蔣麗蓉，李 軍

（桂林機(jī)床股份有限公司，廣西 桂林 541001）

淺談龍門(mén)移動(dòng)式加工中心的地基圖設(shè)計(jì)

蔣麗蓉，李 軍

（桂林機(jī)床股份有限公司，廣西 桂林 541001）

通過(guò)實(shí)例設(shè)計(jì)，闡述了大型龍門(mén)移動(dòng)式加工中心基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的事項(xiàng)，了解了機(jī)床基礎(chǔ)的平面布置、地腳螺栓孔的大小及分布、基礎(chǔ)的隔振等，為同類(lèi)型機(jī)床在平面布置及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上提供了一定的借鑒價(jià)值。

龍門(mén)移動(dòng)加工中心；地基圖；機(jī)床基礎(chǔ)；地腳螺栓；防振溝

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，龍門(mén)移動(dòng)式加工中心在各行業(yè)中的應(yīng)用也越來(lái)越多。設(shè)計(jì)師在滿(mǎn)足整個(gè)機(jī)床各項(xiàng)性能的同時(shí)，還應(yīng)注意到機(jī)床到用戶(hù)廠家安裝時(shí)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。機(jī)床的基礎(chǔ)可以起到承受負(fù)荷并吸收振動(dòng)，提高機(jī)床的整體剛性，保持機(jī)床的加工精度和延長(zhǎng)它的使用壽命的作用。因此，應(yīng)該重視機(jī)床的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，而機(jī)床的地基圖是機(jī)床地基施工、檢驗(yàn)和驗(yàn)收的主要依據(jù)。通過(guò)為某用戶(hù)設(shè)計(jì)的龍門(mén)移動(dòng)式加工中心中（XHZ2925/8）的地基圖來(lái)剖析地基圖設(shè)計(jì)時(shí)所需注意的事項(xiàng)。本文主要針對(duì)大型龍門(mén)移動(dòng)式機(jī)床在安裝時(shí)汲及的平面布置、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行研究，通過(guò)實(shí)例在實(shí)際安裝過(guò)程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)加以說(shuō)明，以期對(duì)同類(lèi)型機(jī)床在平面布置及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上提供一定的借鑒價(jià)值。

1 機(jī)床的平面布置

在地基圖上應(yīng)明確標(biāo)示機(jī)床與基礎(chǔ)安裝聯(lián)結(jié)面的輪廓尺寸、地腳螺栓孔的大小及相互位置、預(yù)埋零件、管道和在基礎(chǔ)內(nèi)應(yīng)開(kāi)設(shè)的槽、洞、孔等的位置及尺寸。

（1）基礎(chǔ)外形尺寸的確定

首先根據(jù)機(jī)床的外形尺寸（主要是底座上移動(dòng)部件的極限位置）來(lái)確定基礎(chǔ)的外形尺寸?；A(chǔ)平面尺寸不應(yīng)小于機(jī)床支承面積的外廓尺寸，為了便于機(jī)床的安裝、維修及操作安全，機(jī)床基礎(chǔ)每邊可比底座寬300～1 000mm，大型機(jī)床取值偏大（如地基下沉應(yīng)充分考慮工人對(duì)機(jī)床的安裝問(wèn)題）。此機(jī)床根據(jù)用戶(hù)要求整體地基下沉750mm，為了便于調(diào)整地腳墊鐵，機(jī)床側(cè)面距地基邊的距離為750mm，考慮操作站一般在右側(cè)，同時(shí)裝有縱向坦克鏈、樓梯等附件，為避免它們與基礎(chǔ)側(cè)面干涉，右邊距離比左邊要寬1 000mm。如果機(jī)床靠墻安裝時(shí)，大型機(jī)床與墻之間的距離不小于800～1 500mm；電柜放置在靠墻一側(cè)時(shí)，與墻的距離不小于600mm（如圖1所示），以便于對(duì)電柜內(nèi)的電氣元件的安裝及調(diào)試及以后的維修。

圖1 機(jī)床正面示意圖

地基是否下沉，以用戶(hù)廠家的實(shí)際情況為主，大型機(jī)床為了節(jié)省空間及便于工件的吊裝一般以地基下沉為主。

（2）外部電源線槽的布置

在做機(jī)床地基圖設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師還應(yīng)考慮機(jī)床外部電源的預(yù)埋位置及地線接口，預(yù)留電線槽，寬度以機(jī)床電纜的多少為主（這里取120×100mm）。一般預(yù)埋位置距機(jī)床底座移動(dòng)部件行程中心或略偏后一點(diǎn)。

如圖2所示，電柜一般靠近外部電源線端，這樣可以節(jié)約電纜線的材料成本。同時(shí)需在地基圖上標(biāo)明，機(jī)床電源采用三相交流供電，電壓為380±10%V，頻率為50±2%Hz。如電壓波動(dòng)大，應(yīng)使用交流穩(wěn)壓電源供電。相線及接地線用25mm2的多股銅導(dǎo)線。零線與地線必須分開(kāi)，用戶(hù)的設(shè)備專(zhuān)用地線的接地電阻應(yīng)燮3Ω。

圖2 地基平面示意圖

2 地基螺栓的設(shè)計(jì)

在機(jī)床地基圖上應(yīng)明確的標(biāo)識(shí)清楚預(yù)留地腳螺栓孔的形狀和尺寸及各孔之間的相互關(guān)聯(lián)尺寸。實(shí)際上在設(shè)計(jì)機(jī)床底座的時(shí)候，設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)機(jī)床重量、外形尺寸、工作條件、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性等因素來(lái)確定地腳螺栓的直徑、長(zhǎng)度、數(shù)量及間距問(wèn)題。

（1）地腳螺栓的確定

地腳螺栓的確定決定了調(diào)整墊鐵的數(shù)量和總面積也就決定了地腳螺栓的大小及數(shù)量。墊鐵總面積和墊鐵組數(shù)分別由公式確定：

式中，

A為墊鐵底面的總面積，cm2；

Q1為機(jī)床和最大工件的總重量，kgf；

Q2為地腳螺栓的總擰緊力，一般取地腳螺栓抗拉強(qiáng)度值，kgf；

R為混凝土設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度，kgf/cm2；

C為安全系數(shù)，一般取1.5～3;

Z為墊鐵的組數(shù)；

K為有效接觸系數(shù)，一般為0.65～0.85；

F為每一組墊鐵的底面積，cm2。

通過(guò)計(jì)算可得出調(diào)整墊鐵的數(shù)量也就是地腳螺栓的數(shù)量。因龍門(mén)移動(dòng)式加工中心的底座較長(zhǎng)，為了增強(qiáng)基礎(chǔ)對(duì)底座剛度，可適當(dāng)增加地腳螺栓和相應(yīng)墊鐵的數(shù)量，但并不是越多越好，為了調(diào)整時(shí)不相互影響，最小距離L可按下式計(jì)算：L≥3（F為一個(gè)墊鐵與基礎(chǔ)的接觸面積），一般地腳螺栓間距選為500～1 000mm。通過(guò)計(jì)算選擇，此機(jī)床地腳螺栓的大小為M30X700，間距為600mm。所以，根據(jù)螺栓的直徑通過(guò)手冊(cè)推薦表來(lái)確定基礎(chǔ)上預(yù)留地腳螺栓孔的形狀為錐孔200×200(如圖3所示)。地腳螺栓和支承盡可能是對(duì)稱(chēng)均勻分布的。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)機(jī)床底座時(shí)就應(yīng)充分考慮到后緒的機(jī)床安裝，它們是相相輔相成的，密不可分的?；炷粱A(chǔ)上預(yù)留地腳螺栓孔的孔邊至基礎(chǔ)邊距離不應(yīng)小于100mm，預(yù)留孔的深度h根據(jù)地腳螺栓的長(zhǎng)度來(lái)決定，一般h=L+100=800mm（地腳螺栓預(yù)留孔底處混凝土凈厚不應(yīng)小于100mm）。

圖3 地基截面示意圖

（2）基礎(chǔ)厚度的確定

機(jī)床安裝在單獨(dú)基礎(chǔ)上時(shí)，基礎(chǔ)的厚度可依據(jù)手冊(cè)內(nèi)推薦表格中的公式來(lái)確定,龍門(mén)銑床的基礎(chǔ)厚度=0.3+0.075L=0.3+0.075×14.4=1.11m(L為機(jī)床外形長(zhǎng)度，m)，此處可圓整為1.2m，因?yàn)闄C(jī)床基礎(chǔ)的長(zhǎng)度大于11m，而且機(jī)床的移動(dòng)部件的重量較大（大約70 T），為了保證整個(gè)機(jī)床基礎(chǔ)的整體剛性，按彈性地基梁、板計(jì)算后，可在整個(gè)機(jī)床基礎(chǔ)的下層面配置兩層準(zhǔn)12間距為200×200的鋼筋網(wǎng)，又因工作臺(tái)的地基面低于底座地基面，為了避免移動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)造成側(cè)面基礎(chǔ)局部開(kāi)裂或傾斜，需在斷面處側(cè)面增加一板準(zhǔn)12間距為200×200的鋼筋網(wǎng)，直接相連至基礎(chǔ)下面的鋼筋網(wǎng)，同時(shí)側(cè)面增加斜拉鋼筋網(wǎng)，增強(qiáng)整個(gè)機(jī)床基礎(chǔ)的剛度及穩(wěn)定性。

（3）機(jī)床附件的位置

與地基基礎(chǔ)相關(guān)的主要附件是指水箱、排屑器、附件銑頭庫(kù)、落地刀庫(kù)的擺放位置。常規(guī)需注意的是水箱、排屑器的位置，一般大型機(jī)床都配有，設(shè)計(jì)地基圖時(shí)還應(yīng)預(yù)留水箱的凹坑位置，位置的大小應(yīng)遠(yuǎn)大于水箱的實(shí)際外形尺寸（比實(shí)際寬200～500mm），以便于水箱的安裝，凹坑深度的位置以水箱安裝好后水箱上平面低于排屑器排水口的位置，便于水的循環(huán)回收。如地基下沉較深時(shí)，還要注意到排屑器的出鐵屑口是否高于地平面，鐵屑的回收方式是否要在地基上作輔助設(shè)計(jì)，具體情況據(jù)機(jī)床的具體布置而定。

（4）防振溝的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)完機(jī)床的主要基礎(chǔ)設(shè)計(jì)后，還應(yīng)考慮機(jī)床的防振措施，盡量減少外界的振動(dòng)源對(duì)它的影響，也避免它自身振動(dòng)引起其它機(jī)床加工精度的變化。防振溝一般設(shè)置在機(jī)床周?chē)粽駵系母粽裥ЧQ于溝的深度與表面波長(zhǎng)的比值，溝深H必須大于0.3 LR（LR指瑞利波長(zhǎng)，m）時(shí)，隔振溝方能起隔振作用，但隔振效率也并不是隨著溝深加大而增加的，當(dāng)隔振效率為80%時(shí)，則無(wú)論增加溝或溝的數(shù)目，甚至增加溝的寬度，隔振效果都不會(huì)明顯的增加。溝的寬度深度可根據(jù)機(jī)床的外形尺寸及重量進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，地基基礎(chǔ)澆灌后可在溝內(nèi)填入松散材料（如沙子），隔振溝還要防水、防潮、以及方便垃圾的清除，隔振溝的上面應(yīng)鋪蓋蓋板，蓋板還應(yīng)與地面以縫的形式脫開(kāi)，以避免振動(dòng)的傳遞。

通過(guò)以上分析計(jì)算，一臺(tái)機(jī)床的地基圖設(shè)計(jì)就基本定型了。地基圖上還應(yīng)備注一些技術(shù)說(shuō)明，首先是做基礎(chǔ)用的混凝土標(biāo)號(hào)（大于100號(hào)）及水泥標(biāo)號(hào)（大于400號(hào)）。當(dāng)基礎(chǔ)建立在不同地基土上時(shí)還應(yīng)做相應(yīng)的地基土承載力的計(jì)算，如遇特殊情況時(shí)需請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的地質(zhì)研究設(shè)計(jì)院進(jìn)行地基勘察處理,這里不作詳細(xì)的討論。一般情況，用作機(jī)床基礎(chǔ)防油也是非常重要的，可以通過(guò)改善混凝土的成分比例、摻入各種外加劑、采用新品種水泥和機(jī)床基礎(chǔ)的地基土容許承載力大于10 T/m2。再者，還可以通過(guò)混凝土隔離層、聚合物浸漬混凝土等施工工藝及表面涂層處理等。各用戶(hù)廠家可根據(jù)自己的實(shí)際情況采取合適的方式來(lái)進(jìn)行防油。當(dāng)然，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)就應(yīng)該做好防漏油的措施。最后還需強(qiáng)度在制作整個(gè)地基平面時(shí)要求同一水平面的基礎(chǔ)平面起伏不超過(guò)10mm，便于機(jī)床的調(diào)整。

3 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)床地基圖的設(shè)計(jì)與機(jī)床的總體設(shè)計(jì)是密不可分的，特別是與機(jī)床底座的設(shè)計(jì)相輔相成的；在決定機(jī)床底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，也決定了機(jī)床地基的主要設(shè)計(jì)，如地腳螺栓的布置，排屑器、水箱的放置，氣站的位置都相應(yīng)的決定了地基的布局。通過(guò)對(duì)機(jī)床地基圖設(shè)計(jì)的了解，使設(shè)計(jì)師在以后的機(jī)床設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)出更合理，更人性化的好機(jī)床。

[1]GB 50040-1996，動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Foundation Design ofGantry-Type Movable Machining Center

JIANG LI-rong，LIJun
(Guilin Machine Tool Co.，Ltd.，Guilin Guangxi541001，China)

Issues be noticed for the foundation design of large gantry-typemovablemachining center through examples such as accounting for the horizontal layout ofmachine foundation,big or small and distribute of the anchor hole,antivibration of the foundation etc.provides a valuable reference about the horizontal layout and foundation projects of the samemachine.

gantrymachine center；foundation drawing；machine foundation；foundation bolt；antivibration dith

TG542

B

1672-545X（2014）04-0127-03

2014-01-07

蔣麗蓉（1976—），女，廣西桂林人，工程師，主要從事大型數(shù)控龍門(mén)銑床設(shè)計(jì)；李 軍（1973—），男，廣西桂林人，工程師，主要從事普通龍門(mén)銑床設(shè)計(jì)。