Как установить токарный станок на бетонный пол

Подготовка фундамента для токарных станков

Токарный станок – оборудование требовательное к установке на фундамент. Для безопасности его использования для рабочего и минимизации поломок самого оборудования, особое внимание необходимо уделить подготовке фундамента.

Необычность фундамента под токарное оборудование заключается в том, что при его проектировании необходимо учесть подвод сжатого и подводку электропитания. Обязательны в системе болты заземления. Кроме самого станка на эту бетонную площадку, в зависимости модели, могут быть установлены:

• транспортёр, отводящий стружку от рабочего места;
• гидростанция с жёлобом подачи и отведения воды;
• электрошкаф.

Фундамент должен отвечать требованиям к установке станка, обозначенным в паспорте изделия. Существует несколько различных токарных установок, для каждой из них проект заливки разрабатывается индивидуально.

Необходимость крепления оборудования

Одним из основополагающих факторов для производства фундамента под станок является его назначение. Крепление станка к полу производится преимущественно в том случае, если предназначается он для изготовления деталей с точностью до микрон.

При условии, что оборудование мобильное и периодически перемещается, отдельный фундамент для него не требуется, для его установки необходим идеально ровный бетонный пол или подкладка из бетонной панели, толщиной около 15 см. Учитывая вес оборудования, вплоть до 30 тонн, о его устойчивости можно не беспокоиться.

Во избежание возникновения аварийных ситуаций в цеху, для токарного оборудования всё же необходим собственный фундамент с прокладкой трасс под коммуникационные составляющие, обеспечивающие его работоспособность. Металлические трубы под шланги для подачи воздуха, воды, и электричества с напряжением в 380 В, надёжно сохранят от деформации изолирующий слой и сами провода и шланги.

Высота площадки будет зависеть от диаметра труб и веса оборудования. Площадь фундамента рассчитывается под каждый элемент оборудования отдельно, отчего он может не иметь строгой четырёхугольной формы. Он может выглядеть созданным из отдельных элементов, составленных в единое целое. Несмотря на такую конструкцию, заливается он единой плитой, а не для каждого агрегата в отдельности.

Одним из требований к фундаменту для токарного станка или целого комплекса является выступ площадки из-под каждого узла со всех сторон одинаковой ширины.

Особенности заливки фундамента под токарный станок

На точность обработки на токарном станке оказывает вибрация. При малейшей погрешности в закладке фундамента токарного оборудования, вибрация рабочих частей может усиливаться, что приведёт к поломке сложного механизма.

Избежать подобного нежелательного эффекта поможет правильная проектирование и заливка фундамента. Начало работ должно начаться в конструкторском бюро, где будет составлен проект с указанием высоты, ширины, длины каждого элемента. Так же для большей прочности постамента необходимо равномерное распределение нагрузки, которое создаётся на 3 точки опор. Это отражается в проектно-строительной документации.

За пределы общей площади фундамента выносятся заглубляемые столбы, имеющие квадратное сечение, длина их сторон 50 см. Такие отметки осей применяются для создания платформ объёмом в 150 кубометров и больше.

Учитывая то, что устанавливается станок в цеху, где грунтовые воды, резкие перепады температур и вода не будут взаимодействовать с его фундаментом, достаточно использовать для заливки последнего марки цемента 110 — 140. Наполнителями для бетонов являются гравий, щебень и песок в определённой для каждой марки цемента пропорции.

Фундамент для токарных станков с ЧПУ

Фундамент, описание технологии подготовки фундамента для токарных станок с ЧПУ

Общие требования к фундаменту.
Фундамент служит основанием станка, обеспечивающим максимальное использование его возможностей по производительности и точности в течении длительного срока, исключающим влияние станка на работу соседнего оборудования. Для этого необходимо чтобы фундамент при удобном размещении и прочном закреплении станка отвечал требованиям обеспечения уровня колебаний, передаваемых от станка. Жесткость закрепления станка на фундаменте оказывает существенное влияние на точность станка при резании. Основное требование, предъявляемое к установке на фундамент высокоточного станка, является обеспечение надежной защиты от колебаний по полу на фундамент, то есть устройство виброизоляции.
Фундамент для станка должен быть изготовлен в соответствии со строй заданием на фундамент, указанном в документации на станок.
Крепёжные детали (анкерные болты) для установки станка на фундамент поставляются со станком или должны быть изготовлены покупателем станка согласно прилагаемой документации.

Технические условия на изготовление фундамента.

Для станков нормальной точности:
Несущая способность грунта 5кг/м2. При необходимости фундамент нагрузить дополнительной нагрузкой (бетонными блоками, блюмсами и т.п.), превышающей массу станка в 3-4 раза и ежедневно до окончания усадки проверять нивелиром высотные отметки по реперу, не связанному с фундаментом.

Для станков повышенной точности:
Фундамент должен выполняться со свободными боковыми гранями и применяться тяжелый бетон проектных марок по прочности на сжатие 150-200 кг/см2. Для заливки фундамента применять бетонную смесь с объёмным соотношением цемент-песок- щебень 1:1:3 (марка бетона не ниже М250).
Глубина фундамента Н > 0,6 √F, где F — площадь фундамента.
Фундамент армируется единой решёткой по длине, ширине и высоте с величиной ячейки 200 мм. Диаметр арматуры зависит от величины фундамента и может быть от 12 мм до 20 мм.

Прочность бетона фундамента.
Монтаж станка может быть допущен при достижении бетоном прочности на сжатие не ниже 50% проектной (примерно соответствует семидневному бетону). К моменту пуска станка прочность бетона должна быть не ниже 70% проектной (примерно соответствует 15 дневному бетону). Срок полного твердения бетона – 28 дней.
Качество бетона контролируют по прочности контрольных кубиков 200х200х200 мм.
Прочность бетона в готовом фундаменте может быть грубо оценена по звуку и ударам.

Допустимые отклонения от стройзадания.

Стройзадание является проектным заданием для разработки фундамента и определяет конструкцию только верхней части. Верхняя часть, поверхность для установки станка должна быть ровной, «гладкой», без уклонов и выпуклостей.
Допустимые отклонения:
— установочных поверхностей на фундаменте, возведенных до проектной отметки:
По плоскости в любом направлении +-0,2/500 мм
По высоте -5 мм
По уклону 1/1000 мм
Строители обычно творчески относятся к изготовлению фундамента, требования на чертежах не читают — а делают по сантиметровым строительным допускам.
Внимание. Станок, установленный на полу при отсутствии фундамента без выверки по уровню и без крепления к полу, через короткое время теряет свою точность, изнашиваются направляющие и в результате станок требует ремонта.
Подготовительные работы с опорами.
Подготовка клиновых башмаков заключается в снятии консервационной смазки, краски и грязи с рабочих поверхностей, особенно обратить внимание на наклонные и прилегающие к станине.
Смазка наклонных поверхностей консистентной смазкой. Установка клиновых башмаков в крайнее нижнее положение.
Монтаж станка.
Очистить нижнюю поверхность станины станка от консервации и грязи, особенно места прилегания клиновых башмаков.
Установить станину станка на четыре вспомогательные опоры, расположенные по углам станины между анкерными колодцами фундамента, согласно документации так, чтобы отверстия в станине совпадали с центрами анкерных болтов в анкерных колодцах фундамента. Высота вспомогательных опор должна быть на 5 мм меньше высоты клиновых башмаков в нижнем положении.
Собрать всю структуру станка (стойка, стол, шпиндельная бабка, магазин инструментов, телескопическая защита) и часть кабинета, которая не будет мешать заливке бетоном анкерных колодцев.

Установка и выверка станка.
Установить стол станка по центру перемещений. Используя станочный уровень, установленный в центре стола в двух взаимно перпендикулярных положениях, выставить станок на четырёх вспомогательных опорах с точностью 0,1/1000 мм с помощью домкрата и стальных прокладок толщиной 0,5 – 1 мм.
Используя анкерные болты с приваренными шайбами для поддержки клиновых башмаков, привернуть все клиновые башмаки к станине станка (см. чертёж). Площадь в плане анкерного колодца должна быть больше площади клинового башмака. Клиновые башмаки должны быть в нижнем положении. Залить анкерные колодцы водой для пропитки фундамента вокруг колодцев. Выдержать с водой 8 часов.
Заполнить анкерные колодцы малоусадочным бетоном марки не ниже М300. Уплотнить вибратором и подлить вручную бетон под клиновые башмаки так, чтобы он стоял на щебне бетона и был залит по всей нижней поверхности башмака.
Выдержать залитый в анкерные колодцы бетон 4 дня постоянно влажным для лучшего затвердевания.
Ослабить крепёжные гайки на анкерных болтах. Поднять станок с помощью клиновых башмаков, чтобы убрать вспомогательные опоры.
После 7 дней выдержки бетона, залитого в анкерные колодцы, можно выставить станину станка в горизонтальной плоскости в соответствии с сертификатом качества на данный станок с помощью домкрата, клиновых башмаков и станочного уровня 0,02/1000 мм.
Верх фундамента между клиновыми башмаками заровнять цементным раствором и «зажелезнить». Окончательно затвердевший и выдержанный фундамент покрасить маслостойкой краской для предохранения от разрушающего действия масла и СОЖ.
Произвести затяжку гаек на анкерных болтах динамометрическим ключом с моментом, указанном в таблице. При этом, следить за тем, чтобы уровень не изменял показаний при равномерном затягивании гаек.

Фундаменты для фрезерных станков, обрабатывающих центров, расточных и шлифовальных станков могут сильно отличаться по конфигурации и требованиям, будут рассмотрены в дальнейших статьях

Подготовка полов под установку станка для обработки металла

Промежуточным этапом процесса запуска любого станка в эксплуатацию является его правильный монтаж. Исходя из массы оборудования, его устанавливают непосредственно на пол либо на возведенное отдельно основание. Место расположения для него подбирается на предприятиях по плану, а в домашних условиях – произвольно, там, где удобно. Подготовка пола под станок – это важный момент, от которого будет зависеть устойчивость агрегата при работе. Основа должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать динамические и статические нагрузки от оборудования. При необходимости проводят ее укрепление.

Определяющие способ установки станка факторы

Правильный монтаж станков определяет качественные показатели их работы. При этом следует определиться с подходящим фундаментом.

Укрепление пола под установку станка

Фундаменты под станочное оборудование делятся на две группы:

• первую (I) составляют основания, являющиеся только опорой (обычный пол);
• ко второй (II) относятся отдельные фундаменты, жестко связанные со станком.

Любое основание предназначено для распределения нагрузки от станка, определяющейся его массой и силами, возникающими при его работе. Фундамент должен обеспечивать надежное, устойчивое положение оборудованию.

Выбор способа установки оборудования (на отдельное основание либо непосредственно на существующий пол) определяется следующими факторами:

• весом станка (статической нагрузкой);
• необходимой точностью обработки деталей;
• величиной динамических нагрузок;
• рабочим режимом оборудования;
• несущими характеристиками перекрытия либо пола, а также свойствами располагающегося под ним грунта;
• жесткостью станины любого станка.

В таблице далее представлено станочное оборудование, разбитое по разным критериям, с привязкой к фундаментной группе.

Независимо от того, будет станок устанавливаться на пол или специальный фундамент, должны быть обеспечены при монтаже его вертикальность и горизонтальность.

Если по одному критерию (например, нагрузке, рабочему режиму) оборудование не соответствует первой группе фундаментов, то ставить его следует на отдельное основание.

Подготовка пола к монтажу станка

От правильности монтажа станочных линий или отдельных агрегатов зависит, кроме качества работы, также их долговечность и срок службы опорной конструкции под ними. При установке в любом случае нужно руководствоваться паспортом изделия, а особенно монтажными чертежами.

Если планируется расположить в цеху либо мастерской несколько единиц станков, то между ними следует оставлять проходы, размеры которых регламентированы правилами охраны труда (техники безопасности).

Пол служит только основанием под станок. В цехах предприятий и в домашних мастерских он в основном цементный. Другие материалы применяются гораздо реже. Встречается также бетонный пол с деревянным настилом. Устанавливать станки на доски не рекомендуется, потому что они способны достаточно быстро деформироваться под нагрузкой (если агрегат весит более 200 кг). При этом выверенное положение оборудования нарушается, вызывая сопутствующие неудобства.

Бетонный пол под монтаж станков должен быть определенной толщины, соответствующей величине будущей нагрузки. Если его высота не соответствует, то делают армированную стяжку или отдельный фундамент. Также заливают пол бетоном при сильных колебаниях его уровня, чтобы максимально хорошо выровнять поверхность.

Можно также подготовить (залить раствором, предварительно сделав выемку нужных размеров) не всю основу, а только отдельное место. Получится подобие фундамента.

Для наиболее рационального пользования имеющейся площадью мастерской или цеха, а также с целью повысить удобство рабочего процесса, производят установочную разметку на полу. Это особенно актуально при размещении нескольких единиц оборудования, которое монтируют поперечными или продольными рядами.

Разметка должна быть выполнена так, чтобы обеспечить технологические требования к процессу обслуживания, а также правила техники безопасности. Часто габаритные агрегаты ставят посередине помещения, чтобы было можно без проблем использовать грузоподъемную технику при необходимости. Небольшие аппараты, например, фрезерные станки, устанавливают обычно вдоль стен (поперек к ним).

Для правильного монтажа отмечают оси, отдельно стоящих агрегатов, либо линии, определяющие расположение рядов.

На практике часто встречается, когда подготовку основы ведут так:

• отмечают размещение болтов крепления;
• бурят отверстия;
• устанавливают анкера;
• бетонируют их;
• когда бетон затвердеет в нужной степени, тогда монтируют механизмы.

Такой способ позволяет относительно легко выставить станки, надежно закрепив их к основе. Для большей устойчивости при работе и лучшего соединения с полом, станочное основание заливают бетоном.

В небольших мастерских часто под станки (легкие или средние по весу) подкладывают резину (из транспортерной ленты) на цементный пол.

Монтируют оборудование как на полы, располагающиеся непосредственно на грунте, так и на междуэтажные перекрытия. Главное, чтобы оно соответствовало требованиям, предъявляемым по динамической и статической нагрузке.

Если основанием служат междуэтажные перекрытия, то необходимо проводить дополнительные расчеты, подтверждающие достаточную их прочность.

В следующем видеоролике показывается, как станок ставить на пол.

Подготовку полов под монтаж шлифовальных станков, либо другого их типа, выполняют с учетом рекомендаций, изложенных производителями в эксплуатационной инструкции к устанавливаемой модели. Такое размещение относится к фундаментам первой группы.

Отличным вариантом основания является железобетонный пол, потому что в большинстве случаев он имеет большую прочность и не требует какой-либо предварительной подготовки. Оборудование при этом просто ставят на его поверхность, выставляя по уровню. В других случаях требуется в той или иной степени выполнять усиление основы.

Фундамент станков

Фундамент станков

Фундаменты станков значительно отличаются фундаментов промышленных и жилых помещений. Суть фундаментов для станков — повысить жёсткость системы фундамент+станок для повышения точности обработки, снижения вибраций и гашения динамических нагрузок.

Что внизу?

Так же фундамент станков может предполагать наличие полостей для размещения оборудования, баков, магистралей, регулировки труднодоступных узлов. Иногда предусмотрено расположение ниже уровня пола нижней части станины станка, чтобы рабочие элементы находились на удобной для оператора высоте.

Агрессивная среда

Условия, в которых эксплуатируется фундамент станков, крайне сложные. Кроме вибраций и динамических нагрузок фундамент подвергается воздействию агрессивных веществ. Это смазки, масло, СОЖ (Смазывающая охлаждающая жидкость) и прочие субстанции, способные разрушить фундамент.

Фундамент или виброопора?

Нередко, и этим грешат отечественные предприятия, станки относительно небольших размеров устанавливаются на так называемые виброопоры. Это перевёрнутый металлический «гриб» с резиновой подкладкой. И действительно, производителями отечественных станков во времена СССР разрешалась такая установка. При низких требованиях к качеству готовых изделий, на возможность повышения точности с помощью установки на жёсткий фундамент, просто не обращали внимания. К тому же, если станок не прикручен к полу, его можно легко переставить в другое место при перепланировке цеха.

Почему виброопора — плохой вариант

Фундамент станков представляет из себя, как правило, 1-2 и более метров бетона, в котором закрепляются анкерные болты. Станок выставляется по уровню, а затем жёстко прикручивается к фундаменту. При этом момент затяжки каждой опоры влияет на общую геометрию станка. Поэтому установка станка требует очень высокой квалификации специалиста — пусконаладчика, который понимает как ведёт себя станок при затяжке или ослаблении той или иной точки крепления. При правильной установке станок получает идеальную геометрию, и жесткость фундамента увеличивает жесткость станка. В результате повышается точность обработки и минимизируется износ направляющих станка. В случае использования виброопор станина станка «гуляет» под нагрузкой, что негативно сказывается как на качестве изготовленной детали, так и на ресурсе самого станка.

Станки повышенной точности

Станки повышенной точности и крупногабаритные станки особенно требовательны к соответствию фундамента чертежу из паспорта станка, а так же правильной его установке. Иностранные производители современных станков требуют обязательного изготовления специального фундамента с установкой на анкерные болты. Получить высокую точность обработки без качественного фундамента просто невозможно! В случае применения виброопор, производители даже вправе отказать в гарантии на станок.

Особенности фундаментов станков

• Большая масса. Чем больше вес, тем лучше гасятся вибрации станка.
• Повышенная прочность. Чем выше стойкость динамическим и статическим нагрузкам, тем больше срок эксплуатации и фундамента, и станка.
• Устойчивость к агрессивным средам. Чем выше сопротивление вредным воздействиям хотя бы верхних слоев фундамента, тем дольше срок службы фундамента.
• Минимальные допуски по габаритам и точности исполнения фундамента. С высокой точностью должны быть расположены анкерные болты для закрепления станка, а линейные размеры фундамента должны иметь минимальные отклонения.
• Не допускается уклон поверхности фундамента. Иначе нагрузка на фундамент станков распределятся неравномерно. Это уменьшит срок службы и фундамента, и станка.

Виды 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.
• Рамный фундамент. 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.

Материалы фундамента

• Железобетон (заливка в опалубку)
• Железобетонные блоки (сборки с перевязкой)
• Металл (сборка свайной конструкции с рамным ростверком)
• Железобетон и металл (бетонные сваи, блоки и металлический ростверк)

Подвальные и бесподвальные фундаменты станков

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

Требования к расположению фундамента

Фундамент станков не должен соприкасаться со стенками, колоннами или внутренними перегородками здания. Минимальное расстояние от фундамента пресса до фундамента цеха равно 100 сантиметрам. Иначе вибрация перейдет на основание несущих стен, колонн или перегородок. Следует определить положение анкерных фундаментных болтов, фиксирующих станину станка. При этом нужно учитывать, что минимальное расстояние от края фундамента до оси болта должно быть не меньше 20 сантиметров. То есть, фундамент должен выступать за края станины, как минимум на 20-30 сантиметров.

Глубина фундамента

Определив расположение фундамента станков, приступают к земляным работам (рытью котлована). 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.

Устройство фундамента станков

На дно котлована насыпают 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. Затем во внутреннюю полость основания вводят армирующий каркас (в основаниях для небольших станков можно обойтись без каркаса), а дно опалубки укрывают слоем гидроизоляции. 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. Причем каждый слой тщательно утрамбовывается. Заливка и трамбовка каждого слоя должна завершиться до схватывания раствора (35-40 минут от момента введения бетона в опалубку).

Анкерные фундаментные болты

На последнем этапе заливки в верхний слой вводят фундаментные болты с коническими или загнутыми торцами.

Срок застывания фундамента станков

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

Химический анкер

Широкое распространение в последнее время получили так называемые химические анкеры. В готовом фундаменте достаточной глубины сверлятся колодцы в местах расположения крепления станка. В эти колодцы вставляются анкерные болты и заливаются специальным клеевым составом. После полимеризации клея обеспечивается прочная связь анкера и бетона.

Преимущества химических анкеров

• Не возникают растягивающие напряжения в бетоне при установке анкера;
• Отверстие под анкер после установки герметично закрыто;
• Простота установки (не требуется большого опыта, ручная установка);
• Анкер имеет высокую прочность;
• Выдерживает высокие растягивающие напряжения (большая несущая способность);
• Клеящий состав химически-, коррозионно- и атмосферостойкий материал;
• Высокая долговечность, свыше 50 лет.

Цена фундамента станков

Если станок достаточно большой и тяжёлый, цена строительных работ будет довольно значительной. К строительству фундамента станка лучше всего приступать сразу после заключения контракта на поставку станка, запросив чёртёж фундамента у производителя. В этом случае, как правило, есть 4-8 месяцев на выбор опытного производителя работ, согласование сметы и контракта на изготовление фундамента. Важно не откладывать начало работ на момент изготовления станка. Иначе придётся отложить начало установки, пуско-наладки и запуска в эксплуатацию на срок согласования, изготовления и застывания фундамента. В итоге это может обернуться простоем дорогостоящего оборудования.