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

, Н/мм,

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).

Таблица 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.