б) исключения прогибов опорных частей под действием массы оборудования и сил предварительной затяжки фундаментных болтов.

При рихтовке корпусных деталей оборудования в качестве опорных элементов используют пакеты подкладок, клиновые или другие домкраты, располагая их в местах наибольших отклонений от плоскостности или прямолинейности.

Суммарная грузоподъемность опорных элементов должна превышать массу выверяемого узла оборудования не менее чем в 2 раза или соответствовать указанной в ППР.

Минимально допускаемая площадь опирания опорных элементов на фундаменты (см 2 )

S = 0,015 M + 6 nF ,

где n — число фундаментных болтов, предварительно затягиваемых при выверке; F — расчетная площадь поперечного сечения фундаментного болта (см2), принимаемая по табл. 2.

Регулирование положения оборудования с помощью отжимных регулировочных винтов (табл. 3). Опорные пластины размещают на фундаментах в соответствии с расположением отжимных регулировочных винтов в опорной части оборудования. Места размещения опорных пластин на фундаментах выравнивают с отклонением не более 10 мм на 1 м.

Таблица 2. Расчетные площади поперечного сечения фундаментных болтов по резьбе

Таблица 3. Винты отжимные регулировочные

Положение оборудования по высоте и горизонтали (вертикали) регулируют поочередно всеми отжимными винтами, не допуская в процессе выверки отклонения оборудования от горизонтальности (вертикальности) более чем 3 мм на 1 м. После завершения выверки плотность прилегания регулировочных винтов к опорным пластинам проверяют щупом толщиной 0,1 мм, а положение винтов фиксируют контргайками.

Перед окончательной затяжкой фундаментных болтов регулировочные винты должны быть вывернуты на два-три оборота. Неоднократно используемые винты выворачивают полностью. Оставшиеся отверстия во избежание попадания масла и других разъедающих бетон веществ заглушают резьбовыми пробками или заливают цементным раствором, поверхность которого покрывают маслостойкой краской.

Регулирование положения оборудования на установочных гайках. Для выверки оборудования с помощью соответствующих гаек используют заранее установленные фундаментные болты, которые должны иметь удлиненную (до шести диаметров) резьбу, что предусматривается при их изготовлении.

Рис. 6. Схемы регулирования положения оборудования на установочных гайках без упругого элемента: а — установка в проектное положение; б — подливка оборудования; в — отвинчивание установочной гайки перед закреплением

Рис. 7. Схемы регулирования положения оборудования на ослабленных установочных гайках: а — установка в проектное положение по высоте и горизонтали; б — подливка и последующее закрепление; 1 — оборудование; 2 — фундаментный болт; 3 — крепежная гайка; 4 — специальная установочная гайка; 5 — фундамент; 6 — подливка

Эластичный пневматический домкрат является исполнительным органом пневмосиловой оснастки и представляет собой многослойную полую эластомерную (резинокордную) оболочку подушечного типа, армированную металлическим тросиком и снабженную металлическим штуцером (см. табл. 9).

Домкраты, размещенные на подготовленных фундаментах, регулируют по высоте на проектный уровень с помощью нивелира и рейки с точностью до ±1,0 мм. Затем оборудование опускают на домкраты и окончательно регулируют его положение.

Удобство при выверке оборудования обеспечивают специальные домкраты с лапой. Такие домкраты не требуют выгораживания опалубкой, так как легко извлекаются из бетона подливки.

Установка оборудования на бетонных опорах. На бетонных опорах устанавливают оборудование, поверхность основания которого может выполнять функции установочной базы, а погрешности изготовления последней значительно меньше допускаемых отклонений расположения оборудования по высоте. Суммарные погрешности изготовления поверхности бетонных опор и установочной поверхности оборудования (включая отклонения формы) не должны превышать допускаемых отклонений положения оборудования по высоте и горизонтали.

Бетонные опоры представляют собой местные возвышения на поверхности фундамента, изготовляемые перед установкой оборудования.

Монтаж фундамента для станков

Металлорежущие станки, устанавливаемые в цехах машиностроительных заводов, в основном относятся к группе средних и легких станков. Качество работы станка в значительной степени зависит от того, как он смонтирован на месте постоянной эксплуатации. Легкие станки, не вызывающие в процессе работы больших сотрясений, устанавливают непосредственно на полу и крепят винтами. Правильность установки станины проверяют по уровню. Установка станка может осуществляться на деревянном полу цеха с соответствующей выверкой и креплением станины к полу винтами, а также на бетонном полу с выверкой и креплением фундаментными болтами.

Крупные станки массой более 10 т, а также прецизионные устанавливают на специальных фундаментах. Назначение фундамента заключается в передаче нагрузки от веса станка и сил инерции во время его работы ближайшему слою грунта, называемому о с-нованием. Точность и долговечность станков зависят от правильности установки их на фундаменты. Руководством при установке станка служит приведенный в паспорте чертеж; указанные на нем размеры обеспечивают свободное пространство для выступающих и движущихся частей станка. Следует сохранить межстаночные проходы, установленные правилами техники безопасности.

Виды фундаментов. Фундаменты под станки подразделяют на две основные группы. К первой группе относятся фундаменты, служащие только основанием для станка; ко второй — фундаменты, которые жестко связаны со станком и придают ему дополнительную устойчивость и жесткость. Если станок хотя бы по одному из своих признаков требует постройки фундамента по второй группе, а по всем остальным — по первой, то расчет и изготовление фундамента надо отнести ко второй группе.

Работа грунта под нагрузкой. Прочный фундамент можно построить лишь на надежном основании. Свойство грунта выдерживать нагрузку без деформаций, которые нарушают целость сооружения, в первую очередь определяется допустимым давлением на грунт. Существуют следующие нормативы допустимого давления

на грунт при заложении оснований на глубине не более 4 м от
поверхности земли, кгс/см2:

Гравий и крупный песок. 6

Плотный глинистый грунт и крупный плотный песок. 4

Пылевой сухой чистый малоуплотненный песок. 2

Слабый глинистый грунт. 1

Илистый грунт. 0,5
Рассмотрим работу грунта под нагрузкой. Если установить на основание фундамент и нагружать его, то основание начнет опускаться, или садиться. Глубина, на которую опустится фундамент, называется осадкой. При этом сначала наступает фаза уплотнения грунта, переходящая под действием все увеличивающейся нагрузки в фазу сдвигов. Вследствие прекращения действия нагрузки грунт стремится занять прежнее положение, но не до конца, так как при этом получаются неупругие осадки, вызывающие уплотнение грунта. С наступлением фазы сдвигов осадки увеличиваются и делаются неравномерными, причем площадки сдвигов образуют под фундаментом непрерывную поверхность скольжения. Тогда может наступить третья фаза — выдавливание грунта. Она заключается в том, что фундамент опускается глубоко вниз, что вызывает образование бугра CDE (рис. 105). Это явление обычно происходит внезапно и носит катастрофический характер.

Методы установки станков. При установке станков в цехе применяют два основных метода. Станки нормальной точности, имеющие жесткую станину и относительно небольшой вес (до 6 т), обычно устанавливают непосредственно на бетонный или другой пол цеха. При установке станка его положение тщательно выверяют при помощи уровня и клиньев, после чего основание станка заливают цементом. Для надежного скрепления станка с бетонным полом цеха применяют фундаментные болты (рис. 106). В бетонном полу вырубают гнезда, глубина которых соответствует длине болта. Свободное пространство между головкой болта и стенками гнезда заливают цементным раствором. Преимущество такого метода установки станков заключается в возможности сравнительно быстро переустанавливать оборудование в цехе, а также в малых затратах.

Тяжелые и точные станки, а также станки, работающие с большими динамическими нагрузками (продольно-строгальные, долбежные и пр.), устанавливают на индивидуальные фундаменты, изготавливаемые из бетона, железобетона, бутобетона или кирпичной кладки. Размеры фундамента в зависимости от

действующих на него нагрузок определяют путем расчета. Изготавливают фундамент в строгом соответствии с чертежом.

Рис. 105. Схема работы грунта под нагрузкой

Рис. 106. Фундаментные болты

Установка станков на отдельном фундаменте. Станки, подверженные сотрясениям во время работы, устанавливают на отдельных фундаментах. В этом случае сотрясение через пол на другие близко работающие станки не передается. Для подготовки фундамента станка снимают часть пола по его размерам и выкапывают яму на расчетную глубину. Затем яму выкладывают кирпичным фундаментом на уровне пола, предусматривая гнезда для фундаментных болтов. Кладка фундамента должна быть сделана за 7. 10 дней до установки станка, с тем чтобы раствор достаточно окреп.

Установка станков на бетонной плите. В этом случае применяют фундаментные болты. В бетонной плите перед заливкой на месте фундаментных болтов устанавливают по размерам гнезд деревянные колодки, которые затем удаляют перед установкой фундаментных болтов. Ширина углубления в верхней части отверстия должна быть достаточной для прохода широкого основания головки болта. Свободное пространство между головкой болта и стенками гнезда заливают цементом.

Рис. 107. Специальный фундаментный болт:
1 — шпилька; 2 — основание

Обычные конструкции фундаментных болтов показаны на рис. 106. Некоторые заводы поставляют оборудование

со специальными фундаментными болтами (рис. 107), состоящими из чугунного основания 2 и шпильки 1, ввернутой в торцевое отверстие основания. Головка такого болта имеет удлиненную пирамидальную форму с заершенными ребрами. Такие фундаментные болты прочно удерживаются в отверстиях фундаментов и обеспечивают длительное и надежное крепление станка.

Подготовка и разметка места установки станка. Перед установкой станков на предназначенные для них места следует произвести монтажную разметку. Обычно при установке станков в цехе преследуют две основные цели: рациональное использование площади и удобство эксплуатации. Станки можно расставить как продольными, так и поперечными рядами, соблюдая при этом расстояния и промежутки, величина которых диктуется требованиями технологического процесса и техники безопасности. Обычно крупные станки располагают в середине цеха продольными рядами, что облегчает их обслуживание подъемными кранами в процессе работы. Малые же станки целесообразно располагать поперечными рядами, вследствие чего облегчается доступ к наружным стенам, где обычно располагается электрическая проводка, водопровод и отопительная система. Перед установкой станков на намеченные для них места следует произвести разметку.

Если станки расположены рядами, то на полу размечают направления рядов. В противном случае наносят оси каждого станка в отдельности. Прямые линии на полу наносят путем отбивки шнуром, натянутым между двумя точками, определяющими направление прямой линии. Предварительно покрытый мелом шнур оттягивают вверх и отпускают, в результате чего на полу остается след мела в виде прямой линии.

Подготовка фундамента для токарных станков

Токарный станок – оборудование требовательное к установке на фундамент. Для безопасности его использования для рабочего и минимизации поломок самого оборудования, особое внимание необходимо уделить подготовке фундамента.

Необычность фундамента под токарное оборудование заключается в том, что при его проектировании необходимо учесть подвод сжатого и подводку электропитания. Обязательны в системе болты заземления. Кроме самого станка на эту бетонную площадку, в зависимости модели, могут быть установлены:

транспортёр, отводящий стружку от рабочего места;
гидростанция с жёлобом подачи и отведения воды;
электрошкаф.

Фундамент должен отвечать требованиям к установке станка, обозначенным в паспорте изделия. Существует несколько различных токарных установок, для каждой из них проект заливки разрабатывается индивидуально.

Необходимость крепления оборудования

Одним из основополагающих факторов для производства фундамента под станок является его назначение. Крепление станка к полу производится преимущественно в том случае, если предназначается он для изготовления деталей с точностью до микрон.

При условии, что оборудование мобильное и периодически перемещается, отдельный фундамент для него не требуется, для его установки необходим идеально ровный бетонный пол или подкладка из бетонной панели, толщиной около 15 см. Учитывая вес оборудования, вплоть до 30 тонн, о его устойчивости можно не беспокоиться.

Во избежание возникновения аварийных ситуаций в цеху, для токарного оборудования всё же необходим собственный фундамент с прокладкой трасс под коммуникационные составляющие, обеспечивающие его работоспособность. Металлические трубы под шланги для подачи воздуха, воды, и электричества с напряжением в 380 В, надёжно сохранят от деформации изолирующий слой и сами провода и шланги.

Высота площадки будет зависеть от диаметра труб и веса оборудования. Площадь фундамента рассчитывается под каждый элемент оборудования отдельно, отчего он может не иметь строгой четырёхугольной формы. Он может выглядеть созданным из отдельных элементов, составленных в единое целое. Несмотря на такую конструкцию, заливается он единой плитой, а не для каждого агрегата в отдельности.

Одним из требований к фундаменту для токарного станка или целого комплекса является выступ площадки из-под каждого узла со всех сторон одинаковой ширины.

Особенности заливки фундамента под токарный станок

На точность обработки на токарном станке оказывает вибрация. При малейшей погрешности в закладке фундамента токарного оборудования, вибрация рабочих частей может усиливаться, что приведёт к поломке сложного механизма.

Избежать подобного нежелательного эффекта поможет правильная проектирование и заливка фундамента. Начало работ должно начаться в конструкторском бюро, где будет составлен проект с указанием высоты, ширины, длины каждого элемента. Так же для большей прочности постамента необходимо равномерное распределение нагрузки, которое создаётся на 3 точки опор. Это отражается в проектно-строительной документации.

За пределы общей площади фундамента выносятся заглубляемые столбы, имеющие квадратное сечение, длина их сторон 50 см. Такие отметки осей применяются для создания платформ объёмом в 150 кубометров и больше.

Учитывая то, что устанавливается станок в цеху, где грунтовые воды, резкие перепады температур и вода не будут взаимодействовать с его фундаментом, достаточно использовать для заливки последнего марки цемента 110 — 140. Наполнителями для бетонов являются гравий, щебень и песок в определённой для каждой марки цемента пропорции.

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); R_H — нормативное удельное давление для грунта (супеси — R _н = 2. 3 кг/см 2 , суглинки — R_H = 1. 3 кг/см 2 , глина — R_H = 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 К_Ф — 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).

Ориентировочно глубина фундамента h принимается в зависимости от длины фундамента L :

Расстояние от края колодца для анкеров до края фундамента не менее 120 мм, от дна колодца до дна фундамента минимум 100. 150 мм.

Способы выверки и установка оборудования на фундаменте

Установка, крепление и выверка оборудования на фундаменте — важнейшие работы, от качества которых зависит производительность и работоспособность технологического оборудования. Установку, калибрующую заливку и крепление механизма или выполняют обычные монтажники, а к выверке привлекают только высококлассных специалистов по инженерной геодезии и промышленной метрологии.

ООО Фирма «ЮСТАС» готова предоставить заказчику именно таких специалистов. Наши геодезисты проконтролируют строительство опорной плиты, наметят монтажные оси, проследят за положением оборудования на фундаменте и внесут предложения по корректировке. После завершения выверки проводят контрольную съемку, предваряющую окончательное закрепление на фундаменте рамы или корпусной детали механизма.

На какие фундаменты можно установить оборудование

Стандартные металлорежущие станки крепят к полу цеха или опорным металлоконструкциям. Прессам, гильотинам, крупногабаритным станкам и обрабатывающим линиям нужен персональный фундамент. Кроме того, индивидуальное основание готовят для высокоточных станков и обрабатывающих линий. В качестве такового выступают три разновидности фундаментов.

Ленточные конструкции — их заливают в траншею, используя съемную или несъемную опалубку, или собирают из отдельных блоков. Лента подходит для конвейеров, обрабатывающих линий, металлорежущих станков малой и средней мощности.
Рамные конструкции — их собирают из балок, поперечин, стоек и лаг, формируя из этих деталей металлический или железобетонный ростверк. Рама располагается над полом, опираясь на стойки. Опорная конструкция этого типа используется при монтаже легкого оборудования.
Сплошные конструкции — их заливают на отдельном участке или по всей площади цеха. Они обеспечивают местное опирание на фундамент множества металлорежущих станков, компрессоров или вентиляторов.
Массивные опорные конструкции бесподвального типа — на таком основании монтируют тяжелое оборудование, в теле фундамента предусматривают технологические ниши и сквозные каналы для инженерных коммуникаций. Пята массивной конструкции контактирует с грунтом (или песчано-гравийной подсыпкой, увеличивающей опорную способность).

При строительстве любой опорной конструкции Фирма «ЮСТАС» обеспечивает исполнительную съемку котлована, вынос осей и границ в натуру, геодезическое сопровождение объекта на каждом монтажном горизонте и контроль кренов.

Способы установки оборудования на опорную конструкцию

В строительном деле существует несколько технологий установки станков и производственных линий на опорные поверхности. Технологическая подоплека процесса монтажа такого оборудования зависит от характера связи станины или рамы с фундаментом и конструкцией стыка. По первому признаку существуют технологии установки с креплением (на фундаментные болты или анкеры), без крепежа и монтаж с вибрационной изоляцией.

Второй фактор — особенности конструкции стыка — создал еще большее разнообразие. По этому признаку можно выделить следующие технологии:

монтаж с опорой на пакетные подкладки — эта технология уменьшает площадь опирания, увеличивая нагрузку на опору, но позволяет регулировать наклон станины с предельной точностью;
установка на башмаки — этот способ допускает возможность перемещения станины и ускоряет монтаж оборудования;
монтаж на бетонные выступы (местные опорные элементы) или на фундамент — такая схема ускоряет процесс перестановки агрегатов, линий и станков;
сплошной монтаж на бетонную подливку — при этой технологии гарантируется максимально надежная фиксация;
смешанный монтаж на подливку и опорные элементы — этот способ облегчает позиционирование станины и обеспечивает приемлемую надежность крепления.

Геодезисты фирмы «ЮСТАС» могут обеспечить правильную установку, крепление и выверку оборудования на фундаменте.

Способы закрепления станины или рамы на фундаменте

В большинстве случаев при монтаже используются фундаментные болты или шпильки, заложенные при заливке монолита. Такое крепление организуют в случае, когда установка предполагает сплошное опирание станины или рамы, рассчитанное на максимальную нагрузку. Если монтируется малонагруженный агрегат, адаптированный под местное опирание, то в качестве крепежа можно использовать обычные анкерные болты или винты. Аналогичным образом крепят мобильное оборудование.

Легкие станины, рамы и корпуса фиксируют на клей, используя эпоксидные составы с высокой прочностью, адгезией и эластичностью. Однако такой способ монтажа возможен только при высокой химической стойкости опорной поверхности. Во время клеевого монтажа скрепляющий состав наносят как на отдельные лапы, так и на все дно станины.

Действительно тяжелые машины можно установить без крепления. Они остаются на месте из-за огромной силы трения, спровоцированной шероховатостью поверхности фундамента и дна станины, умноженной на колоссальный вес агрегата.

Способ выверки положения оборудования при сплошном и местном опирании

Выверка — процедура размещения оборудования согласно проектному положению. Технология выверки станка или обрабатывающей линии зависит от способов установки и закрепления агрегатов, а также способа опирания. Эта операция реализуется с помощью выверочных опор, приспособлений для центровки и подъемных механизмов. Во время процедуры положение базовых деталей (корпусов, плит, рам, станин) отслеживается с помощью геодезического и метрологического инструмента. В процессе съемки инженеры сравнивают текущее положение с проектным и дают рекомендации по устранению отклонений.

Монтируемое оборудование выверяется по горизонтали, вертикали и высоте. При съемке положения базового элемента фиксируются отклонения от соосности, параллельности и перпендикулярности. Чаще всего выверку начинают с предварительного этапа. В финале делают выверку по высоте. Но процедура зависит от типа оборудования, поэтому поэтапная выверка не имеет стандартной последовательности действий.

Без этих операций невозможно контролировать траекторию продукции относительно плоскости пола в цехе и другого оборудования. Для этого во время проверочных работ сравнивают продольные и поперечные оси базовых деталей с главными линиями несущих элементов здания цеха. К таким элементам относится строительная колонна, стена, балка и прочие архитектурные детали под нагрузкой.

Как проводят предварительную выверку при местном и сплошном опирании

Предварительные работы предполагают совмещение отверстий в лапах или плитах опорной части с выпусками из фундамента. Если технология крепления не предполагает выпусков, то монтажники ориентируются по осевым линиям оборудования, совмещая метки на станине и раме с монтажными рисками на фундаменте. В качестве маркеров используют натянутые струны или местные возвышения, указывающие на посадочное место. Кроме того, предварительную сверку положения станины или фундамента можно выполнить по уже установленным станкам и линиям, опираясь на расстояния от крепежных болтов и шпилек.

После завершения предварительного этапа нужно зафиксировать крепежные болты в монтажных колодцах, устроенных при бетонировании пола или фундамента. Для этого базовую деталь ставят на монтажную оснастку, совмещая крепежные отверстия с колодцами. На болты навинчивают гайки и опускают в колодцы, сквозь монтажные отверстия в лапах или плитах. После этого в колодец заливают бетон, заполняя его на 3/4 от первоначальной глубины. Однако расстояние от зеркала заливки до края колодца не может быть менее 100 миллиметров.

Как проводят окончательную выверку оборудования на фундаменте

К финальной стадии проверочных работ приступают после твердения бетона в колодце. После выхода заливки на расчетную прочность в свободное пространство выемки заливается бетон. Он идет и на подливку под базовую деталь в зоне опирания. Перед этим монтажники меняют опорную арматуру на калибрующие подкладки и выполняют финальную затяжку болтов.

Финальная выверка выполняется на этапе установки калибрующих прокладок и подливки под базовую деталь. Монтажники сверяют положение контрольных и главных осевых линий, вынесенных в натуру геодезистами фирмы. Для перемещения станка или участка обрабатывающей линии используют подъемное оборудование и домкраты. Исполнительную съемку оборудования выполняют с помощью нивелиров, теодолитов, тахеометров, лазерных трекеров, уровней и сканеров. Конечный выбор делают в пользу оптимальной технологии для конкретного случая, опираясь на ТЗ и проектную документацию.

Сверка по высоте выполняется по реперам, установленным на стенах, монтажных колоннах, соседнем оборудовании. Базой для реперов служат элементы корпуса, полумуфты и валы (в этом случае можно уточнить соосность машин), опорные или любые свободные поверхности. Планово-высотное положение определяется напрямую или косвенными методами.

Горизонталь и вертикаль базовой поверхности проверяют с помощью лазерных уровней и нивелиров. Важно этот параметр контролировать и в процессе эксплуатации, так как отклонения от вертикали и горизонтали появляются из-за старения фундамента и под действием эксплуатационной нагрузки.