Эффективные методы бетонирования закладных деталей в фундаментах для вибрационного оборудования

Методы бетонирования закладных деталей в фундаментах под оборудование с вибрацией требуют особого подхода для обеспечения надежности и долговечности конструкции. Важно использовать качественные материалы и тщательно контролировать процессы бетонирования, чтобы минимизировать риск образования трещин и деформаций, которые могут возникнуть под действием вибрационных нагрузок.

Рекомендуется применять вибрационное бетонирование, что способствует лучшему уплотнению смеси и равномерному распределению закладных деталей. Также следует учитывать специфику конструкции, выбирая соответствующие армирующие элементы и системы крепления, что обеспечит необходимую устойчивость к динамическим нагрузкам.

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

При опускании оборудования на фундаменты отжимные регулировочные винты должны выступать ниже установочной поверхности оборудования на одинаковую величину в пределах 10…30 мм.

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.

Оборудование выверяют на установочных гайках посредством упругих элементов в виде тарельчатых стальных, плоских резиновых или пластмассовых шайб. Установочные гайки 5 (рис. 5) с упругими шайбами 4 размещают на болтах 2 так, чтобы верх шайбы был на 2…3 мм выше проектной отметки опорной поверхности оборудования 3. После установки оборудования на шайбы его окончательно выверяют с помощью затяжки крепежных гаек 1, деформируя шайбы. Выверку в более широких пределах осуществляют регулировкой положения установочных гаек 5. При этом крепежные гайки 1 должны быть отвинчены. При использовании съемных фундаментных болтов и болтов с цангами для их фиксации устанавливают дополнительные гайки 7 с шайбами 6.

Для выверки можно также использовать установочные гайки без упругих элементов с регулированием положения оборудования на фундаментных болтах 2 по высоте (рис. 6). Перед подливкой установочной гайки 4 выгораживают опалубкой 5. После твердения подливки 6 (через 2…3 сут после подливки) опалубку 5 снимают, а оборудование 1 закрепляют затяжкой крепежных гаек 3. Перед окончательной затяжкой фундаментных болтов установочные гайки опускают на 3…4 мм. Оставшиеся ниши заполняют составом, используемым для подливки.

Необходимость применения опалубки исключается при использовании гаек, срезающихся при окончательной затяжке фундаментных болтов (рис. 7). Такие гайки должны выдерживать нагрузку от оборудования и сил предварительного закрепления, но разрушаться или деформироваться при окончательной затяжке фундаментных болтов. В качестве ослабленных установочных гаек рекомендуются гайки из менее прочного, чем у крепежных гаек, материала, стандартные гайки с уменьшенной на 50…70 % высотой, а также гайки, ослабленные путем расточки их до диаметра, соответствующего внутреннему диаметру резьбы, гайки с проточками или резьбой неполного профиля. В этом случае после выверки оборудования и его подливки при окончательной затяжке фундаментных болтов происходит срез или смятие резьбы установочных гаек, что сопровождается скачкообразным падением силы затяжки, а затем постепенным увеличением силы до заданного значения.

Рис. 5. Схемы регулирования положения оборудования на установочных гайках с упругим элементом: а — установка оборудования с завышением на 2…3 мм; б — регулирование положения оборудования затяжкой гайки; в — установка дополнительной гайки при использовании съемных болтов или болтов с цангами

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

Регулирование положения оборудования с помощью инвентарных домкратов. Для выверки этим способом используют домкраты, конструктивные размеры которых позволяют их размещать в зазоре оборудование—фундамент, т.е. в пределах 50…80 мм (см. рис. 3, б и рис. 16). К таким домкратам относятся винтовые опоры (табл.

4), малогабаритные винтовые домкраты (табл.5), регулируемые клиновые подкладки (табл. 6), опорные башмаки (табл. 7), некоторые виды гидравлических (табл. 8) и пневматических домкратов (табл. 9).

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.

Перед подливкой инвентарные домкраты «выгораживают» опалубкой. Опалубку и инвентарные домкраты удаляют через 2…3 сут после подливки. Оставшиеся ниши заполняют составом, используемым для подливки.

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.

Таблица 4. Винтовые опоры

Фундаменты и антивибрационный монтаж станков

Станки с амплитудой колебаний выше 20 мкм считаются неисправными или работающими с вибрациями недопустимой величины [66].

В фундаментах могут возникать колебания вдоль вертикальной оси, колебания, связанные со сдвиговыми деформациями, и крутильные колебания вдоль вертикальной оси, что определяется характером неуравновешенных сил и крутящих моментов, сопровождающих работу оборудования. Для исключения воздействия вибраций на окружающую среду необходимо принимать меры по снижению вибраций прежде всего в источнике возникновения, а в тех случаях, когда это невозможно, ослаблять ее на путях распространения.

Виброгашение

Виброгашение связано с увеличением реактивной части импеданса колебательной системы. Применительно к проблеме защиты окружающей среды виброгашение преимущественно реализуется за счет увеличения эффективной жесткости и массы корпуса машин или станин станков путем крепления их в единую замкнутую систему с фундаментом с помощью анкерных болтов или цементной подливки.

Это приводит к снижению виброактивности колебательной системы, а следовательно, к ослаблению воздействия на окружающую среду. С этой же целью относительно малогабаритное инженерное оборудование жилых зданий (вентиляторы, насосы) устанавливается на опорные плиты и виброгасящие основания (рис. 93) [74]. Расчет фундаментных блоков производится по специальным методикам. Проектирование оснований зданий и сооружений ведется в соответствии с руководством [75].

Рис. 93. Схема вибробезопасной установки инженерного оборудования:

• 1 -упругая прокладка; 2 — железобетонная плита; 3 — вставка (резиновый шланг); 4 -хомут супругой прокладкой; 5 -упругая прокладка
• 6.2.6.2. Расчет параметров фундаментовОпределение амплитуд вынужденных и свободных колебаний фундамента производят в соответствии с указаниями [76] с учетом типа машины. Во всех случаях должно выполняться условие

где Атах — наибольшая амплитуда колебаний фундамента, определяемая расчетом; АД(Ш — допускаемая амплитуда колебаний фундамента [76].

Так, для машин с кривошипно-шатунными механизмами расчет вертикальных колебаний может производиться по формуле

где pHz — нормативная вертикальная составляющая возмущающих сил машины в соответствии со СНиП II-19-79 [76]; — суммарная масса

машины и фундамента, кг; bz — коэффициент жесткости основания при упругом равномерном сжатии

где F — площадь подошвы фундамента; Сг — коэффициент упругого равномерного сжатия естественного основания, определяемый по результатам исследований либо по СНиП 11-19-79 в зависимости от величины нормативного давления на основание.

Расчет амплитуд вертикальных (горизонтальных) колебаний грунта при вертикальных (горизонтальных) вибрациях фундамента машины производится по формуле

где as — амплитуда вертикальных (горизонтальных) колебаний грунта на поверхности в точке, расположенной на расстоянии г от оси фундамента, т. е. источника волн в грунте; ао — амплитуда свободных или вынужденных вертикальных (горизонтальных) колебаний фундамента, т. е. источника волн в грунте на уровне его подошвы [75]; 8 — приведенный радиус подошвы фундамента

где г — расстояние от оси фундамента-источника до точки на поверхности грунта, для которой определяется амплитуда колебаний; го — приведенный радиус подошвы фундамента-источника

где F — площадь подошвы фундамента.

Частоту волн, распространяющихся в грунте, принимают равной частоте колебаний фундамента машины.

Для исключения передачи вибрации от фундаментов технологического оборудования предприятий в жилую застройку по периметру фундаментов на всю его высоту предусматривают акустические швы с засыпкой какого-либо рыхлого материала, например асбестовой крошки. К аналогичным мероприятиям относятся устройства акустических щелей, в которых изолирующей прослойкой служит воздух.

Способы соединения оборудования с фундаментом

Наиболее простой способ крепления машины на фундаменте – подливка цементным раствором после выверки машины. Цементный раствор 1:3 заливают в опалубку, установленную вокруг оборудования. Такой способ применяется для спокойно работающих станков.

Однако надежнее закрепить станок фундаментными болтами. Фундаментные болты делятся на 4 группы:

1. Глухие или заливные болты (рис. 1.16). Болты заливают в анкерные колодцы, или сразу в фундамент.

Болты перед заливкой устанавливают либо в отверстия под фундаментные болты на оборудовании, если оборудование установлено по разметке на фундаменте, либо в отверстия шаблона, изготовленного из плиты или щита с отверстиями, размеченными и просверленными точно по отверстиям под фундаментные болты на оборудовании. При использовании шаблона верхнюю часть фундаментного болта оставляют не залитой для последующей центровки болта по отверстию оборудования отгибом в случае небольшого несовпадения залитых болтов и отверстий в станине.

Диаметр фундаментных болтов для средних станков желательно брать не менее 14 мм. Болты заделываются в фундамент на глубину не менее чем в 13…15 раз больше диаметра болта. Расстояние от болта до грани фундамента должно быть не менее четырёх диаметров.

2. Съёмные болты, не имеющие сцепления с бетоном, анкеровка выполняется с помощью, например, закладных плит (рис. 1.17). Такие фундаментные болты применяют для крепления оборудования создающего большие динамические нагрузки, например, лесопильные рамы. В случае обрыва болта во время эксплуатации упрощается и ускоряется замена болта. Не нужно разрушать часть фундамента, вновь заливать и ждать пока бетон затвердеет.

Колодцы для съемных болтов засыпаются песком, а сверху заливаются битумом или покрываются асфальтом.

3. Болты, ввертываемые в предварительно заделанные в фундамент гайки (рис. 1.18).

Таким способом закрепляют часто заменяемые средние и лёгкие станки при необходимости установки оборудования с разным расположением отверстий под фундаментные болты, например, на испытательном стенде.

4. Болты, устанавливаемые в скважинына готовых фундаментах или бетонных полах (рис. 1.19).

Станки, закреплённые распорными втулками и цангами, можно эксплуатировать сразу после выверки и затяжки крепёжных гаек.

Болты в скважинах можно фиксировать и эпоксидной смолой. Эпоксидная смола должна быть пластифицированной. На рис. 1.20 показана последовательность установки фундаментных болтов, закрепляемых эпоксидной смолой.

Сначала размечают места установки фундаментных болтов, затем перфоратором бурят скважины диаметром чуть больше диаметра болта, заполняют скважину эпоксидной смолой с отвердителем, вставляют в гнездо фундаментный болт и дают выдержку до полного отверждения эпоксидной смолы. Затяжку крепёжных гаек проводят после выдержки в течение 72 часов при температуре не ниже 15 ºС.

1.6.5. Установка оборудования на виброопоры

В настоящее время все шире применяют для установки станков на групповой фундамент виброопоры, позволяющие легко перемещать станок при перепланировке цеха. Виброопоры ослабляют передачу вибраций от станков к фундаменту и обратно, предотвращая распространение вибраций, и помогают избавиться от вибраций.

Простейшими виброопорами являются резиновые профильные коврики, которые вырезаются нужных размеров (рис. 1.21, б). Более совершенны специально выпускаемые резинометаллические опоры, позволяющие проводить выверку станка по уровню (рис. 1.21, а). Имеют регулировку по высоте до 15 мм.

Широко распространённая резинометаллическая виброопора ОВ-31, рассчитанная на нагрузку от 2500 до 45700 Н, показана на рис. 1.22.

На виброопоры устанавливают станки массой до 10 тонн. Выбор жесткости виброопор очень важен. Виброопоры выбирают в соответствии с массой станка.

Такие опоры служат единственным средством виброизоляции станков, устанавливаемых на перекрытиях; они достаточно дешевы, их применение сокращает время установки станков.

Для выбора опор рассчитывают весовую нагрузку оборудования по опорным точкам. Для этого сначала находят положение центра тяжести, затем реакции опор. По реакциям опор выбирают опоры требуемой жесткости.

Если виброизолирующие опоры не обеспечивают устойчивой работы станка, его следует переставить на жесткие опоры.

Частота собственных колебаний станка, по крайней мере, в 1,5 – 2 раза должна отличаться от частоты возмущающих сил. При равенстве или близости этих частот вибрации усиливаются вследствие резонанса.

При необходимости снизить частоту собственных колебаний оборудования для исключения резонанса, его жестко крепят на фундаменте, а виброизолирующие прокладки и коврики помещают под фундаментным блоком. Частота собственных колебаний системы станок-фундамент снизится, так как повысится масса системы.

1.7. Испытания, пуск оборудования и сдача в эксплуатацию

1.7.1. Испытания оборудования

Испытания оборудования проводят как после его монтажа, так и периодически в процессе эксплуатации для определения пригодности к выполнению заданных технологических операций.

После монтажа исправность механизмов станка и их перемещений устанавливают в результате следующих испытаний:

1) проверка работы узлов и механизмов и проверка паспортных данных;

2) испытание станка на холостом ходу;

3) испытание станка в работе под нагрузкой (специальных станков также и на производительность);

4) проверка станка на геометрическую и технологическую точность;

5) испытание станка на жесткость и виброустойчивость.

6) испытания станков на шум.

Проверка работы узлов и механизмов и проверка паспортных данных.Вначале производят внешний осмотр станка, проверяют комплектность, наличие указателей, табличек, качество сборки без включения оборудования, качество и соответствие нормативно-технической документации монтажа электро-, гидро-, и пневмооборудования.

Затем проверяют легкость и плавность перемещений механизмов от руки, допустимые величины нагрузок и мертвых ходов маховиков и рукояток управления.

Проверяют насколько обеспечивают настроечные элементы машины максимальные и минимальные параметры обработки.

Испытание станка на холостом ходу.Машину включают на время необходимое для достижения установившихся температур в узлах трения (но не менее 30 мин). Проверяют работу электродвигателей, муфт, тормозов, механизмы зажима заготовки и инструмента, гидро- и пневмооборудование, системы смазки, защитные устройства и блокировки.

Последовательно переключают все скорости от минимальных до максимальных и измеряют частоты вращения и скорости подачи. Фактические значения замеренных параметров не должны отличаться от паспортных более чем на 5 %. Обращают внимание на направление вращения, плавность хода, шум, нагрев подшипников (допускается нагрев подшипников качения не более 70° С, скольжения не более 60° С, для других механизмов не более 50° С).

Записывают мощность холостого хода, определяют время торможения узлов резания (не должно превышать 6 сек).

Проверяют действие защитных устройств, величину сопротивления изоляции (силовые цепи и цепи управления ≥1 Мом). Сопротивление заземления (≤ 1 ом между болтом заземления и станком).

Кнопки управления станком, пусковая аппаратура, устройства блокировки, рычаги переключения должны работать без заедания и самопроизвольного смещения.

Испытание станка в работе под нагрузкой.При этом испытании проверяют качество работы станка, правильность взаимодействия и функционирования всех его механизмов в условиях нормальной эксплуатации.

Выбирают наиболее тяжелые режимы работы с кратковременными перегрузками до 25 % сверх номинальной мощности. Испытания выполняют в зависимости от назначения станка на черновом или чистовом режимах для типичных заготовок и материалов. Заготовки обрабатывают в течение 30 мин (не менее). При этом все механизмы станка должны работать исправно.

Эксплуатационные характеристики станка должны отвечать паспортным данным. Предохранительные устройства, тормоза и фрикционные муфты должны надежно действовать. Они не должны самопроизвольно выключаться и буксовать при перегрузке более 25 % от номинальной мощности.

Обычно обрабатывают партию деталей средних размеров. Замеряют мощность на резание, скорость подачи (отклонение от паспорта не более 10%). Обращают внимание на шум, стук, нагрев. Уровень шума измеряют шумомером или фонометром. В зоне рабочего места уровень шума не должен превышать 85дб.

При испытаниях под нагрузкой проверяют точность обработки и шероховатость обработанной поверхности. Измеряют обычно прямолинейность поверхностей, их параллельность, перпендикулярность смежных поверхностей и равномерность толщины и ширины.

Проверка станка на геометрическую точность.Геометрическую точность определяют по нормам ГОСТ, для соответствующих типов станков приведенных в техническом паспорте.

В общем балансе погрешностей обработки заготовок на станке, погрешности по причине геометрических неточностей изготовления деталей станка (как правило, шпинделей, базирующих и направляющих элементов) составляют 20…25%.

Наибольшее влияние на точность обработки оказывают погрешности установочных поверхностей и суппортов; относительного расположения установочных поверхностей и суппортов; рабочих перемещений элементов станка; настроечных и регулировочных перемещений.

Основные геометрические погрешности машин и методы их измерения показаны на рис. 1.23.

При испытании станков на геометрическую точность используют универсальные измерительные приборы и инструменты: индикаторы со стойками, уровни, щупы, поверочные линейки и угольники. Кроме того, применяют контрольные оправки с конусным хвостовиком для установки в шпиндель, микроскопы и стальные струны и т.д.

Проверку геометрической точности проводят по нормам ГОСТ для соответствующих типов машин. Допустимые значения отклонений зависят от класса точности и приводятся в паспорте машины. Там же приводятся обычно виды проверок геометрической точности для данного станка и схемы проверки.

Испытание на технологическую точность. Отклонение деталей от теоретически заданного прототипа в процессе изготовления на станке происходит по линейным размерам и геометрической форме. Точность партии деталей характеризуется величиной рассеяния этих показателей. Во многих случаях основным показателем точности является величина рассеяния линейных размеров.

Технологическую точность станка определяют путём обработки контрольной партии деталей (выборки) объёмом 50…100 шт. Затем детали измеряются, рассчитывается среднее арифметическое выборки и среднеквадратическое отклонение, которое характеризует технологическую точность станка.

Испытание станка на жесткость. Жесткость станка это способность его несущих элементов сопротивляться действию нагрузок. Жесткость определяется величиной

где F – действующая сила;

у – величина деформации, вызываемая этой силой.

Жесткость является одним из важнейших критериев работоспособности станка и определяет точность его работы в установившемся режиме. Чем выше жесткость станка, тем точнее получаются изготавливаемые на нем детали. Жесткость станков определяется как собственными деформациями его деталей, которые зависят от их материала, модуля упругости, площади сечения или момента инерции, так и контактными деформациями стыков, величина которых зависит от шероховатости сопрягаемых поверхностей, точности их геометрической формы, смазки и характера нагружения. На долю контактных деформаций в станке приходится 70—80% упругих перемещений, приведенных к режуще кромке инструмента.

Для измерения жесткости применяют устройства нагружения элементов станка и приборы для регистрации деформаций. На рис. 1.24 показана схема измерения статистической жесткости рейсмусового станка.

На столе 1 станка под верхним ножевым валом 3, у одного из его концов жестко закрепляют устройство 2 с динамометром для создания нагружающей силы. Устройство приводят в соприкосновение с корпусом ножевого вала и с рабочей поверхностью стола.

Показывающие измерительные приборы 4 и 5 для измерения величины перемещения ножевого вала и стола под воздействием нагружающей силы F устанавливают на станине станка так, чтобы измерительный наконечник измерительного прибора 4 касался цилиндрической поверхности ножевого вала и был направлен перпендикулярно к его оси, а измерительного прибора 5 касался нижней поверхности стола и был перпендикулярен ей.

Нагружающим устройством создают плавно возрастающую до заданной величины силу F и измеряют перемещения ножевого вала и стола, вызываемые этой силой в направлении действия. Измерения повторяют для противоположного конца вала.

В качестве нагружающего устройства обычно используют пару винт-гайка. Величину созданной силы измеряют динамометром сжатия. Деформацию измеряют обычным индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм.

За величину относительного перемещения системы "ножевой вал – стол" принимают среднюю арифметическую величину результатов измерений, полученных для двух крайних положений по ширине стола, а величину перемещения системы "ножевой вал – стол" для одного измерения принимают равной сумме перемещений ножевого вала и стола, зафиксированных измерительными приборами 4 и 5.

Жесткость серийно выпускаемых станков нормируется техническими условиями или ГОСТом (табл. 1.1).

Испытание на виброустойчивость. Статистическая жесткость станка и виброустойчивость взаимосвязаны между собой. Испытания на виброустойчивость проводят для выяснения его устойчивости на различных режимах в динамике. Выявляют типичные формы колебаний, записывают частотные характеристики, устанавливают границы устойчивости работы станка.

Для измерений используют вибродатчики (рис. 1.24) различного принципа действия: индуктивные, емкостные, пьезоэлектрические, тензометрические и др.

По результатам замеров строятся графики зависимости амплитуд колебаний от частот, для различных режимов резания. Анализ графиков позволяет определить оптимальные режимы резания без значительных вибраций.

Проверка уровня шумаосуществляется шумомерами. Измеряется уровень звукового давления и уровень звука. Санитарные нормы устанавливают допустимый уровень звука на рабочих местах 85 дБ. Снимается частотная характеристика шума и анализируется для разработки мероприятий по снижению шума.

Источником повышенного шума чаще всего выступает инструмент, подшипниковые узлы и съёмные ограждения подвижных частей. Причиной шума обычно является несбалансированность вращающихся частей станка: шпинделей, валов и инструмента.

1.7.2. Пуско-наладочные работы

Программы выполнения пуско-наладочных работ включают:

наладку отдельных узлов и механизмов оборудования — проверку и очистку реагентами, промывку, продувку сжатым воздухом или газами систем, входящих в комплект оборудования; выверку рабочих частей оборудования на геометрическую точность; проверку работы механизмов; настройку передач движения; регулировку и настройку режущих, дозирующих устройств и механизмов, гидроприводов, пневматических устройств и др.;

пуск оборудования — проведение инструктажа эксплуатационного персонала на рабочих местах; проверку точек установки приборов контроля за работой оборудования в соответствии с паспортными данными; обеспечение взаимосвязанной работы всех систем с устранением шумов, вибраций, регулировкой синхронности, проверкой герметичности; пробный пуск оборудования с системами обеспечения управления по проектной схеме на холостом ходу и под нагрузкой; технологическую регулировку оборудования в процессе пробного пуска; пуск оборудования под нагрузкой;

комплексное опробование — комплексное опробование оборудования, линий, потоков, установок вхолостую и на рабочих режимах с наладкой технологических процессов и обеспечением выпуска продукции, предусмотренной проектом, отвечающей требованиям ГОСТ или ТУ, в объеме, соответствующем нормам освоения проектных мощностей в начальный период;

составление технического отчета — разработку технических рекомендаций по обеспечению бесперебойной работы оборудования и достижению оптимальных режимов его эксплуатации; составление технического отчета по выполненным работам.

Дата добавления: 2017-10-04 ; просмотров: 4502 ;