Фундамент для кривошипный пресс

СНиП 2.02.05-87 ФУНДАМЕНТЫ МАШИН С ДИНАМИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИ — 10. Фундаменты прессов

Содержание материала

10. ФУНДАМЕНТЫ ПРЕССОВ

10.1. Требования настоящего раздела распространяются на проекти­рование фундаментов винтовых, кривошипных и гидравлических прессов.

10.2. В состав исходных данных для проектирования фундаментов прессов, кроме материалов, указанных в п.1.1, должны входить:

габаритные чертежи пресса с указанием вида выполняемых им технологических операций (штамповка, ковка, вырубка);

масса поступательно движущихся рабочих частей пресса; момент инерции вращающихся рабочих масс винтового пресса относительно оси винта; главные моменты инерции пресса;

скорости поступательного и вращательного движения рабочих частей пресса в момент соприкосновения ползуна с упаковкой; полная дефор­мация поковки в прессе штамповки или ковки, определяемая из графика рабочих нагрузок типовой поковки.

10.3. Фундаменты прессов следует проектировать, как правило, в виде жестких плит или монолитных блоков.

10.4. Фундаменты винтовых прессов, предназначенных для штамповки или ковки, следует рассчитывать с учетом импульса вертикальной силы и крутящегося момента относительно вертикальной оси следующим образом:

а) амплитуду вертикальных колебаний а_z, м, фундамента следует определять по формуле (1) обязательного приложения 2, в которой значение коэффициента восстановления скорости удара Î следует принимать: при холодной штамповке и ковке Î = 0,5, при горячей штамповке и ковке Î = 0,25, а значение импульса вертикальной силы J_z, кН×с(тс×с), определяется по формуле

где т_о — масса поступательно движущихся рабочих частей пресса, т (тс×с 2 /м);

v — скорость поступательного движения рабочих частей пресса в момент удара, м/с;

б) амплитуды горизонтальных колебаний a_h, y, м, фундамента следует определять по формулам (6) и (7) обязательного приложения 2; при этом значение Î то же, что в п.10.4а, а импульс момента J_y принимается равным

где q_оz — момент инерции вращающихся рабочих масс пресса, т×м 2 (тс м×с 2 ), относительно оси винта;

w — угловая частота вращения винта в момент удара, с -1 , принимае­мая по заданию на проектирование.

10.5. Амплитуды вертикальных a_v, м, и горизонтальных a_h,j, м, колебаний фундаментов кривошипных прессов при операциях штам­повки следует определять по формулам (2)-(5) обязательного приложения 2, в которых значение коэффициента Î = 0; импульс вертикальной силы J_z определяется экспериментальным путем; при отсутствии опытных данных допускается импульс вертикальной силы определять по формуле (59), умножая его значение на коэффициент h, который учитывает влияние жесткости поковки и наличие люфтов в кинематических парах криво­шипно-шатунного механизма; при 10 4 кН(10 3 тс) £ F_пот 4 кН(6,3×10 3 тс) допускается принимать h = F_пот/6,3×10 4 (h = F_пот/6,3×10 3 ), а при F_пот > 6,3×10 4 (6,3×10 3 тс) коэффициент h следует принимать равным 1; импульс момента J_j принимается равным импульсу крутящего момента от замедления вращения рабочих частей пресса, возникающего при выполнении штамповки, и определяется экспериментальным путем; при отсутствии опытных данных значение J_j, кН×м×с(тс×м×с), допускается определять по формуле

(61)

где F_пот — номинальное усилие пресса, кН(тс);

d — полная деформация поковки в процессе штамповки, м, опреде­ляемая из типового графика рабочих нагрузок для рассмат­риваемой модели пресса (рабочий ход ползуна);

w_о — угловая частота вращения кривошипа, с -1 , принимаемая по зада­нию на проектирование.

При операциях вырубки амплитуду вертикальных колебаний фунда­мента a_z, м, следует определять по формуле (1) обязательного прило­жения 2, в которой коэффициент Î = 0, а значение импульса J_z следует определять экспериментальным путем; при отсутствии опытных данных допускается значение импульса J_z определять по формуле

(62)

где F | _пот — номинальное усилие пресса, кН(тс), при операции вырубки;

w₁ — угловая частота свободных колебаний станины, с -1 , определяе­ мая по формуле

(63)

где К_т — коэффициент вертикальной жесткости станины, кН/м (тс/м), принимаемый по заданию на проектирование;

m_t — масса верхней части пресса, расположенной выше середины высоты станины, т(тс×с 2 /м).

10.6. Фундаменты гидравлических прессов, предназначенных для штамповки или ковки, следует рассчитывать на действие импульса вертикальной силы. При этом амплитуду вертикальных колебаний фундамента a_z cледует определять по формуле (1) обязательного прило­жения 2, принимая в ней коэффициент Î = 0, а значение импульса J_z — по формуле (59), в которой v — максимальная скорость опускания подвижной траверсы, м/с.

Источник

§ 25. Фундаменты под прессы и молоты

Фундаменты под прессы или молоты должны обеспечивать их нор­мальную эксплуатацию без создания каких-либо помех выполнению функций цеха или находящихся поблизости других объектов. Для удо­влетворения этих условий необходимо, чтобы конструкции фундаментов, обеспечивая удобное размещение, и надежное крепление машин, отвеча­ли требованиям прочности и устойчивости, отсутствия чрезмерных оса­док и деформаций, отсутствия сильных вибраций и деформаций, вредно влияющих на соседние объекты.

Помимо этого, конструкция фундамента должна быть экономична. Фундаменты под молоты или, прессы имеют обычно такие размеры, при которых фактическое давление, передаваемое фундаментом на основа­ние, не превышает 0,02. 0,07 МН/м2 при фундаментах рамного типа. Таким образом, почти всякий грунт может служить надежным основа­нием под фундаменты машин. Благодаря компактности фундаментов, имеющих сравнительно небольшие размеры и простую форму в плане,, возможность неравномерных осадок основания практически сводится к нулю. В связи с условиями размещения машин получается та­кая высота фундамента, при которой он, будучи, армированным, свободно выдерживает нагрузки, передаваемые на него частями машин.

Соблюдение требований, относящихся к недопущению сильных вибраций фундаментов машин, а также соседних с ним зданий и сооруже­ний, представляет более сложную задачу.

Учитывая сказанное, фундаменты делают таких размеров и массой, при которой амплитуды колебаний не превосходят некоторых опреде­ленных величин, устанавливаемых на основании имеющегося опыта эксплуатации кузнечно-прессовых машин. Когда же возникает опасение, что работа машины может вредно отразиться на соседних объектах, ис пользуют фундаменты специальных, конструкций, снабженных аморти­заторами.

По назначению фундаменты делятся на следующие группы: фунда­менты под прессы, предназначенные для листовой штамповки; фунда­менты под молоты и прессы, предназначенные для ковки и горячей штамповки; фундаменты под оборудование для холодной высадки. Для вертикальных прессов холодной объемной штамповки используют фун­даменты, аналогичные индивидуальным фундаментам под листоштам­повочные прессы: Для горизонтальных многопозиционных прессов-авто­матов холодной объемной штамповки применяют такие же фундамен­ты, как и под холодновысадочные автоматы.

§ 26. Фундаменты под кривошипные прессы листовой штамповки

Фундаменты под кривошипные листоштамповочные прессы разделя­ются на: индивидуальные и групповые (схема IV.1). Индивидуальные фундаменты могут быть углубленными и наземными (плита, железобетонная подстилка). Групповые фундаменты делятся на рамные и лен­точные.

Рамные фундаменты применяют для установки кривошипных прессов, предназначенных для штамповки крупных и средних листовых деталей при массовом и крупносерийном, а иногда и серийном произ­водствах.

Рамный фундамент пред­ставляет собой жесткую ра­му, состоящую из продоль­ных железобетонных стен или опорных стоек, соединенных между собой в про­дольном и поперечном на­правлениях металлическими балками, или ряд порталь­ных металлических рам, свя­занных сверху в продольном направлении металлически­ми балками.

В условиях действующих цехов рамные фундаменты позволяют производить .в штамповочной линии раз-движение прессов, их пово­рот на 90°, замену прессов, установку дополнительных прессов и уменьшение коли­чества прессов в линии. Это производят в тех случаях, когда меняется модель из­делия, выпускаемая заводом, вследствие чего отдельные детали требуют другой ор­ганизации производства или когда в штамповочной ли­нии выходит из строя тот или иной пресс в результате серьезных поломок, устране­ние которых требует длительного времени. В таких случаях пресс, вышедший из строя, может быть заменен другим прессом. Вследствие этого рамные фундаменты имеют преимущество перед индивидуальными фунда­ментами, хотя сооружение их обходится дороже инди­видуальных фундаментов.

Рамные фундаменты де­лятся на две основные груп­пы: траншейные и этажные. Траншейные фундаменты, в свою очередь, по конструк­ции подразделяются на три вида: стеновые, колонные (стоечные) и комбинирован­ные. Этажные фундаменты подразделяются также на два вида: фундаменты в зда­нии с подвальным этажом и фундаменты в двухэтаж­ном здании, в котором ниж­ний (наземный) этаж слу­жит фундаментом для прессов.

Этажные фундаменты в здании с подвальным, или наземным, фундаментным этажом имеют конструктивные разновидности: фундаменты стационарные, состоящие из жестко соединенных между собой железо­бетонных стоек (колонн) или, гораздо реже, металлических конструк­ций; фундаменты переставные, состоящие из портальных металлических опор, выполненных в виде портальных рам (арок). Портальные метал­лические рамы можно пере­двигать в продольном направ­лении, изменяя расстояние между ними в зависимости от габаритов пресса и необходи­мых промежутков между прес­сами.

Траншейные фунда­менты применяют в тех слу­чаях, когда в цехе требуется установить одну, две или три штамповочные линии, располо­женные в одном пролете па­раллельно друг другу. При большем количестве штампо­вочных Линий, которые долж­ны быть размещены в несколь­ких пролетах, целесообразно строить фундаменты этажного типа.

. На траншейные фундамен­ты устанавливают штамповоч­ные линии, состоящие из кри­вошипных прессов с верхним приводом (преимущественно двух- и четырехкривошипные) при крупносерийном и серий­ном, производствах крупных и средних листовых деталей.

Траншейные стено­вые фундаменты состоят из двух сплошных стей, имею­щих в верхней части консоль­ные выступы, на которых укла­дываются промежуточные го­ризонтальные рамы. В основа­нии траншейные фундаменты имеют плиту, которая связыва­ет стены. Расположенные в од­ном пролете два или три тран­шейных фундамента в основа­нии связываются общей бетон­ной плитой, как показано на рис. IV.26.

Стены фундамента делают из бетона и армируют от осно­вания доверху. По всей длине стен фундамента на опреде­ленных расстояниях друг от друга в соответствии с распо­ложением прессов сделаны проемы, через которые удаляются металлоотходы от рабочих мест на транспортер, проходящий в туннеле, распо­ложенном между траншейными фундаментами.

В одном пролете здания обычно строят две или три траншеи в со­четании с туннелями, предназначенными для транспортировки металлоотхрдов. Количество траншейных фундаментов в одном пролете зави­сит, от характеристики прессов и расположения их на планировке цеха.

Толщина стен траншей 600. 700 мм При трехрядном расположении и 800. 900 мм при двухрядном расположении. Дно траншеи делается с уклоном 3—5° к кювету, предназначенному для отвода жидкости. Толщина нижней плиты траншеи от 800 до 1200 мм.

Длина траншеи в каждом конце должна быть больше штамповоч­ной линии на 6 м. Ширина и глубина траншеи определяются в зави­симости от размеров прессов и могут приниматься по табл. IV.6.

Основные размеры траншейного фундамента

Размеры стола пресса слева направо, м

Ширина между стенками или стойками, м

Глубина до нижней плиты, м

В тех случаях, когда в одном пролете должны быть установлены две штамповочные линии, оснащенные прессами разных размеров, траншейные фундаменты иногда выполняют разной ширины, но одинаковой глубины. Учитывая перспективы развития производства и необходимость при этом замены или перестановки прессов с одной линии на другую, такие фундаменты нельзя рекомендовать.

При расположении прессов в одном пролете в три ряда траншей­ные фундаменты могут быть выполнены по схеме, показанной на рис.IV.27. При этом подколонники колонн здания желательно выпол­нять арочного типа, Через которые смогут проходить транспортеры для удаления металлоотходов.

Траншейные комбинированные фундаменты (рис. IV.28) вместо двух стен имеют только одну. Вторая стена у них заме­нена стойками (колоннами), с опорными консолями, на которые укла­дывают продольные металлические балки. Расстояние между стойка­ми 4—б м. Стена фундамента также имеет стойки, вместе с которыми Представляет монолитное сооружение. Если рядом расположено не­сколько параллельных траншей, то средние фундаменты являются колоннымй (стоечными).

Комбинированные и колонные траншейные фундаменты обеспечива­ют по сравнению со стеновыми траншейными фундаментами значитель­ную экономию бетона. У них, кроме того, облегчен доступ к нижней части прессов.

Этажные фундаменты, Как уже указывалось выше, могут быть подвальными и наземными (первый этаж двухэтажного или двухэтажной части здания). Практика показала, что выбор подвально­го или наземного этажа зависит от ряда местных условий, к которым относятся: геологическая характеристика грунта; рельеф площадки, на которой предполагается строительство цеха; организация производства и наличие близко расположенных зданий и сооружений; экономическая целесообразность.

Состояние грунта на месте строительства цеха иногда является ршающим мотивом при выборе конкретного решения. Если на месте

строительства грунт насыпной на глубину 4—5 м, то он должен быть

удален. В этом случае целесообразно строительство подвального этажа. Наоборот, при водонасыщенных грунтах (высоком уровне грунто вых вод), строительство подвального этажа потребует сложных гидро­изоляционных сооружений. В этом случае целесообразно строить зда­ние таким образом, чтобы нижний этаж был наземным и служил фундаментом для прессов.

Когда рельеф площадки требует больших земляных работ по намывке грунта или засыпке соответствующих мест площадки, очевидно, выгодно будет использовать рельеф площадки для строительства подвального этажа.

Наличие близко расположенных зданий, которые должны быть свя­заны с цехом листовой штамповки напольным транспортом, сделает нерациональным применение наземного этажного фундамента под прессы, ибо в этом случае будет затруднено перемещение грузов.

В каждом отдельном случае выбор конкретного решения должен производиться на основании технико-экономического расчета с учетом всех факторов.

Рамные фундаменты в здании с подвальным эта­жом. Основными элементами фундамента (рис. IV:29) являются же­лезобетонные стойки (колонны подвального помещения), имеющие опорные консоли. В тех случаях, когда здание цеха имеет металличе­ские колонны, подколенники выполняют в виде арок с опорными кон­солями, которые могут заменить железобетонные стойки.

Рамные фундаменты делают в сочетании с проемами, предназна­ченными для транспортировки металлоотходов. Железобетонные стойки одновременно служат основанием, на которое укладываются элементы этажного перекрытия. Стойки имеют фундаменты, конструкция кото­рых зависит от геологической характеристики грунта. При расчетном сопротивлении грунта, равном 0,1. 0,15 МН/м2, целесообразно фунда­мент выполнять в виде ленты на весь ряд стоек. Шаг стоек (колонн подвального помещения) в продольном направлении делают от 4 до 6 м. Чем больше шаг стоек в продольном направлении, тем удобнее и лучше будут подходы и подъезды к нижним приводам прессов для их ремонта и обслуживания. При выборе шага стоек следует учитывать, что балки рассчитываются на жесткость, и чем меньше шаг, тем меньше будет сечение продольных балок, которые укладываются на кон­сольные опоры стоек. Например, при шаге стоек 6 м высота продоль­ной балки обычно бывает от 1 до 1,3 м, а при шаге 4 м — эта высота снижается до 0,7. 0,8 м. При установке металлических стоек шаг их может быть принят 4 м, а при установке железобетонных стоек шаг следует увеличивать, так как сами стойки имеют в сечении большие габариты, вследствие чего расстояние между стойками в свету может быть недостаточным; это расстояние желательно иметь не менее 3 м. Фундаменты в здании с подвальным этажом, как и траншейные фундаменты, допускают расположение прессов в одном пролете в за­висимости от их характеристик в две и три линии. Стойки имеют опор­ные консоли, на которые монтируются металлические балки двутавро­вого сечения. В верхней части балки имеют продольные отверстия (щели), предназначенные для крепления металлических промежуточ­ных рам. Благодаря такой форме отверстий промежуточные рамы мо­гут перемещаться по продольным балкам в продольном направлении. Перемещение промежуточных рам может быть необходимо при уста­новке на них прессов.

При наличии фундаментов в здании с подвальным этажом удель­ная нагрузка на перекрытие этажа предусматривается в местах хра­нения штампов 0,15—0,2 МН/м2; в местах установки прессов 0,1 МН/м2; в проездах 0,12 МН/м2; в местах, предназначенных для хранения гото­вой продукции, 0,1 МН/м2.

Рамные фундаменты в здании с наземным фунда­ментным этажом по своей конструкции не отличаются от фунда­мента в здании с подвальным этажом. В отличие от фундаментов в здании с подвальным этажом, где кривошипные прессы устанавлива­ются на нулевой отметке относительно уровня пола, в цехе с наземным фундаментным этажом прессы устанавливают на отметке +6 м. На рис.IV.30 показана схема расположения фундаментов в здании с на­земным фундаментным этажом.

Рамные фундаменты с портальными металличе­скими опорами являются разновидностью этажных фундаментов и делаются при наличии наземного этажа высотой не менее 6 м. Их

конструкция предложена и разработана ЗИЛом. Они применяются в условиях сильно водонасыщенных грунтов, с высоким уровнем грунто­вых вод, но можно их устраивать и в подвале, если уровень грунтовых вод. низкий. Фундаменты представляют собой металлические опорные конструкции (рамы), имеющие форму порталов, на которые устанав­ливаются кривошипные прессы чаще всего с нижним приводом. Кроме того, к ним крепятся металлические балки, которые служат основани­ем для крепления перекрытия нижнего этажа.

На рис. IV.31 показан схематический план расположения криво­шипных прессов на рассматриваемом фундаменте. Каждый пресс ус­танавливают на две портальные рамы, одинаковые по своей конструк­ции и размерам.

Высота всех портальных рам одинаковая и делается применитель­но к прессам, имеющим максимальную высоту от основания (опорной лапы) до поверхности стола. Прессы, имеющие меньшую высоту сто­ла, устанавливают на портальные рамы посредством тумб, состоящих Из стальных плит, сваренных между собой и приваренных к порталь­ным рамам. В этом случае столы всех прессов, независимо от их характеристик находится на одном уровне.

В нижней части портальные рамы опираются на металлические балки, установленные на железобетонные ленты, как показано на рис. IV.32. Глубина заложения железобетонных лент зависит от рас­четных нагрузок и геологической характеристики грунта.

Ленточные углубленные фундаменты применяют для установки кривошипных прессов, одинаковых по усилию при массовом и крупносерийном производстве деталей, когда требуется установить на линии более двух прессов. Практически на ленточные фундаменты устанавливают прессы усилием до 6300 кН.

Ленточный фундамент (рис. IV.33) представляет собой монолитную ленту /, сделанную из бетона марки 200, имеющую по всей длине вы­емку, перекрытую между прессами 3 бетонными плитами 5. В бетонную ленту вмонтированы две металлические сварные балки коробча­того сечения 2, имеющие сверху прорези для установки анкерных болтов 4. Металлические балки с бетонной лентой являются монолит­ной конструкцией.

Основные размеры ленточного фундамента определяются: h — в за­висимости от усилия пресса и геологической характеристики грунта, на котором предполагается сооружение фундамента; b — по техниче­ской характеристике устанавливаемых прессов; h1 — в зависимости от наличия прижимного устройства или других вспомогательных меха­низмов; е — в зависимости от усилия пресса, но не менее 150 мм.

Ленточные фундаменты по своему устройству просты и удобны для монтажа и демонтажа прессов, а также позволяют легко и быстро производить их перестановку, изменять в случае необходимости рас­стояние между ними, а также устанавливать в линию дополнительные прессы, не нарушая работы всей линии.

Ленточные напольные фундаменты (бетонная подго­товка) применяется для кривошипных прессов, производящих незначи­тельное давление на грунт. Бетонная подготовка делается из бетона марки 200 на всем участке, где предполагается установка кривошипных прессов. Толщину бетонной подготовки принимают равной 100—150 мм.

Индивидуальные фундаменты под кривошипные прессы строят при серийном и мелкосерийном производствах деталей.

Индивидуальный фундамент (рис. IV.34) представляет собой бе­тонный массив обычно прямоугольной формы, имеющий четыре колодца для анкерных болтов, углубление для размещения ресиверов и механизмов, расположенных в нижней части пресса, и приямок для доступа к механизмам пресса при их обслуживании.

Фундаменты изготовляют из бетона марки 200 и армируют по кон­туру.

Источник