Фундамент для станка качалки

Монтаж станка-качалки

В нашей стране применяются в основном редукторные станки-качалки, устанавливаемые на фундаменты, которые делятся на три группы: бутобетонные или бетонные; из бетонных труб; металлические постаменты различных конструкций.

Бутобетонные фундаменты для станков-качалок нормального ряда сооружаются с использованием деревянной опалубки; стены цоколя выкладываются из бутового камня. Перед монтажом станка-качалки проверяется комплектность поставки узлов и крепежного материала (болтов, гаек, шайб). Доставленные к месту монтажа узлы станка-качалки располагаются с учетом последовательности сборки. Монтаж начинается с установки рамы на фундамент затаскиванием ее по уложенным накатам из труб или краном, смонтированным на тракторе. После установки рамы выверяется ее положение относительно центра скважины и горизонтальность в продольном и поперечном направлениях.

При наличии на скважине вышки или мачты монтаж стойки и балансира можно выполнять при помощи подъемника, в других случаях — грузоподъемными средствами. Перед установкой балансира проверяются горизонтальность верхней плита стойки в двух направлениях и крепление к раме: Балансир поднимается и устанавливается на плиту стойки вместе с его опорой. При этом продольная ось балансира должна совпадать с продольной осью симметрии станка, а плоскость качания балансира быть перпендикулярной к плоскости основания. Правильность положения балансира относительно центра скважины проверяется отвесом, прикрепленным к центру траверсы канатной подвески.

Небольшие отклонения устраняются перемещением балансира при помощи регулировочных болтов. Балансир закрепляется, траверса с двумя шатунами и ее опорой поднимается для присоединения к балансиру. Верхние головки должны свободно вращаться на пальцах во втулках траверсы. Пальцы должны быть надежно застопорены в верхних головках шатунов. После сборки тормозного устройства шкив редуктора проворачивается до установки кривошипов в горизонтальное положение. На кривошипы устанавливаются противовесы, которые закрепляются болтами с гайками и контргайками. Нижние головки шатунов присоединяются к кривошипам и закрепляются в определенном положении гайкой, затягиваемой специальным патронным ключом. Гайки после крепления шплинтуются. Расстояние между шатунами и кривошипами с обеих сторон станка должно быть одинаковым. После проверки параллельности продольных осей кривошипов и совпадения наружных поверхностей шкивов редуктора и электродвигателя надеваются клиновые ремни. Натяжение ремней регулируется подъемом или опусканием поворотных салазок. По окончании сборки и проверки ее качества устанавливаются фундаментные шпильки, концы которых должны выступать над верхней плоскостью рамы для установки гайки и контргайки. После заливки цементного рас твора под раму станка-качалки и его затвердения фундаментные болты затягиваются.

По окончании монтажа электрооборудования, ограждения кривошипа и площадки с лестницей для обслуживания электродвигателя, а также проверки смазки в подшипниках и в редукторе разрешается выполнить пробный пуск станка-качалки и обкатку на холостом ходу в течение 3 часов.

В процессе обкатки проверяются вертикальность движения шатунов, точки подвеса штанг, величины торцевого и радиального биений шкивов, наличие шума и стуков в узлах. При удовлетворительной работе и отсутствии дефектов присоединяются штанги скважинного насоса и станок под нагрузкой включается.

Источник

Устройство оснований и фундаментов для установки станочного оборудования

Еще одна публикация из учебника А.М. Гаврилина, В.И. Сотникова, А.Г. Схиртладзе и Г.А. Харламова «Металлорежущие станки» с полезной информацией о станках с ЧПУ. Сегодня разберем особенности в устройстве оснований и фундаментов для установки станочного оборудования.

Устройство оснований и фундаментов для установки станочного оборудования

Для защиты от внешних вибраций станки следует устанавливать на фундаменты или на специальные виброизоляторы.

Документы, высылаемые заводом-изготовителем вместе со станком, в большинстве случаев содержат указания по устройству фундаментов и их виброизоляции. Виброизоляция станков может быть также обеспечена установкой их на виброопоры или на резиновые прокладки без устройства фундамента.

При выборе типа основания для любого станка должны быть учтены следующие основные факторы: класс точности станка, жесткость конструкции, масса станка, характер нагрузок при работе.

Станки класса точности С устанавливаются на массивные бетонные фундаменты, вывешенные на пружинах с демпферами или резиновых ковриках (рис 17.1 д, е) и боковой виброизоляцией (пробковая крошка, шлак, шлаковата, отходы кожевенно-обувной промышленности) .

Станки класса точности А устанавливают на бетонных фундаментах с боковой виброизоляцией из тех же материалов, которые используются для фундаментов станков класса точности С.

Рис. 17.1. Фундаменты под металлорежущие станки:

а — общая плита цеха; б — ленточный; в — обычного типа; г — свайный; д — на резиновых ковриках; е — на пружинах

Станки класса точности В, имеющие нежесткие станины, а также крупные и тяжелые станки независимо от жесткости станин устанавливаются на бетонные фундаменты с боковой виброизоляцией, аналогично станкам класса точности А.

Станки класса точности П, имеющие нежесткие станины, и крупные и тяжелые станки независимо от жесткости станин устанавливаются на бетонные фундаменты без боковой виброизоляции. На такие же фундаменты устанавливают крупные и тяжелые станки класса точности Н (рис. 17.1, в, г).

Станки классов точности В, П и Н легкой и средней массы, не имеющие резко реверсирующих узлов, устанавливают на виброопоры (рис. 17.2, д). Такие же станки с быстро реверсирующими узлами устанавливают на жесткие (клиновые) опоры (рис. 17.2, в, рис. 17.3)

Рис. 17.2. Способы установки станка на фундамент:

а — с подливкой опорной поверхности станины цементным раствором и креплением фундаментными болтами; б — с подливкой без крепления болтами; в, г — на регулируемых жестких опорах; д — на упругих опораx

Рис. 17.3. Опорные башмаки:

а — для установки станка без закрепления фундаментными болтами; б — для установки станка с закреплением фундаментными болтами

При устройстве фундамента из бетона станок можно монтировать через семь дней после укладки бетона, а пуск станка разрешается на 22-й день.

От разрушения маслами фундамент железнят цементным раствором с жидким стеклом.

Фундамент должен обеспечить:

• распределение на грунт сосредоточенной силы веса станка;
• увеличение жесткости станины станка;
• необходимую устойчивость станка при работе за счет понижения центра тяжести;
• увеличение суммарной массы станка и фундамента, что приводит к уменьшению амплитуды вибраций;
• защиту станка от вибраций рядом стоящего оборудования. Фундаменты должны быть компактными, сравнительно небольших размеров и простой формы в очертаниях, удобными для размещения и закрепления станка.

Нужно стремиться к тому, чтобы общий центр тяжести станка и фундамента находились на одной вертикали и располагались в центре площади основания фундамента. Допустимое смещение центров тяжести не должно превышать 3. 5 % от ширины фундамента в зависимости от типа грунта.

Высота фундамента делается как можно меньше, но ширину желательно увеличить (уменьшается опрокидывающий момент). Обязательны боковые зазоры. Подошву всего фундамента желательно расположить на одной глубине. Для влажных грунтов делается подготовка из щебня, крупного гравия.

Площадь подошвы фундамента:

где Q — нагрузка на грунт (вес станка, фундамента, детали); R — допустимое давление на грунт.

Допустимое давление на грунт определяют по формуле

где α — коэффициент, учитывающий характер динамических нагрузок, возникающих при работе технологического оборудования (формовочные машины — α = 0,3 . 0,5 ; молоты — α = 0,4; металлорежущие станки — α = 0,8. 1,0); R_H — нормативное удельное давление для грунта (супеси — R _н = 2. 3 кг/см 2 , суглинки — R_H = 1. 3 кг/см 2 , глина — R_H = 1 . 6 кг/см 2 , песок — R _Н = 1,5. 3,5 кг/см 2 ).

Вес фундамента Q _Ф определяют исходя из веса станка:

где К_Ф — коэффициент, учитывающий вид нагрузки технологического оборудования (при статической нагрузке — К _Ф = 0,6. 1,5, при значительной динамической нагрузке — К _Ф = 2. 3); Q _СТ — вес станка.

Высота фундамента берется из расчета веса фундамента и площади его основания или с учетом длины заделки фундаментных болтов (рис. 17.4).

Рис. 17.4. Фундаментные болты:

а, б— изогнутые; в — с анкерной плитой

Материалы для фундаментов: бетон, железобетон (реже бутобетон и кирпич) из портландцемента марок 200. 500 (схватывание бетона от 45 мин до 12 ч).

Для ремонта фундаментов используют портландцемент марок 500 и 600. Марка бетона соответствует пределу прочности при сжатии бетонных кубиков 200 x 200 x 200 мм на 28-й день сушки, при температуре 18. 22°С и относительной влажности воздуха 90. 100%.

Ориентировочно глубина фундамента h принимается в зависимости от длины фундамента L :

• для токарных, горизонтально-протяжных станков
• зубообрабатывающих, карусельных, расточных станков
• шлифовальных станков
• продольно-фрезерных и строгальных станков
• поперечно-строгальных, радиально-сверлильных, вертикальнопротяжных и долбежных станков h = 1,0. 2,0 L.

Расстояние от края колодца для анкеров до края фундамента не менее 120 мм, от дна колодца до дна фундамента минимум 100. 150 мм.

Источник

Металлический свайный фундамент для станка-качалки скважинной насосной установки

Полезная модель относится к свайным фундаментам и может быть использовано для передачи нагрузки от установленной на фундаменте станка-качалки скважинной насосной установки грунту. Металлический свайный фундамент для станка-качалки скважинной установки, включает сваи, выполненные в виде вертикально расположенных труб, по меньшей мере, две из которых жестко связаны между собой соединяющей балкой. Фундамент представляет собой четыре пары вертикально расположенных на расстоянии друг за другом труб не связанных между собой, но каждая пара жестко связана между собой соединяющей балкой для установки основания станка-качалки. Каждая балка выполнена в виде швеллера для установки ее сверху на сваи, и приваренных к швеллеру с двух концов в верхней его части пластин с отверстиями для соединения их со сваями с помощью болтов. Концы каждой сваи выполнены в виде шнека, по меньшей мере, с одним оборотом, и с заостренным концом. К верхним частям четырех пар, не связанных между собой, вертикально расположенных труб и к верхним частям второй, третьей и четвертой пар труб жестко связанных между собой соединяющими балками, приварены по два пересекающихся уголковых профиля, которые приварены друг к другу с помощью пластин, для скрепления этих вертикальных труб. К первой и четвертой балкам приварены пластины с отверстиями для центровочных болтов и регулировки положения основания станка-качалки. Балки снабжены дополнительными прижимными балками с продольными пазами, шпильками и гайками для стягивания балок, основания станка-качалки и прижимных балок. Предлагаемый фундамент позволит снизить усилие и напряжение в элементах конструкции, сократить время установки фундамента, снизить трудоемкость и стоимость строительства. 2, 3.п. ф-лы,6 ил.

Полезная модель относится к свайным фундаментам и может быть использовано для передачи нагрузки от установленной на фундаменте станка-качалки скважинной насосной установки грунту.

Известен сборный металлический ростверк многосвайного фундамента башенной опоры, содержащий центральный элемент и два периферийных элемента, при этом центральный элемент выполнен сварным из двух параллельных балок, на которых закреплена пластина с отверстиями под фланцевое соединение с основанием башенной опоры, и двух приваренных к балкам поперечины, скрепляющих концы параллельных балок, каждый периферийный элемент выполнен в виде балки с отверстиями для закрепления ростверка на хвостах свай, к которой приварены две консоли, а концы консолей периферийного элемента и концы поперечин центрального элемента снабжены фланцами для болтового соединения друг с другом, (патент РФ 107191, МПК Е02Д 27/42, опуб. 10.08.11 г.).

Недостатком этой конструкции является то, что статическая нагрузка передается грунту, тогда как при ударе динамических масс (таранном ударе) приходящемся в изделии, установленном на эту конструкцию фундамента, происходят не контролируемые деформации, приводящие к разрушению конструкции в целом, а следовательно, и полной замене фундамента.

Известен металлический свайный фундамент, включающий сваи, выполненные в виде вертикально расположенных труб, по меньшей мере, две из которых жестко связаны между собой двумя соединяющими балками, каждая из не связанных между собой труб в верхней части снабжена средством для опоры ростверка, ростверк выполнен в виде системы Г-образных балок, каждая из которых снабжена одним жестко соединенным с концом балки демпфером, посредством которого она опирается на средство для опоры, (патент RU 123425, МПК Е02Д 27/14, опуб. 27.12.2012 г.).

В этом металлическом свайном фундаменте, наиболее близком к предлагаемому, хотя и снижены усилия и напряжения в элементах конструкции фундамента, но они недостаточны для передачи нагрузки грунту от установленного на фундамент станка-качалки скважинной установки.

Технический результат на достижение которого направлена полезная модель, заключается в создании высокопрочной конструкции свайного фундамента, обеспечивающего гашение импульса удара динамических масс, т.е. обеспечивающего возможность преобразования полученной ею энергии от ударной (динамической) нагрузки посредством балок, уголковых профилей и свай на грунт.

Для достижения этого технического результата металлический свайный фундамент для станка-качалки скважинной насосной установки, включающий сваи, выполненные в виде вертикально расположенных труб, по меньшей мере две из которых жестко связаны между собой двумя соединяющими балками, фундамент представляет собой четыре пары вертикально расположенных на расстоянии друг за другом труб не связанных между собой, но каждая пара жестко связана между собой соединяющей балкой для установки основания станка-качалки, причем каждая балка выполнена в виде швеллера для установки ее сверху на сваи и приваренных к швеллеру с двух концов в верхней его части пластин с отверстиями для соединения их со сваями с помощью болтов, а концы каждой сваи выполнены в виде шнека по меньшей мере с одним оборотом и с заостренным концом, при этом к верхним частям четырех пар не связанных между собой вертикально расположенных труб и к верхним частям второй, третьей и четвертой пар труб жестко связанных между собой соединяющими балками приварены по два перекрещивающихся угловых профиля, которые приварены друг к другу с помощью пластин для скрепления этих вертикальных труб, а к первой и четвертой балкам приварены пластины с отверстиями для центровочных болтов и регулировки положения основания станка-качалки, причем балки снабжены дополнительными прижимными балками с продольными пазами, шпильками и гайками для стягивания самих балок, основания станка-качалки и прижимных балок. Кроме того, первая балка установлена на три сваи, а концы угловых профилей приварены к сваям непосредственно или через накладки.

Признаки, отличающие предлагаемый металлический свайный фундамент для станка-качалки скважинной насосной установки от наиболее близкого к нему известного патента RU 123425 (прототип) характеризуют выполнение фундамента в виде четырех пар вертикально расположенных на расстоянии друг за другом труб не связанных между собой, но каждая пара жестко связана между собой соединяющей балкой для установки основания станка-качалки, выполнение каждой балки в виде швеллера для установки ее сверху на сваи и приваренных к швеллеру с двух концов в верхней его части пластин с отверстиями для соединения их со сваями с помощью болтов, выполнение концов каждой сваи в виде шнека, по меньшей мере, с одним оборотом и с заостренным концом, наличие приваренных двух перекрещивающихся угловых профиля к верхним частям четырех пар, не связанных между собой вертикально расположенных труб и к верхним частям второй, третьей и четвертой пар труб жестко связанных между собой соединяющими балками, уголковые профили приварены друг к другу с помощью пластин для скрепления этих вертикальных труб, наличие приваренных к первой и четвертой балкам пластины с отверстиями для центровочных болтов и регулировки положения основания станка-качалки, наличие у балок дополнительных прижимных балок с продольными пазами, шпильками и гайками для стягивания самих балок, основания станка-качалки и прижимных балок, кроме того установки первой балки на три сваи, выполнение концов уголковых профилей приваренными к сваям непосредственно или через накладки, что позволяет снизить усилия и напряжение в элементах конструкции фундамента и обеспечить передачу ударной (динамической) нагрузки посредством свай и балок на грунт, позволяет ускорить установку свайного фундамента, при необходимости сваи можно извлечь и использовать повторно, получить высокую точность установки свай по строго заданной отметке, сократить время установки свайного фундамента до одного дня.

Предлагаемый металлический свайный фундамент для станка-качалки скважинной насосной установки иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-6.

На фиг. 1 показана конструкция металлического свайного фундамента для станка-качалки, вид сбоку;

на фиг. 2 — то же, вид сверху;

на фиг. 3 — вид А фиг. 1;

на фиг. 4 — сечение Б-Б, фиг.1;

на фиг. 5 — узел I, фиг. 1;

на фиг. 6 — узел II, фиг. 2.

Металлический свайный фундамент для станка-качалки (фиг. 1) включает сваи, выполненные в виде вертикально расположенных труб, по меньшей мере, две из которых жестко связаны между собой соединяющей балкой. Фундамент представляет собой четыре пары вертикально расположенных на расстоянии друг за другом труб 1, 2, 3, 4, связанных между собой соединяющей балкой 5, 6, 7, 8 соответственно для установки основания 9 станка-качалки (фиг. 2, 3, 4). Каждая балка выполнена в виде швеллера, для установки ее сверху на сваи, и приваренных к швеллеру с двух концов пластин 10 и 11 с отверстиями для соединения их со сваями с помощью болтов 12 и 13.

Концы каждой сваи выполнены в виде шнека, по меньшей мере, с одним оборотом 14, и с заостренным концом 15. К верхним частям четырех пар, не связанных между собой вертикально расположенных труб 1, 2, 3, 4 и к верхним частям второй, третьей и четвертых пар труб, жестко связанных между собой соединяющими балками 6, 7, 8 приварены по два пересекающихся уголковых профиля 16 и 17, которые приварены к друг другу с помощью пластин 18, для скрепления этих вертикальных труб. К балкам 5 и 8 приварены пластины 19 с отверстиями для центровочных болтов 20 и регулировки положения основания 9 станка-качалки. Балки 5, 6, 7, 8, снабжены дополнительными прижимными балками 21, 22, 23, 24 с продольными пазами 25, шпильками 26 и гайками 27 для стягивания балок 5, 6, 7, 8, основания 9 станка-качалки и прижимных балок 21, 22, 23, 24. Балка 1 установлена на три сваи (фиг. 3), а концы уголковых профилей 16 и 17 приварены к сваям непосредственно или через накладки 28.

Принцип работы предложенной полезной модели основан на преобразования ударной (динамической) нагрузки посредством балок, уголковых профилей и свай на грунт.

В процессе работы станка-качалки статические и динамические нагрузки воздействуют на основание станка-качалки 9. Основание станка-качалки 9 в свою очередь воздействует на соединяющие балки 5, 6, 7, 8, которые воспринимают нагрузку, распределяют и передают ее на сваи.

Во время спуско-подъемных операций головка балансира станка-качалки совершает возвратно-поступательное движение, вследствие чего возникают знакопеременные нагрузки, воздействующие через основание на соединяющие балки 5, 6, 7, 8. Балка 5, находящаяся непосредственно под стойкой станка-качалки воспринимает большую нагрузку, в связи с чем она установлена на три сваи.

Прижимные балки 21, 22, 23, 24 воспринимающие изгибающий момент при возникновении знакопеременных нагрузок, раскладывают его на пару сил. Одна сила, передает усилие на шпильки 26, которые работают на сжатие-растяжение. Другая, поперечная сила, воздействуя на прижимные балки 21, 22, 23, 24, работает на сдвиг. Для снятия напряжения при воздействии данной силы прижимные балки 21, 22, 23, 24 выполнены с продольными пазами, для возможности продольного сдвига, вследствие чего на шпильках 26 возникает изгибающий момент. Шпильки 26 работают на изгиб, благодаря наличию продольных пазов 25, обеспечивая тем самым, устойчивость свай.

Свая, воспринимая нагрузку от соединяющей балки работает как, сжатый стержень в упругой среде, ее несущая способность определяется прочностью материала сваи и сопротивлением грунта под ее нижним концом, выполненным в виде шнека по меньшей мере, с одним оборотом 14, и с заостренным концом 15.

Пересекающиеся уголковые профили 16 и 17, приваренные к друг другу с помощью пластин 18, обеспечивают общую устойчивость свай при воздействии статической и динамической нагрузок.

Предложенная конструкция фундамента позволяет снизить усилие и напряжение в элементах конструкции, сократить время погружения свай в грунт до 10-15 мин., при необходимости сваи можно извлечь и использовать повторно, повысить точность установки фундамента, снизить объем земляных работ, сократить время установки фундамента станка-качалки скважинной насосной установки до одного дня.

Были проведены испытания предлагаемого металлического свайного фундамента для установки станка-качалки скважинной насосной установки на скважинах ОАО «Татнефть», которые показали их надежность, быстроту установки фундамента, снижение трудоемкости и стоимости строительства фундамента.

1. Металлический свайный фундамент для станка-качалки скважинной установки, включающий сваи, выполненные в виде вертикально расположенных труб, по меньшей мере, две из которых жестко связаны между собой соединяющей балкой, отличающийся тем, что фундамент представляет собой четыре пары вертикально расположенных на расстоянии друг за другом труб, не связанных между собой, но каждая пара жестко связана между собой соединяющей балкой для установки основания станка-качалки, причем каждая балка выполнена в виде швеллера, для установки ее сверху на сваи, и приваренных к швеллеру с двух концов в верхней его части пластин с отверстиями для соединения их со сваями с помощью болтов, а концы каждой сваи выполнены в виде шнека, по меньшей мере, с одним оборотом, и с заостренным концом, при этом к верхним частям четырех пар, не связанных между собой, вертикально расположенных труб и к верхним частям второй, третьей и четвертой пар труб, жестко связанных между собой соединяющими балками, приварены по два пересекающихся уголковых профиля, которые приварены друг к другу с помощью пластин для скрепления этих вертикальных труб, а к первой и четвертой балкам приварены пластины с отверстиями для центровочных болтов и регулировки положения основания станка-качалки, причем балки снабжены дополнительными прижимными балками с продольными пазами, шпильками и гайками для стягивания балок, основания станка-качалки и прижимных балок.

2. Металлический свайный фундамент по п. 1, отличающийся тем, что первая балка установлена на три сваи.

3. Металлический свайный фундамент по п. 1, отличающийся тем, что концы уголковых профилей приварены к сваям непосредственно или через накладки.

Источник