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:
* u7 V% ]; H3 h' i4 ^% B(一)、一般性要求
3 k: n5 f( E+ |/ p; `! B6 H1、基础设计时,设备厂商应该提供以下资料:5 }# M2 M8 Z9 ]5 U3 M" w
(1)设备的型号、转速、功率、规格几轮廓尺寸图等。
5 _1 q( ~) o- N2 h(2)设备的重心及重心的位置。$ |6 O+ r8 u5 ^6 [- C2 O3 y
(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。; z. c7 H) X D4 E
(4)设备的扰力和扰力力矩及其方向。4 r- B& K3 ~: G, d1 k9 i9 z
(5)基础的位置及其临近建筑的基础图。
) l' K, E5 s, v/ W9 E, X) W- J7 E(6)建筑场地的地质勘察资料及地基动力实验资料。
8 F. s! L' ]4 `9 `, q2、设备基础与建筑基础、上部结构以及混凝土地面分开。
5 H' Y8 k8 H' V* X/ X3、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。
- {8 i0 k( |3 P4、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。
7 ]$ A4 q8 S% p" n5、设备基础设计不得产生有害的不均匀沉降。% a9 s% \2 C. M
6、设备地脚螺栓的设置应该符合以下要求:# p6 C- d; H$ M3 X/ h, S! 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。
! ~5 w4 u7 r+ d5 j(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。
: [7 L/ C9 Y+ ^' X3 I4 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。. U5 ]+ l8 W+ q! w9 h2 w
(二)对于数控设备还应该遵循以下的要求:' H5 Y5 y( v, a7 W
1、机床分类可按以下原则划分:
T( k4 l# k. [ K(1)中、小型机床是指单机重在100kN以下的。1 n A( x* C3 N- I. L
(2)大型机床是指单机重在100~300kN之间的。+ j$ B `4 W! f3 C
(3)重型机床是指单机重在300~1000kN之间的。
5 d9 z* L/ n# y7 }* V: k9 W2、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:
$ o: E+ ?0 [% ^2 G, b(1)机床的外形尺寸。$ S. C% j. p8 s1 G( J1 S2 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。
9 o! n# s5 M9 Q' B2、重型和精密机床应该采用单独基础进行安装。
; l' U: R% W/ _0 \6 A3、当进行单独基础安装时,应该遵守以下规范:
; T. i% U8 z; ^/ \(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。9 N6 o3 v+ o, l4 a; L- k% x
(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)
1 `. t/ k% A, h表5-1金属切削机床基础的混凝土厚度(m)0 q1 A; m/ O1 P1 U) j5 [
机床名称
0 \% w8 { q' w% P! Q基础的混凝土厚度' ]* {1 N+ A# m! o
卧式车床
6 H/ a$ |' E7 j0.3+0.070L' D( j& z X7 x3 `; l: R
立式车床5 [" n7 ^* G. v3 `% @% p2 o# Q; n
0.5+0.150h
+ A3 Y- ^/ _# ^2 D7 m4 `铣7 y/ {3 y% |! W- l7 Z* Y c
床
2 H" M! |7 v |" v7 ^8 \: L+ f0.2+0.150L7 g% A, o; K0 n* `, ]) P
龙门铣床 0 k2 l6 [9 w I. u; H7 d
0.3+0.075L
0 N, i8 M7 D! g摇
6 b. n4 J: f" q床 % T; u& D( l( _, f
0.3+0.150h/ \: p: I5 {. a6 W. J' h$ ]
龙门刨床 2 _1 o0 M( y8 q b8 k7 t
0.3+0.070L. X3 P) Q% N! ^* @4 q0 V4 V
内圆磨床、无心磨床、平面磨床 $ A/ z2 }+ d. g, U' T4 k& c1 h) {
0.3+0.080L
1 q [6 \, g0 o- s导轨磨床! x; O: y6 p: z
0.4+0.080L
9 a& [) y2 }! u' O; n! X5 l/ H' z螺纹磨床、精密外圆磨床、齿轮磨床
* q6 \' D a% y0.4+0.100L
2 O5 U7 s/ L& V7 {% Z摇臂钻床 5 y- Q9 M% N% t% i% V0 ~# r4 ]. i
0.2+0.130h
; y' F5 `( Z9 v2 ?4 k深孔钻床 / S# ? P4 ? U. Z5 Z6 a$ G6 Q D1 W
0.3+0.050L
6 a& C" L# }0 X6 k坐标镗床
; [6 m8 o2 r" {1 O0.5+0.150L
0 \% m/ Q' h" T: D; @0 a6 E卧式镗床、落地镗床 # G' k( N# |% S3 [) d: u
0.3+0.120L; p. U4 o* c+ @9 W9 _3 v6 d9 D
卧式拉床 4 }! o; k0 C1 H4 o, v5 z/ q
0.3+0.050L
7 A7 @" w/ [, A7 D齿轮加工机床 ) Y7 ^: W! s" `* W+ M
0.3+0.150L! F# Q7 W3 g1 s
立式钻床
! r: [' v0 b7 Y# t0.3~0.5( j: f0 b7 q- v
牛头刨床/ T4 d. a+ a$ H$ u8 U+ b
0.6~1.0, P: B v, \- ^" `& f5 Z# ?
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。
9 \, z- o2 z9 p: i# m% Z 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。
+ n2 c% V3 F, | i( I) M4、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%。
" X: x1 v: d. D6 J/ R3 }/ c, d3 q5、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。
# l6 H7 s8 @' U2 P4 B1 ^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。! V" e' I6 X- Y( O2 L
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 r" a- J% y: |# F8、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。
9 O4 x1 R0 A" p U) K# C g$ l! G9、精密机床基础的设计可分别采取下列措施之一:- ?+ r8 x2 @5 H1 q
(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。* d# ]$ Z$ X. L
(2)在基础四周粘贴泡沫塑料、聚苯乙烯等隔振材料。. r1 G$ U* q1 \2 r. A
(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。9 o$ P2 K# A5 y( U% Y4 v
(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。+ j* J. |( m( {% Q
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。
! x4 X: Z! Z. f3 F7 F. f
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