УСТАНОВКА СТАНКОВ НА ФУНДАМЕНТАХ ПЕРВОЙ ГРУППЫ

 

Рис. 8. Крепление анкерным болтом

Как указывалось, такие фундаменты служат лишь основанием для станков. Их роль обычно выполняют цементный пол цеха или бетонное основание, на котором настлана деревянная шашка. Установку станка прямо, на шашку рекомендовать нельзя, так как станок трудно выверить, выверка быстро нарушается, станок стоит неустойчиво, перекашивается и деформируется. Ничем не оправдано длительное нарушение этого положения на ряде заводов, где многие станки ставят непосредственно на торцевую шашку, подбивая их при этом деревянными клиньями. Клинья часто расщепляются и раздавливаются станком. Установка еще быстрее нарушается при попадании на пол эмульсии, что в какой-то мере всегда имеет место в производственных условиях.

При многоэтажных зданиях установку станков производят и на междуэтажных перекрытиях, что, конечно, менее желательно и требует дополнительных расчетов [4].

К фундаментам первой группы также относятся отдельные жесткие плиты, на которых станок можно быстро выверить и которые уменьшают удельное давление на грунт. Минимальная глубина заложения основания таких плит, достигающих размеров 4х4 м², определяется глубиной растительного слоя почвы. Относительно небольшой вес позволяет изготовлять их передвижными. При всех перемещениях станка, возникающих при перепланировке цеха, вместе с ним передвигают и плиту. Работы от этого значительно ускоряются и удешевляются.

При проектировании всех фундаментов для станков, аналогично практике строительного проектирования вообще, сначала из конструктивных соображений намечают приемлемые размеры фундамента, а затем производят их проверочный расчет. Расчет фундаментной плиты складывается из нескольких этапов.

Первый этап. Намечают контур и размеры плиты в плане, исходя из формы и размеров подошвы станка. При этом контур максимально упрощают. Кроме того, плиту надо проектировать так, чтобы вес станка с плитой по возможности распределялся на грунт равномерно, т. е. чтобы равнодействующая сил тяжести была приложена центрально.

Указанные положения первого этапа справедливы не только для жестких плит (фундаменты первой группы), но и для фундаментов второй группы.

Рис. 9. Схема действия расчетных усилий на плиту – фундамент первой группы.

Второй этап. Рассчитывают высоту (толщину) плиты при этом условно исходят из следующих двух соображений:

1) фундаментную плиту рассматривают как жесткую балку; конечной длины на упругом основании;

2) нагрузку на плиту принимают приложенной по середине ее длины (рис. 9).

 

 

Такое положение может создаться при опускании станка краном и кратковременной постановке его ребром на плиту.

Напряжение изгиба в среднем поперечном сечении плиты при условии отсутствия трещин

, т/м²,

где М =0,15 qBL – изгибающий момент, тм;

– момент сопротивления площади поперечного сечения, м³;

– нагрузка на единицу ширины плиты в т/м;

G _ст – вес станка, т;

L, B, h – соответственно длина, ширина и высота плиты, м;

R _z – допустимое напряжение изгиба для материала плиты в т/м².

После подстановки окончательно получаем

, кг/см².

Отсюда определяют значение h.

Принимая R _z=24 т/м² для кирпичной кладки R _z=18 т/м² для бутовой кладки и учитывая некоторые производственные и конструктивные соображения, рекомендуется толщину плит принимать не меньше указанной в табл. 3.

Таблица 3

 

Наименование материала фундамента	h, см
Бетон и железобетон
Бутон–бетон
Армированная кирпичная кладка
Кирпичная кладка
Бутовая кладка

 

Третий этап. Производят проверочный расчет удельного давления на грунт

, кг/см²

где G – суммарный вес станка, плиты-фундамента и наиболее тяжелого обрабатываемого изделия, кГс;

F _Ф – площадь соприкосновения фундамента с грунтом, см²;

R _d – допускаемое давление на грунт, кг/см²;

Значение R _d для некоторых грунтов даны в табл. 4. При нецентральном приложении нагрузки на фундамент давление на грунт местами оказывается намного больше среднего расчетного, в результате чего возможны осадка грунта, перекосы фундамента, появление в нем трещин, деформация станка и т.п.

 

Таблица 4

Вид грунта	Грунты сухие или естественной влажности	Грунты очень влажные и мокрые	Мощность слоя ниже фундамента, м
Угол естественного откоса j0	R d, кг/см2	Угол естественного откоса j0	R d, кг/см2
Растительная земля, чернозем		1,0		0,5	–
Глинистый грунт, суглинок средней плотности		2,5		2,0
Плотно слежавшаяся глина и суглинок		3,0		2,8
Песок среднекрупный разрыхленный		2,0		1,5
Песок среднекрупный плотно 5,0слежавшийся		2,5		2,0
Галька среднекрупная плотнослежавшаяся		5,0		4,0
Песчаники, известняки средней твердости	–	12–13	–	12–13	3–4
Примечание. Углом естественного откоса называется угол, образуемый с горизонтальной линией свободной боковой поверхностью насыпи из земли или других сыпучих материалов в состоянии равновесия.

 

Если избежать нецентральности приложения нагрузки почему–либо нельзя, то, зная ориентировочно величину смещения, нужно определить наибольшее удельное давление, могущее возникнуть под фундаментом. Расчет производят по формулам сопротивления материалов для крайних точек А Б опоры А Б

 

.

 

где е – величина смещения точки приложения силы от центра фундаментной плиты; остальные обозначения одинаковы с предыдущими.

Наибольшее из найденных значений должно быть меньше допустимого удельного давления.

На рис. 10, а,б,е даны эпюры распределения давлений под опорой для нескольких характерных случаев эксцентричного приложения нагрузки.

Практически при любых вынужденных условиях установки станков эксцентричность не должна выходить из пределов:

.

 

Четвертый этап. Производят проверку фундамента на смятие под установочными элементами (клиньями, башмаками) по формуле

, кг/см²

где – статически действующая нагрузка на одну подкладку, кг;

– вес станка с наиболее тяжелой деталью, а для станков с динамической нагрузкой – с учетом последней, кг;

n – число подкладок по периметру основания станка;

F – площадь основания подкладки, см²;

R_аоп – допустимое напряжение на смятие, которое для всех фундаментов можно принимать равным 8–10 кг/см². Если вес станка распределяется на подкладки неравномерно, то проверяют наиболее нагруженную подкладку. Например, у токарных станков приблизительно 70% веса приходится на переднюю стойку и около 30% на заднюю. В месте наибольшей нагрузки следует или чаще ставить подкладки, или применять подкладки с большей площадью основания. При расчете динамические нагрузки условно можно привести к эквивалентным статическим нагрузкам:

1) при возвратно-поступательном движении эквивалентную статическую нагрузку следует принимать равной пятикратному значению силы инерции и полагать ее приложенной в сторону действия фактической силы инерции;

2) при вращательном движении, когда динамическая нагрузка вызывается центробежными силами неуравновешенных вращающихся масс, эквивалентную статическую нагрузку следует принимать равной 20-кратному весу обрабатываемой детали и полагать ее приложенной дополнительно к весу детали

При установке станков на фундаментах первой группы роль собственно фундамента фактически выполняет станина. Она воспринимает все нагрузки и обеспечивает нормальную работу станка. Когда станина полностью обеспечить этого не может, прибегают к частичному закреплению станка на фундаменте первой группы путем подливки цементного раствора. Никакого иного дополнительного крепления при этом не производят. Особенно широко крепление одной подливкой применяют для станков, установленных на междуэтажных перекрытиях.

Подливка цементного раствора позволяет распределить вес станка на большую площадь, зафиксировать положение, приданное ему установочными элементами при выверке, и предохраняет станок от боковых сдвигов. Для осуществления подливки вокруг опорной части станка делают деревянную опалубку. Пространство, образованное опалубкой, заполняют цементным раствором с расчетом подлить его под всю подошву станка и образовать вокруг основания станины бурт высотой 10—20 мм. Производят подливку цементным раствором 1: 3 (соотношение по весу цемента и песка).