Монтаж фундамента под станок для обработки металла

Особенности выбора и обустройства основания и фундамента в зависимости от типа станка

Устройство оснований и фундаментов для установки станочного оборудования

Для защиты от внешних вибраций станки следует устанавливать на фундаментыили на специальные виброизоляторы.

Документы, высылаемые заводом-изготовителем вместе со станком, вбольшинстве случаев содержат указания по устройству фундаментов и ихвиброизоляции. Виброизоляция станков может быть также обеспечена установкой ихна виброопоры или на резиновые прокладки без устройства фундамента.

При выборе типа основания для любого станка должны быть учтены следующиеосновные 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 боковойвиброизоляцией из тех же материалов, которые используются для фундаментов станковкласса точности С.

Рис. 17.1. Фундаментыпод металлорежущие станки:

а — общая плита цеха; б —ленточный; в — обычного типа; г — свайный; д — нарезиновых ковриках; е — на пружинах

Станки класса точности В, имеющие нежесткие станины, а также крупные итяжелые станки независимо от жесткости станин устанавливаются на бетонныефундаменты с боковой виброизоляцией, аналогично станкам класса точности А.

Станки класса точности П, имеющие нежесткие станины, и крупные и тяжелыестанки независимо от жесткости станин устанавливаются на бетонные фундаментыбез боковой виброизоляции. На такие же фундаменты устанавливают крупные итяжелые станки класса точности Н (рис. 17.1, в, г).

Станки классов точности В, П и Н легкой и средней массы, не имеющие резкореверсирующих узлов, устанавливают на виброопоры (рис. 17.2, д). Такие же станки с быстрореверсирующими 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 цементнымраствором и креплением фундаментными болтами; б — с подливкой без крепленияболтами; 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 сзакреплением фундаментными болтами

При устройстве фундамента из бетона станок можно монтировать через семьдней после укладки бетона, а пуск станка разрешается на 22-й день.

От разрушения маслами фундамент железнят цементным раствором с жидкимстеклом.

Фундамент должен обеспечить:

  • распределение на грунт сосредоточеннойсилы веса станка;
  • увеличение жесткости станины станка;
  • необходимую устойчивость станка при работеза счет понижения центра тяжести;
  • увеличение суммарной массы станка ифундамента, что приводит к уменьшению амплитуды вибраций;
  • защиту станка от вибраций рядом стоящегооборудования. Фундаменты должны быть компактными, сравнительно небольшихразмеров и простой формы в очертаниях, удобными для размещения и закреплениястанка.

Нужно стремиться к тому, чтобы общий центр тяжести станка и фундаментанаходились на одной вертикали и располагались в центре площади основанияфундамента. Допустимое смещение центров тяжести не должно превышать 3… 5 % отширины фундамента в зависимости от типа грунта.

Высота фундамента делается как можно меньше, но ширину желательно увеличить(уменьшается опрокидывающий момент). Обязательны боковые зазоры. Подошву всегофундамента желательно расположить на одной глубине. Для влажных грунтовделается 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); RH— нормативное удельное давление для грунта (супеси — Rн = 2…3кг/см 2, суглинки — RH= 1…3 кг/см2, глина — RH= 1 …6кг/см 2, песок — RН = 1,5…3,5 кг/см2).

Вес фундамента QФ определяют исходя из веса станка:

где КФ — коэффициент, учитывающий вид нагрузки технологическогооборудования (при статической нагрузке — К Ф = 0,6… 1,5, призначительной динамической нагрузке — К Ф = 2… 3); QСТ — вес станка.

Высота фундамента берется из расчета веса фундамента и площади егооснования или с учетом длины заделки фундаментных болтов (рис. 17.4).

Рис. 17.4. Фундаментные болты:

а, б— изогнутые; в — санкерной плитой

Материалы для фундаментов: бетон, железобетон (реже бутобетон и кирпич) изпортландцемента марок 200… 500 (схватывание бетона от 45 мин до 12 ч).

Для ремонта фундаментов используют портландцемент марок 500 и 600. Маркабетона соответствует пределу прочности при сжатии бетонных кубиков 200 x200x200 мм на 28-йдень сушки, при температуре 18…22°С и относительной влажности воздуха 90…100%.

Ориентировочно глубина фундамента hпринимается в зависимости от длиныфундамента L:

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

Читайте также  Розы и их использование в ландшафтном дизайне

Устройство фундаментов под технологическое оборудование: общие правила

Сооружение фундамента под промышленное оборудование предполагает строительство конструкции с оригинальными качествами, а именно:

  • Значительной массой – чем больше вес основания, тем выше сопротивляемость вибрации.
  • Повышенной прочностью – чем выше стойкость к статическим и динамическим нагрузкам, тем больше период эксплуатации и самого фундамента, и смонтированного на основании оборудования.
  • Высокой устойчивостью к агрессивным средам – чем выше инертность хотя бы верхних слоев фундамента, тем дольше он прослужит в роли основания для станка или механизма.

Причем указанные характеристики дополняются еще и минимальными допусками по габаритам фундамента. То есть, на «своем месте» должны находиться не только болты, с помощью которых производится установка оборудования на фундамент – отклонения от расчетных габаритов (длинны, высоты, ширины) должны сводиться к минимуму.

Уклон ростверка должен отсутствовать в принципе. Иначе эксплуатационные нагрузки распределятся неравномерно, что уменьшит срок службы и основания и станины механизма.

Разновидности конструкций оснований

Подобный набор характеристик могут обеспечить только следующие разновидности конструкций фундаментов:

  • Бесподвальное основание плитного типа, гасящее вибрацию своей массой. Такие фундаменты можно залить в опалубку только на первом этаже цеха. Подобная конструкция обойдется в значительную сумму, поскольку на сооружение цельного основания плитного типа тратят максимальный объем строительного материала. Однако самые крупные станки и механизмы монтируют только на таких фундаментах.
  • Подвальное основание-перекрытие, монтируемое на втором этаже и выше. Такой фундамент гасит вибрацию, передавая колебания на каркас самого цеха (посредством контакта с межэтажным перекрытием). По сути – это такая же плита, только не залитая, а собранная из железобетонных изделий, установленных на балки межэтажного перекрытия. Подобное основание способно противостоять только статическим нагрузкам или вибрации с минимальной амплитудой.
  • Стенчатый фундамент, развивающий идею ленточного основания. Несущую нагрузку и вибрацию в данном случае принимают несущие стены или внутренние перегородки. Как правило, подобные фундаменты подводят под механизмы, расположенные на втором этаже цеха.
  • Основания рамного типа (с балочным ростверком). Такая конструкция выдерживает высокочастотную вибрацию. Поэтому в большинстве случаев фундаменты для ударных механизмов имеют «рамную» конструкцию. Ведь в опоры рамы можно вмонтировать демпферы, гасящие вибрацию.

Конструкционные материалы оснований

Разумеется, основания подобного качества невозможно соорудить из первого попавшегося стройматериала.

И в большинстве случаев такие фундаменты строят из:

  • Железобетона (методом заливки в опалубку).
  • Железобетонных блоков (методом сборки с перевязкой).
  • Металла (сборка свайной конструкции с рамным ростверком).
  • Железобетона и металла (бетонные сваи или блоки и металлический ростверк).

Подвальные, бесподвальные и стенчатые фундаменты создают из железобетона или железобетонных блоков. Причем железобетон производят на основе раствором М200-М300 (для станков с минимальной массой), или М300-М400 (для действительно тяжелого оборудования).  Рамные основания можно собрать из любой разновидности вышеупомянутых материалов.

Расчет фундамента под оборудование

Любое строительство начинается с расчетов самой важной части дома – его фундамента. И сооружение нового рабочего места начинается с расчетов основания под станок или механизм.

В основе таких расчетов лежит сопоставление несущей способности грунта со статической и динамической нагрузкой, генерируемой установленным на фундаменте оборудованием. Причем передаваемая на площадь подошвы фундамента сумма статической и динамической нагрузки должна соответствовать несущей способности опорного грунта.

Характеристики грунта вычисляют на основе инженерно-геологических изысканий, в процессе которых определяют глубину залегания грунтовых вод, состав почвы, глубину промерзания и так далее.

Статическая нагрузка определяется массой оборудования, вычисляемой по спецификации станка или механизма. Динамическая нагрузка определяется по расчетному давлению на ростверк фундамента.

Причем указанное давление, генерируемое массой станка, корректируют с помощью двух коэффициентов:

  • Константы условий работы (от 0,5 для кузнечного молота, до 1,0 для токарно-винторезного станка).
  • Константы осадки грунта (от 0,7 до 1,0 – в зависимости от влажности почвы).

В итоге, зная массу станка, тип почвы и условия работы, можно высчитать (по несущей способности грунта) габариты основания.

Устройство фундамента под оборудование

Фундаменты под оборудование и под жилые или хозяйственные постройки отличаются друг от друга как размерами, так и конструкцией. Часто они кроме статической нагрузки должны быть рассчитаны на действие динамических сил, возникающих при работе механизмов. Также основания постоянно подвергаются действию разных химических веществ, которые оказывают на них разрушительное действие. Поэтому они должны быть прочными и устойчивыми к действию агрессивных сред. На предприятиях и в небольших мастерских эксплуатируются различные группы оборудования, имеющие разные характеристики. Фундаменты под каждую из них проектируются по соответствующим техническим условиям, соблюдение которых обеспечивает надежность возводимой конструкции.

Требования к фундаментным конструкциям под оборудование

Требования к фундаментам под промышленное оборудование выдвигаются высокие по разным критериям. Это связано с тем, что они испытывают разноплановые нагрузки и подвержены часто воздействию агрессивных веществ.

Фундамент с приямком

Фундаментная конструкция под оборудование должна обладать следующими свойствами:

  • значительной прочностью, чтобы выдерживать динамические и статические воздействия со стороны установленного механизма;
  • химической стойкостью (инертностью);
  • значительной массой, обеспечивающей сопротивление вибрационным нагрузкам (гашение колебаний);
  • минимальными отклонениями от плановых размеров, то есть габариты опоры должны практически полностью соответствовать расчетным параметрам;
  • большей, чем у монтируемого агрегата, площадью опоры.
Читайте также  Парогенератор для турецкой бани

Высокая прочность и устойчивость к действию химически активных компонентов определяют в значительной степени срок службы основания и, в ряде случаев, рабочих установок.

Разрушающими опору агрессивными веществами являются:

  • смазочные материалы;
  • охлаждающие жидкости;
  • различные технические масла;
  • разное топливо и прочие.

Гашение вибраций массивным основанием от работы механизмов с динамическими нагрузками (пример таких агрегатов – прокатные клети, молоты) имеет большое значение. Это связано с тем, что колебания вызывают сокращение срока эксплуатации всей постройки и самого оборудования, а также соседних механизмов.

Вибрации возникают из-за наличия неравномерно вращающихся деталей в машине: режущих инструментов, роторов, шкивов и прочих.

Кроме размеров (длины, ширины, высоты) опорной конструкции, с чертежом должны совпадать и места расположения крепежных элементов. Допустимы только минимальные расхождения.

Если не предусмотрено конструктивными особенностями оборудования, то уклоны на установочной площадке должны отсутствовать, чтобы можно было правильно и быстро выполнить монтажные работы.

Агрегаты небольшой массы (до 2 т), которые не вызывают значительных динамических воздействий на опору, монтируют непосредственно на железобетонные полы либо межэтажные перекрытия. Если требуется, то их подготавливают соответствующим образом, усиливая основу путем армирования и заливки бетоном. Такие опорные конструкции выделяют в фундаменты первой группы.

Общие нормативные регламентации

Построенный фундамент под установку оборудования должен обеспечивать безопасность трудового процесса (соответствовать действующим нагрузкам по прочности) и удобство обслуживания смонтированных на нем механизмов. Для этого делают приямки (или подвалы), прокладывают прочие инженерные коммуникации.

Кроме рассмотренных критериев, которым должны соответствовать опорные конструкции под оборудование, к фундаментам с динамическими нагрузками и процессу их возведения предъявляются следующие требования:

  • нужно, чтобы строительство и проектирование оснований выполнялось компетентными специалистами с высоким квалификационным уровнем, а также опытом проведения подобных работ;
  • для создания проекта нужно, чтобы исходные данные имелись в требуемом объеме и интерпретировались только профессионалами;
  • процесс строительства должен сопровождаться постоянным контролем качества проведения работ;
  • нужно, чтобы действия всех участников строительного процесса были четко скоординированы;
  • построенные фундаменты должны быть используемыми по назначению, соответствующему указанному в проектной документации;
  • для строительства следует применять материалы, отвечающие нормативным требованиям;
  • обслуживание оснований следует выполнять так, чтобы конструкция прослужила максимально возможный срок;
  • надежность и максимально возможная простота крепления (как пример – анкерные болты, вмуровываемые в бетон).

В видеоролике далее даются рекомендации по обустройству фундаментов под станочное оборудование.

Все работы по проектированию и возведению опорных конструкций под механизмы должны выполняться специалистами для достижения соответствия построенной конструкции техническим условиям и действующим стандартам. Важным фактором является также экономичность воздвигаемой фундаментной конструкции, благодаря чему все расходы сводятся к минимуму.

Разнообразие оборудования

Когда речь идет об основаниях под оборудование, то следует учитывать, что существует большое его разнообразие, объединенное в отдельные группы. Нормативными документами предполагается расчет фундамента под каждую из них вести с учетом эксплуатационных особенностей механизмов.

Металлообрабатывающий станок

Фундаментные конструкции проектируют и возводят под следующие группы машин:

  • с кривошипно-шатунными механизмами: компрессоры поршневые, рамы лесопильные, дизели, мотор-компрессоры;
  • турбоагрегаты: турбовоздуходувки, турбокомпрессоры, турбогенераторы;
  • электрические машины, такие как синхронные компенсаторы и мотор-генераторы;
  • штамповочные или ковочные молоты кузнечные;
  • прокатное оборудование (вспомогательного или основного типа);
  • копры, предназначенные чтобы разбивать скрап;
  • вращающиеся печи;
  • дробилки (гирационные, трубчатые, щековые, валковые) и мельничные агрегаты;
  • металлорежущие станки;
  • прессы;
  • машины формовочные (используемые как в литейном производстве, так и при изготовлении железобетонных блоков).

Каждая группа оборудования с динамическими нагрузками имеет свои особенности проведения расчетов оснований. Это связано с особенностями действия сил, возникающих при работе машин.

Строительство основания для оборудования

Строительство простейшего основания плитного типа, под станок или маломощный пресс, происходит следующим образом:

  • Вначале следует определить месторасположение основания. Фундамент не должен соприкасаться со стенками, колоннами или внутренними перегородками самого здания. Минимальное расстояние от фундамента пресса до фундамента цеха равно 100 сантиметрам. Иначе вибрация перейдет на основание несущих стен, колон или перегородок.
  • После этого следует определить положение крепежных (фундаментных) болтов, фиксирующих станину пресса или станка. При этом нужно учитывать, что минимальное расстояние от края фундамента до оси болта рано 20 сантиметра. То есть, фундамент должен выступать за края станины, как минимум на 20-30 сантиметров.
  • Определив вышеупомянутые параметры можно приступать к земляным работам (рытью котлована). Причем глубина выемки грунта в не отапливаемом цеху равняется глубине промерзания + 25-40 сантиметров. В отапливаемом цеху глубина фундамента равняется 50-80 сантиметрам. Габариты самого котлована, равны ширине и высоте фундамента + глубина залегания подошвы. Ведь стенки котлована, как правило, обустраивают под наклоном в 45 градусов.
  • Завершив земляные работы можно заняться повышением несущей способности грунта, подсыпав на дно двухслойную песчано-гравиевую подушку (по 15-20 сантиметров на каждую фракцию).
  • Следующий этап – строительство опалубки, опоясывающей контур фундамента. Ее собирают из съемных металлических или деревянных щитов, соединенных поперечными стяжками.
  • На следующем этапе во внутреннюю полость основания вводят армирующий каркас (в основаниях для небольших станков можно обойтись без каркаса), а дно опалубки укрывают слоем гидроизоляции (рубероида). В особых случаях на дно основания укладывают особый материал, гасящий вибрацию (дубовый брус или что-то другое).
  • После этого внутреннюю полость заполняют бетоном, укладывая раствор слоями по 10-15 сантиметров.
Читайте также  Выбираем шлем для горных лыж и сноуборда

Причем каждый слой тщательно утрамбовывается. Заливка и тамбовка каждого слоя должна завершиться до схватывания раствора (35-40 минут от момента введения бетона в опалубку).

  • В финале в верхний слой заливки вводят фундаментные болты с коническими или загнутыми торцами.

Фундамент считается готовым к эксплуатации спустя 25-30 дней от момента заливки. За это время монолит основания выйдет на расчетную прочность. Раньше этого срока оборудование на фундамент не монтируют.

Используемые для возведения фундаментов материалы

Материалы для строительства фундаментов под машины различных габаритов и веса должны быть прочными и устойчивыми к действию разных агрессивных сред. Поэтому используют:

  • готовые железобетонные блоки (их перевязывают друг с другом во время строительства);
  • железобетон, получаемый заливкой арматурного каркаса, расположенного внутри опалубки;
  • металл (для создания свайных конструкций с ростверком в виде рамы);
  • железобетон с металлом (на блоки из бетона либо сваи устанавливают металлический ростверк).

Схема железобетонной монолитной плиты

Бесподвальные и подвальные основания возводят с применением бетона марок М200-М300 (для легких агрегатов) либо М400 (под тяжелые машины), классом В15

В частных цехах либо домашних мастерских используют также бутовый камень для строительства основ (получается бутобетон).

Использование определенных материалов под конкретные механизмы регламентируется строительными нормами.

Устройство фундаментов из кирпича, укладываемого на цементный раствор, также встречается, но редко. При этом грунтовые воды должны располагаться глубоко (ниже подошвы основы). В основном такие опоры делают под нетяжелые машины (весом, не превышающим 4 т), а их толщина составляет не меньше, чем 50 см. Силикатный кирпич при этом использовать нельзя.

Раньше монтировали легкие агрегаты на деревянные полы, но сейчас такое редко можно встретить. Это связано с тем, что дерево быстро коробится и меняет свою форму. Такие основы могут использоваться, только как временные опоры.

Монтируемое оборудование соединяется с основой при помощи болтов. Их параметры устанавливаются требованиями, регламентируемыми СП 43.13330. Если механизм создает во время своей работы ударную нагрузку либо сильные вибрации, требующие применения болтов более 42 мм диаметром, то используют их съемные типы.

Промежуток от нижнего конца крепежного элемента до фундаментной подошвы должно составлять более 10 см.

В последнее время для закрепления агрегатов набирает популярность применение химических анкеров.

Лучшим вариантом опоры под механизмы с динамическим видом нагрузок считаются железобетонные монолитные. При применении металлических конструкций либо готовых (заводских) блоков они должны отвечать всем требованиям, которые предъявляются к основаниям под оборудование.

Основания под металлообрабатывающие станки

Металлорежущие станки отличаются большим числом разновидностей. С помощью их выполняют самые разные операции. Обычно их масса не превышает 25 тонн. Только уникальные машины имеют больший вес.

Рассчитывать габариты оснований можно по специальным таблицам. Они ускоряют и упрощают выполнение вычислений. Пример такой таблицы представлен ниже. В ней приведены формулы расчета высоты фундаментной конструкции под разные группы металлорежущих станков в зависимости от длины (L) основы, выражаемой в метрах.

№ Названия станков Высота основания, м
1 Токарные полуавтоматические и автоматические 0,2*√ L
2 Токарные горизонтально-протяжные 0,2*√ L
3 Карусельно-фрезерные и обычные фрезерные горизонтальные и вертикальные 0,6*√ L
4 Карусельные (автоматы и полуавтоматы вертикальные) 0,6*√ L

Площадь основания в упрощенном случае под металлорежущие станки определяют по аналогичному параметру станины устанавливаемого механизма. Высоту бетонных конструкций рассчитывают по таблице выше. При этом для станков прецизионных вносят поправку в виде коэффициента 1,2. На него умножают рассчитанное табличное значение толщины основы.

Нужно учитывать, что расстояние от крепежных анкеров до граней основания, следует оставлять более 12 см, а от станины механизма – не меньше 10 см.

Если устанавливаются нетяжелые станки (массой максимум 4 т), например, сверлильные, зуборезные, фрезерные, то достаточно возвести под них основу 25 см высотой. При этом можно армирование не проводить.

Когда масса монтируемого оборудования составляет больше, чем 12 т или станки создают сильные динамические нагрузки во время своей работы (например, поперечно-строгальные, долбежные), то укладывают арматуру. Это делают перед заливкой бетона. Используют очень часто в работе прутья стальной арматуры (сечением 6-8 мм). Из них делают сетку с ячейками примерно 15 на 15 см. При этом расстояние от станины до арматуры должно быть около 5 см.

Нормативная база для сооружения фундаментов под машины

Проектирование оснований регламентируется рядом строительных нормативов, ГОСТов, правил. Соблюдение требований, представленных в них, приводит к получению качественного результата.

Выставленная опалубка с арматурным каркасом

Основным документом при конструировании фундаментов под машины с динамическими нагрузками является СП 26.13330.2012 (это новая редакция «СНиП 2.02.05-87»). Этот свод правил основывается на ряде других нормативных документов.

Источник: lazernyj-stanok-dlya-rezki-fanery.ru

RD FITNESS