Выверка оборудования на фундаменте. Крепления и виброизоляция оборудования.

Технологическое оборудование устанавливают и выверяют, совмещая оси машин с монтажными осями, закрепленными на Фундаментах под оборудование. Оборудование можно устанавливать непосредственно на фундаменте без подливки или с под­ливкой цементным раствором, на подкладках с последующей подливкой цементным раствором, на металлических плитах или рамах, установленных и выверенных на фундаменте при по­мощи подкладок, закрепленных фундаментными болтами и за­литых цементным раствором. При этом должны быть выдер­жаны заданные проектом размеры между траекторией движе­ния обрабатываемой продукции и уровнем пола цеха, для чего на планах цехов наносят основные продольные и поперечные оси машин и привязывают их к продольным и поперечным осям колонн зданий цеха. При выверке технологического оборудова­ния используют базовые детали машин.

Базовыми деталями являются крупные, опорные части ма­шин (станины, плиты, рамы, корпуса), располагаемые в пер­вую очередь непосредственно на фундаменты или другие осно­вания (металлоконструкции и пр.). Базовые детали устанавли­вают в проектное положение, выверяя по трем координатам: двум взаимно перпендикулярным осям в плане и по высоте. В каждом агрегате фиксируют две основные оси - продольную всего агрегата и поперечную ось ведущей машины. К вспомо­гательным осям относят поперечные оси каждой машины, а в крупных машинах, кроме того, оси приводов машины.

Положение базовых деталей в плане проверяют в натуре по осям-ориентирам, выполненным в виде струн, натянутых вдоль монтажных осей агрегата. Положение базовых деталей в вертикальной плоскости регулируют с помощью металличе­ских подкладок, расположенных между опорными плоскостями деталей и поверхностью фундамента, башмаков с клиновыми домкратами и регулировочных винтов.

Применяют преимущественно плоские подкладки прямо­угольной формы, реже - клиновые с уклоном 1:20. По назна­чению подкладки делят на установочные и регулировочные. К первым относят подкладки толщиной 5-100 мм, а ко вто­рым - толщиной 0,5-5 мм. Подкладки устанавливают с каж­дой стороны фундаментного болта на возможно близком от него расстоянии (50-100 мм), обеспечивая плотное прилегание их к бетону фундамента.

Нижние опорные подкладки выбирают в зависимости от диаметра и затяжки фундаментных болтов и массы машины. Промежуточные подкладки, необходимые для обеспечения тре­буемой высоты машин, принимают по площади на 30-40 % меньше опорных. Опытами установлено, что подливка после упрочнения бетона также принимает на себя внешнюю на­грузку.

Подкладки в пакетах должны быть плотно собраны (при­хвачены сваркой) и при затянутых болтах не сдвигаться от удара молотком.

При установке машин с помощью клиньев, которые позволяют быстрее регулировать ее по высоте и в горизонтальной плоскости, после окончательной выверки клинья закрепляют сваркой (рис. 14.1, а).

Pис. 14.1. Приспособление для выверки расположения машины по высоте

 

Станины крупного оборудования, требующего периодической регулировки положения в процессе эксплуатации, устанавли­вают на башмаках с клиновыми домкратами (рис. 14.1, б), на винтах, опирающихся на молотообразные головки (рис. 15.1, в), или на подкладках (рис. 14.1, г).

Быстроходные машины устанавливают на монолитных под­кладках, изготовленных по временным подкладкам с точно­стью до 0,05 мм, и надежно закрепляют.

После выверки координат в плане базовые детали выверяют по высоте, оставляя припуск 1-2 мм на усадку пакета подкладок, делают предварительную затяжку фундаментных бол­тов, проводят вторичную проверку, включая проверку на горизонтальность с помощью контрольной линейки и уровня, и окон­чательно затягивают фундаментные болты. Качество затяжки определяют при помощи щупа толщиной 0,05 мм, который не должен проходить на глубину более 5 мм в стыки между гай­кой и шайбой и между шайбой и базовой деталью, а в особых случаях измеряют удлинение болта.

Подливку детали делают с одной стороны бетонным раство­ром на быстросхватывающемся цементе марки не ниже 150 без перерыва не позднее, чем через 48 ч после установки де­тали. Монтаж прерывают до схватывания бетона (обычно на 72 ч).

 

Крепление оборудования

 

Оборудование к фундаментам крепят фундаментными бол­тами из высокопрочной стали. Болты делят на глухие, заклад­ные и съемные. Применяют болты диаметром 12; 20; 24; 30; 36; 42 мм, длина болтов от 20 до 40 диаметров болта. Оси болтов привязывают к основным осям оборудования.

Глухие заливные болты, используемые преимущественно для крепления легких и средних машин, изготовляют диаметром до 42 мм. Их заделывают наглухо в процессе бетонирования фундамента (рис. 14.2, а), поэтому устанавливают до бетонирования с высокой точностью: болты диаметром до 24 мм устанавли­вают по шаблонам, диаметром 24 мм и выше - по специаль­ным стальным кондукторам, фиксирующим положение болтов как в плане, так и по высоте.

а - заливной; б - фундаментный;

в - варианты крепления нижнего конца фундаментного болта

Рис. 14.2. Фундаментные болты

 

Кондукторы состоят из стоек, горизонтальных элементов (отрезков швеллеров или стальных листов с рассверленными в них отверстиями) и связей. Болты подвешивают к кондукторам при помощи гаек и шайб, выве­ряют по чертежам, фиксируют и вторично выверяют положение болтов.

Чертежи кондукторов входят в состав рабочих чертежей фундаментов. Их разрабатывает проектная организация, веду­щая проектирование цеха. Кондукторы и фундаментные болты устанавливают с участием монтажной организации.

Закладные болты располагают в специально оставляемые в теле фундаментов колодцы. Затем колодцы заливают бетоном марки не ниже 150.

Съемные фундаментные болты, применяемые для крепле­ния тяжелого оборудования, устанавливают в процессе монтажа оборудования в специально предусмотренные для них колодцы и закрепляют в анкерных плитах. Колодцы после закрепления болтов закрывают крышками. Эти болты (рис. 14.2, б)имеют преимущества по сравнению с заливными: их можно смещать при установке машины, т. е. ориентировать относительно отвер­стия в станине машины, а также опускать при перемещении машины по фундаменту в процессе монтажа и демонтажа; они лучше воспринимают толчки и удары, частично смягчают их и в ослабленном виде передают на фундамент.

Чаще всего используют фундаментные болты с молоткообразной или нарезной головкой (рис. 14.2, в). Болт опускают го­ловкой в прорезь плиты и поворачивают до упора в специаль­ные приливы в плите.

При холостом и рабочем опробовании машин подтягивают ослабевшие болты.

Новым видом крепления является крепление с применением фундаментных гаек (рис. 14.3, а), которые более дешевы, чем заливные болты, позволяют легко перемещать оборудование по цеху. Все гайки заделывают в фундамент заподлицо.

В некоторых случаях машины закрепляют винтами с рези­новой втулкой (рис. 14.3, б). Собранное крепление вставляют в отверстие фундамента. При завинчивании болта резиновая втулка сжимается по длине и расширяется в стороны, плотно прилегая к стенкам отверстия и закрепляясь в нем. При отвин­чивании болта резиновая втулка разжимается и все крепление можно вынуть из фундамента. Данный способ не требует заделки фундаментных гаек, достаточно просверлить бетон.

 

а -фундаментные гайки; б - разжимная резиновая втулка: 1 - хвостовая часть; 2 -резиновая втулка; 3 -нажимная втулка; 4 –болт.

Рис. 14.3. Новые виды креплений

Виброизоляция оборудования

 

Фундамент работающей машины передает колебания от обо­рудования в толщу грунтов. Для уменьшения вибраций про­ектируемого фундамента и их воздействия на соседние со­оружения и установки выбирают более спокойные машины и рационально размещают их в помещении. Целесообразно пре­дварительно уплотнить и укрепить грунты. В необходимых случаях используют различные средства для гашения колеба­ний и их амортизации.

Колебания фундамента гасят, присоединяя к нему некото­рую массу, например консольные увеличения фундамента, уст­роенные у его подошвы. Для гашения горизонтальных колеба­ний эффективно использовать плиту, уложенную на поверхно­сти грунта и соединенную с вибрирующим фундаментом гибкой связью. В некоторых случаях для удобства присоединяемую к фундаменту плиту выносят за пределы стен здания. Иногда применяют динамические гасители в виде массы, присоединен­ной к фундаменту пружинами. Динамические гасители требуют специального расчета и настройки при монтаже.

Для уменьшения динамического воздействия машины на фундамент применяют амортизаторы, что обосновывают дина­мическим расчетом. При этом выявляют условия режима, обес­печивающие минимальную частоту и амплитуду колебаний обо­рудования и его фундамента. Если эти условия окажутся на­рушенными, то амортизатор из глушителя колебаний становится резонатором и колебания фундамента значительно усилятся.

Прогрессивным способом установки технологического обо­рудования является установка без фундаментов и заливки це­ментом - с помощью специальных упругих опор. Такой способ имеет следующие преимущества: сокращает продолжительность монтажа машин до 80 %; упрощает и ускоряет перестановку оборудования при перестройке технологических процессов и при переходе на производство новых изделий; существенно сни­жает шум и запыленность воздуха в цехах.

Виброопоры можно классифицировать по типу упругого эле­мента: резиновые, резинометаллические, цельнометаллические, виброизоляционные опоры из фетра и пробки.

Резиновые опоры. Для виброизолирующих опор используют натуральную и синтетическую резину. Натуральная резина имеет хорошие низкотемпературные свойства, однако быстро теряет прочность при температуре более 65 °С, разрушается под действием масел, под действием солнечного света умень­шается прочность. Поэтому широкое применение получили син­тетические, особенно силиконовые, резины (они выдерживают температуру от -55° до 200 °С).

При использовании резины в опорах для установки обору­дования важными свойствами являются старение и ползу­честь. Старение заключается в том, что в готовом резиновом изделии продолжаются вулканизационные процессы, из-за чего твердость резины постепенно повышается. Ползучесть резины заключается в том, что при воздействии на нее длительной ста­тической нагрузки происходит непрерывное увеличение дефор­мации, т. е. резина «ползет».

Одним из важнейших качеств виброизолятора является демпфирование. Оно зависит от твердости резины, формы упругого элемента и от вида деформации. Так, например, виброизо­ляция в горизонтальных направлениях для резиновых блоков более эффективна, так как модуль упругости резины на сдвиг в 3-6 раз меньше модуля упругости на сжатие (в зависимости от конфигурации резинового блока).

Наиболее простыми видами опор, в которых резина работает на сжатие, являются прокладки и ковры. Их преимущество за­ключается в том, что для установки оборудования берут плас­тину соответствующей площади и что по сравнению с другими видами виброопор они дешевле. Однако при использовании про­кладок и ковров к качеству пола предъявляют очень высокие требования, так как выверка оборудования по высоте при такой установке затруднена.

В качестве виброизоляции применяют следующие типы про­кладок: гладкие сплошные резиновые, с рифленой поверхно­стью, с тканевой основой, пропитанные специальными синтети­ческими резинами.

Наиболее простыми являются гладкие сплошные резиновые прокладки. Из-за большой жесткости их используют только при изоляции шумов и высокочастотных колебаний. Для тяжелого оборудования применяют ковры и подкладки из сплошной ре­зины с рифленой поверхностью (рис. 14.4, а). Для виброизоляции очень больших ударных нагрузок, высокочастотных вибраций и шумов используют тканевые прокладки, пропитанные специ­альными синтетическими резинами.

Резинометаллические опоры. Кроме резиновых прокладок и ковров часто применяют резинометаллические опоры, в кото­рых резиновый упругий элемент скреплен с металлической ар­матурой. Преимущества этих опор следующие: их можно на­дежно прикреплять как к машине, так и к опорной поверхно­сти для исключения смещения машины при сильных вибрациях и ударах; с помощью арматуры можно защитить резиновый элемент от попадания масла, растворителей, агрессивных жид­костей, солнечного света, что увеличивает срок их службы, возможность регулировки устанавливаемой машины по высоте. Различные резинометаллические виброопоры показаны на рис. 14.4, б. Резинометаллические виброопоры работают на сжатие, так как при растяжении трудно обеспечить надежные условия закрепления из-за опасности разрыва резины при наличии даже небольших поверхностных повреждений.

а - установка машин на упругих подкладках; 1, 3 - виброустойчивые подкладки;

2 - вулканизированная резина; б - трехслойные подкладки: 1, 3 - металлические детали (кольца, пластины); 2 - вулканизированная резина; в - пружинные амортизаторы:

1 - винт с правой и левой резьбой; 2 - гайка; 3, 4 -пластины; 5 - пружины;

6 -основание

Рис. 14.4. Виброзащитные устройства

Цельнометаллические опоры. Цельнометаллические виброопоры имеют ряд преимуществ перед резинометаллическими: позволяют получать очень большие деформации и, следова­тельно, низкие собственные частоты колебаний; могут работать в широком диапазоне температур (практически без изменения характеристик); их деформация мало увеличивается со време­нем при постоянно прилагаемой номинальной нагрузке; упру­гие характеристики их можно точно рассчитать; стоимость их ниже, чем резинометаллических.

Существенным недостатком цельнометаллических виброопор является то, что они хорошо передают колебания высоких час­тот (звук) и требуют в ряде случаев дополнительно вводить какой-либо звукоизолирующий элемент.

Цельнометаллические виброопоры классифицируют по форме упругого элемента на три группы: опоры со спиральными пру­жинами, с листовыми пружинами (рессоры) и из объемной ме­таллической сетки.

В спиральной пружине демпфирование весьма мало, поэтому в ней могут возбуждаться высокочастотные колебания. В опоры со спиральными пружинами обычно вводят демпферы и зву­коизолирующие прокладки.

На рис. 14.4, в показана опора, демпфирование в которой осу­ществляется вязкой жидкостью (битумной массой), причем сте­пень демпфирования может регулироваться вязкостью жидко­сти и площадью движущихся в жидкости деталей.

Рессоры позволяют получить значительные деформации при весьма больших допускаемых нагрузках. Демпфирование в них происходит из-за трения между листами и сравнительно велико. Рессоры имеют большую податливость только в одном направ­лении. Поэтому их применяют только для виброизоляции в вер­тикальном направлении.

Опоры из объемной металлической сетки разработаны срав­нительно недавно и представляют «подушки», сплетенные из тонкой холоднотянутой хромоникелевой проволоки, обжатой в пресс-форме до нужного размера и формы.

Цельнометаллические плетеные упругие элементы имеют большие преимущества перед другими материалами: могут одинаково эффективно осуществлять виброизоляцию во всех трех направлениях, динамические перегрузки для них могут превышать допускаемые статические в 8-10 раз; плетеные элементы имеют хорошие звукоизоляционные качества.

Виброизоляционные опоры из фетра и пробки. Фетровые маты толщиной 6-70 мм делают при сжимающей нагрузке из различных сортов шерстяного фетра. Фетр нечувствителен к действию масел, консистентных смазок, органических раство­рителей, холода, влажности, озона, солнечного и ультрафиоле­тового света.

Шерсть, из которой изготовлен фетр, содержит в себе мас­лянистые вещества (ланолин). Поэтому при относительном дви­жении волокон при колебаниях возникает значительное демп­фирование. Фетровые маты преимущественно используют для звукоизоляции небольших и средних машин. Кроме того, фетр, так же как и пробку, часто используют вместе с бетонными блоками. Ячеистая структура пробки обеспечивает очень высо­кое демпфирование при подавлении высокочастотных вибраций и шумов.

В тех случаях, когда в виброопорах нужно сочетать высокие эластичные свойства одних материалов и большие значения демпфирования других материалов, применяют комбинирован­ные прокладки для виброопор. Для виброизоляции тяжелых машин и строительных конструкций используют свинцово-асбестовые прокладки.

Билет № 10