У.П.Установка станков. Сергей Александрович Рябов Евгений Борисович Щелкунов установка металлорежущих станков на фундамент и виброизолирующие опоры электронное учебное пособие
 Скачать 2.76 Mb.
|
|
6. УСТАНОВКА СТАНКОВ НА ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИЕ ОПОРЫ 6.1. Выбор виброизолирующих опор Для получения деталей с высокой точностью и чистотой по- верхности необходимо изолировать высокоточные станки и стан- ки нормальной точности от вибрации, передающейся от соседнего оборудования, проходящего транспорта и т. п. Наиболее целесо- образный способ виброизоляции станков с жесткими станинами – установка их на виброизолирующие опоры. При размещении станков на перекрытиях промышленных зданий этот метод вибро- 115 изоляции является единственно возможным. Виброизоляция стан- ков возможна при установке их на виброизолирующие опоры, коврики и на специальные виброизолирующие фундаменты. Установка станка на виброизолирующие опоры должна обеспечить надежную его защиту от внешних вибраций и ударов, создающих в месте установки станка вибрационный фон средне- го уровня интенсивности, т. е. регулярные колебания основания в вертикальном и горизонтальном направлениях с амплитудами до 2,5 мкм в частотном диапазоне 1–30 Гц или импульсные коле- бания (от ударного воздействия молотов и т. п.) с амплитудами до 12 мкм при периоде импульсов 04 0, T с. При установке станков на виброизолирующие опоры со- кращаются затраты на монтаж и перестановку станков, умень- шаются динамические нагрузки на несущие конструкции зданий и уровень колебаний оснований. Разработанные ЭНИМСом совместно с НИИ резиновой промышленности оригинальные конструкции виброизолирую- щих опор ОВ–30 и ОВ–31 и резиновых виброизолирующих ков- риков КВ–1 и КВ–2 (ГОСТ 17725–81 и ГОСТ 17712–72) исполь- зуют для виброизоляции металлорежущих станков разных типов и других машин и приборов. Номограмма для подбора ковриков при установке станков приведена на рис.6.1. Виброизолирующие опоры ОВ–30 и ОВ–31 предназначены для установки станков с жесткими станинами (т. е. такими, для которых 5 4 h l , где l – длина станины, h – высота сечения ста- нины) весом до 10–15 т. Опоры для установки станков основных типов выбирают по номограмме (рис.6.3), габаритные размеры опор даны в табл. 6.1. Частота собственных колебаний станка на опорах ОВ–31 мало зависит от нагрузки на опору, благодаря чему отпадает необходимость рассчитывать нагрузки на опорные точки, умень- шается номенклатура опор (требуется 1 типоразмер для боль- шинства высокоточных станков) и улучшается качество вибро- изоляции. При использовании опор типа ОВ–30 необходимо предвари- тельно рассчитать распределение весовой нагрузки станка по 116 опорным точкам, для чего вначале определяют положение центра тяжести станка, а затем, исходя из уравнений равновесия и из то- го факта, что все опоры находятся в одной плоскости (опорная плоскость станины станка), определяют опорные реакции (при- мер расчета опорных реакций и подбора опор приведены ниже). Рис.6.1. Номограмма для подбора ковриков при установке станков. а-КВ-2-3;б-КВ-2-2;в-КВ-1-3;г-КВ-2-1;д-КВ-1-2;е-КВ-1-1. Таблица 6.1 Габаритные размеры опор Тип опоры Размеры, мм Диаметр болтов D 1 d ОВ–31 142 45 М16 ОВ–30–1–1 ОВ–30–1–2 ОВ–30–1–3 105 43 М12 ОВ–30–2–2 ОВ–30–2–3 140 46 М16 ОВ–30–3–2 ОВ–30–3–3 180 50 М20 117 Конструкции и параметры виброизолирующих опор и ков- риков приведены на рис. 6.2,6.3 и в табл. 6.2,6.3,6.4. 1 – станки токарной группы, если на них не должна производить- ся обработка тяжелых деталей, со значительной неуравновешен- ностью или с ударами; фрезерной группы – горизонтальные, вер- тикальные, универсально-фрезерные, копировальнофрезерные, зубофрезерные; 2 – станки шлифовальной группы: плоско- , кругло- , внутри- и резьбошлифовальные при плавном реверсе перемещающихся узлов; координатно-расточные станки, уста- навливаемые на три опорные точки; отделочно-расточные; 3 – делительные машины, высокоточные станки при высоком уровне колебаний основания( к номограмме рис.6.3 ). Пол или фундамент в местах расположения опор выравнивают по горизонтали и зачищают. При установке оборудования на вибро- изолирующих опорах их обычно предварительно прикрепляют к удерживаемой на весу станине. После опускания оборудования на фундамент регулированием винта выверяют оборудование по уровню и равномерно загружают опоры. В связи с тем, что на виброизолирующих опорах обычно устанавливают отдельно сто- ящее оборудование, не связанное между собой кинематически, выверку в плане практически не проводят. Рис. 6.2. Конструкции виброизолирующих опор ОВ–31 и ОВ–30 d B B B 2 + 14 D Н ОВ–31 118 Рис. 6.2. Продолжение d D H ОВ–30 119 Рис. 6.3. Номограмма для подбора опор при установке станков. а-ОВ-31; б-ОВ-30-3-3; в-ОВ-30-3-2; г-ОВ-30-2-3; д-ОВ-30-2-2; е-ОВ-30-1-3; ж-ОВ-30-1-3; з-ОВ-30-1-1. Таблица 6.2 Параметры виброизолирующих опор Парамет- ры ОВ–30–2 ОВ–30–3 ОВ– 31 ОВ–30–1 1 2 1 2 1 1 2 3 Нагрузка Н: номи- нальная макси- мальная мини- мальная 5 600 15 00 0 2 500 8 700 23 00 0 4 000 12 50 0 42 00 0 6 300 18 50 0 50 00 0 10 000 4 000 40 00 0 2 500 1 25 0 4 00 0 630 2 30 0 6 00 0 1 000 3 500 10 00 0 1 600 Диаметр опоры D, мм 140 180 142 105 Высота опоры H, мм 46 50 45 43 Диаметр винта d, мм 16 20 16 12 Высота регули- рования, мм 15 15 10 Масса, кг 1,535 1,215 3,00 2,60 1,82 0,70 0,74 0,655 120 5 5 Примечание. 1–3 – исполнения. Таблица 6.3 Параметры виброизолирующих опор ОВ–31 Параметр ОВ–31 ОВ–30–1 1 1 2 3 Нагрузка, Н: номиналь- ная максимальная мини- мальная 4 000 40 000 2 500 1 250 4 000 630 2 300 6 000 1 000 3 500 10 000 1 600 Диаметр опоры D, мм 142 105 Высота опоры H, мм 45 43 Диаметр винта d, мм 16 12 Высота регулирования, мм 15 10 Масса, кг 1,82 0,705 0,745 0,655 Оборудование, установленное с виброизоляцией, обычно не закрепляют. Для его установки применяют виброизолирующие опоры, прокладки и коврики различной жесткости (рис. 6.3, табл. 6.4). 121 Рис. 6.3. Виброизолирующие коврики Таблица 6.4 Параметры виброизолирующих ковриков Параметр КВ1–1 КВ1–2 КВ1– 3 КВ2–1 КВ2–2 КВ2– 3 Высота, мм 21 26 Размеры, мм 350×350 Характери- стика де- формации: сжатие, мм 1,4 1,8 2,1 Отношение продольной жесткости к вертикаль- ной 1,5 1,1 1,3 1,8 0,6 1,3 Отношение поперечной жесткости к вертикаль- ной 1,1 0,7 1,2 Пол или фундамент в местах расположения опор выравни- вают по горизонтали и зачищают. При установке оборудования на виброизолирующих опорах их обычно предварительно при- крепляют к удерживаемой на весу станине. После опускания обо- рудования на фундамент регулированием винта выверяют обору- дование по уровню и равномерно загружают опоры. В связи с тем, что на виброизолирующих опорах обычно устанавливают отдельно стоящее оборудование, не связанное между собой ки- нематически, выверку в плане практически не проводят. Виброизолирующие прокладки и коврики предварительно укладывают на тщательно выровненный по горизонтали пол. Так 122 как при этом выверка оборудования весьма затруднена, часто ис- пользуют установку оборудования с регулируемыми опорами, размещенными между станиной и ковриком (рис. 6.4). Рис. 6.4. Установка оборудования на виброизолирующих коври- ках с применением отжимных винтов (а) и регулируемых клино- вых подкладок (б) Для уменьшения горизонтальных колебаний оборудования виброопоры крепят к станине гайкой-втулкой (рис. 6.5, а) или обычными гайками с фиксирующими втулками (рис. 6.5, б). а б 123 Рис. 6.5. Установка оборудования на виброизолирующих опорах с креплением: а – гайкой-втулкой; б – фиксирующей втулкой Применение виброизолирующих опор и ковриков значи- тельно упрощает установку и выверку, часто позволяет отказать- ся от устройства фундаментов и устанавливать оборудование непосредственно на пол или перекрытия, что дает значительный экономический эффект. 6.2 Пример расчета опорных реакций для плоскошлифовального станка 3В71М. Из-за симметричности системы (рис. 6.6) реакции в точках В и Д, а так же в точках А и Е попарно равны между собой, т.е Р в = Р д ; Р а = Р е. (1) Уравнения статического равновесия (сумма опорных реак- ций равна весу; Сумма моментов относительно линии, проходя- щей через А и Е, равна нулю). 2Р д + 2Р в + Р с = G = 1900 кг, (2) 2Р д * 640 + Р с (640+390) – G(640+390-630) = 0 б а 124 Для составления недостающего уравнения рассматриваем деформацию опор в плоскости, проходящей через С и ц. т. При- нимая, что жесткость станины значительно больше жесткости опор, получаем уравнение перемещений в виде: Δ С – Δ А/ Δ В - Δ А = 640 – 390/640 ≈ 1,6 (3) или, так как ΔС = Р с /К с ; Δ В = Р в /К в ; Δ А = Р а /К а , где К а = К в + К с – жесткости опор, которые мы принимаем одинаковые, то Р с – Р а / Р в – Р а = 1,6 или 0,6Р а – 1,6Р в + Р с = 0 (3а) Решая совместно (1), (2), (3), находим, что Р а = 430 кг, Р в = 395кг, Р с = 125кг, Р = 130кг. Рис. 6.6. Распределение опорных реакций станка 125 6.3 Выбор виброизолирующих опор для установки токарно- винторезного станка, повышенной точности . Вес станка G = 1650кг, план фундамента с указанием центра тя- жести (ц. т.) приведена на (рис. 6.7). Количество опор (четыре) зависит от имеющихся в станине отверстий под фундаментные болты. Для установки станка вы- браны ОВ-30. Для уменьшения разборки необходимо, во-первых, надежно закреплять контргайки на опорах и, во-вторых, проводить по- вторную выверку станка по уровню через 3-4 дня после его уста- новки на виброизолирующие опоры. При обработке неуравновешенных заготовок на токарных станках, установленных на виброизолирующие опоры, возникают интенсивные колебания станка, поэтому станок балансируют установкой противовесов. При установке на опоры станков, рабо- тающих с реверсами, может возникнуть значительная раскачка станка. При установке станков на перекрытиях или при интенсив- ных колебаниях оснований с частотой, близкой к собственной, иногда наблюдается резонансное усиление колебаний станка. В таких случаях целесообразно переставить станок на опоры, обес- печивающие изменение значения собственной частоты колебаний станка. При тяжелых режимах обработки ( обдирка, обработка сты- кованных заготовок и т.п.) в некоторых случаях при установке станков на виброизолирующих опорах наблюдается недопусти- мая раскачка станка или возникают вибрации при меньших объе- мах металла, чем при установке на жестких опорах. В этих случаях необходимо изменить режим работы и (или) переставить станок на опоры обеспечивающие большое значение собственной частоты ƒ z . если эти меры не обеспечивают устой- чивую работу станка, его следует переставить на жесткие опоры и подлить цементным раствором. 126 Рис.6.7.План фундамента станка с указанием центра тяжести 127 7. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 1. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: справочник-учебник. в 3-х т. т. 2. Расчет и конструирова- ние узлов и элементов станков А.С. Проников, Е.И.Борисов, В.В. Бушуев, и др.; под общ. ред. А.С. Проникова,. – М.- М.: Изда- тельство МГТУ им. Н.Э Баумана: Машиностроение, 1995. – 320с.:ил. 2. Установка станков на виброизолирующие опоры.: Ме- тодические рекомендации / Сост. В. А. Исаева. – М. : ЭНИМС, 1983, 44 с. 3. Установка металлорежущих станков.: Методические рекомендации / Сост. В. В. Каминская, В. А. Исаева. – М. : ЭНИМС, 1982, 12 с. 4. Альбом установочных чертежей и габаритов рабочего пространства металлорежущих станков для студентов специаль- ности 151001 “Технология машиностроения” 151002 “Металло- обрабатывающие станки и комплексы” / Сост. С.А. Рябов, Г.М. Дубов; КузГТУ – Кемерово, 2007 – 300с. 128 Содержание ПРЕДИСЛОВИЕ .................................................................... 3 1. ВЫБОР СПОСОБА УСТАНОВКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ .............................................................................. 5 2. УСТАНОВКА СТАНКОВ НОРМАЛЬНОЙ ТОЧНОСТИ .15 3. УСТАНОВКА СТАНКОВ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ И ВЫСОКОТОЧНЫХ ..............................................................26 3.1. Виброизоляция станков .......................................................... 26 3.2. Размещение станков и оценка уровня колебаний основания ........................................................................................................... 29 3.3. Определение параметров виброизоляции ............................. 32 3.4. Оценка возможности виброизоляции с помощью упругих опор, устанавливаемых непосредственно под станину .............. 33 3.5. Выбор способа установки высокоточных станков .............. 36 4. УСТАНОВКА И ЗАКРЕПЛЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ 45 4.1. Установка станков на фундамент .......................................... 45 4.1.1. Способы установки оборудования .................................. 45 4.1.2 Установка фундаментных болтов ..................................... 48 4.1.2.1 Установка на кондукторах ………………………………...……. 62 4.1.2.2 Установка в скважины …………………………………………. 67 5. МАТЕРИАЛЫ ФУНДАМЕНТОВ .....................................94 5.1. Рекомендации по проектированию и конструкциям фундаментов .................................................................................... 96 5.2. Закрепление оборудования ................................................... 101 5.3. Рекомендации по закреплению станков на фундаментах с помощью фундаментных болтов ................................................ 105 5.4. Примеры установки болтов в фундамент ........................... 112 6. УСТАНОВКА СТАНКОВ НА ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИЕ ОПОРЫ ........................... Ошибка! Закладка не определена. 6.1. Выбор виброизолирующих опор ......................................... 114 6.2.Пример расчета опорных реакций для плоскошлифовально- го станка 3В71М………………………………………………………………… ……...124 129 6.3.Выбор виброизолирующих опор для установки токарновин- торезного станка,повышенной точности IE IM………………………………………..126 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ......... Ошибка! Закладка не определена. 130 |