XKA2830х80動梁式龍門鏜銑床安裝過程中導(dǎo)軌偏差原因淺析及解決方案

李杰 王波 楊雄偉 李敏杰

摘 要： 現(xiàn)代大型數(shù)控龍門鏜銑床具有高精度的加工質(zhì)量，這就對設(shè)備的地基提出了嚴苛的技術(shù)要求， 設(shè)備地基的承載穩(wěn)定性決定機床的幾何精度.在這里我們了分析了機床導(dǎo)軌的幾何尺寸精度難以達到設(shè)計精度的原因.提出了具體的解決方案。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控;地基;沉降

0.引言

數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數(shù)控機床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。但是這些是必須建立的有一個高精度的機床幾何尺寸的基礎(chǔ)上的，穩(wěn)定的機床幾何尺寸就對設(shè)備的地基提出了要求。

1.設(shè)備情況簡述

2011年6月，由于我公司技改升級需要，購進一臺XKA2830х80動梁式龍門鏜銑床，該設(shè)備設(shè)備集機械、電氣、液壓、計算機控制等先進技術(shù)于一體的重型機械加工設(shè)備，可實現(xiàn)不同金屬材料的大型復(fù)雜基礎(chǔ)件、箱體類零件、鑄鍛件、焊接件的粗精加工，可對金屬平面、曲面和孔類切削加工，也可對斜面、斜孔、曲面、及零件型腔內(nèi)部進行加工，具有銑削、鏜削、鉆削、攻絲、锪孔等功能，配備附件銑頭以后具有工件一次裝卡，五面加工的能力。

工作臺面尺寸：

長×寬：8000×3000mm

T型槽： 36mm

最大承載重量：≥20t/ m2

加工工件的范圍：

最大加工尺寸：長：≥8000mm，寬：≥3000mm，高：≥4000mm;

龍門框架的有關(guān)參數(shù)和要求：

龍門立柱通過工件最大尺寸：≥3900mm 。

龍門移動（X軸）：≥8500mm;龍門移動速度0～10000mm/min;床身自重300噸，機床輪廓尺寸為17.2m×10.45m×8.68m。

2.設(shè)備安裝遇到問題

在地基完工后，我們對該設(shè)備進行安裝，首先對龍門導(dǎo)軌進行安裝，調(diào)校。基礎(chǔ)預(yù)制孔二次澆灌完成后。在混凝土達到設(shè)計凝固周期后，對直線度和平行度進行測量，在一個測量周期內(nèi)超出設(shè)備設(shè)計的允差范圍。經(jīng)多次調(diào)校無果。

在現(xiàn)場查看觀測，發(fā)現(xiàn)預(yù)制孔內(nèi)混凝土有裂紋，故懷疑混凝土標號太低，強度不夠。然后采購高標號專用設(shè)備地基灌漿料進行澆灌，進行第二次設(shè)備基礎(chǔ)澆灌。澆灌完成后，待凝固期至，測量后又出現(xiàn)了與第一次相同結(jié)果。

3.導(dǎo)致該情況的原因淺析

對安裝過程中出現(xiàn)的問題，我們認真分析，排除了混凝土的強度因素。由于該機床外形尺寸較大，自重較大。為達到加工精度和工作臺和立柱滑座導(dǎo)軌功能的正常，地基在橫向和縱向的彎曲變形一定不能超出限制范圍。對平面度、直線度、角度精度和平行度等的精度要求越高，允許的變形量就越少。 排出各種影響因素后，我們最終找到問題所在，設(shè)備地基的內(nèi)應(yīng)力沒有釋放完，導(dǎo)致整個基礎(chǔ)不穩(wěn)定。我們的設(shè)備基礎(chǔ)沒有預(yù)壓。

4.解決方案

設(shè)備安裝前對設(shè)備基礎(chǔ)進行預(yù)壓，在設(shè)計最大荷載作用下使其預(yù)先產(chǎn)生沉降直至變形穩(wěn)定，待卸載后進行設(shè)備安裝并投產(chǎn)后，使得設(shè)備基礎(chǔ)不再發(fā)生沉降變形，達到保護生產(chǎn)設(shè)備目的，另一方面使得設(shè)備基礎(chǔ)穩(wěn)定后，還可有效提高設(shè)備生產(chǎn)效率。

：在設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)壓過程中，通過對設(shè)備基礎(chǔ)的沉降跟蹤觀測，可以獲得設(shè)備基礎(chǔ)準確可靠的沉降數(shù)據(jù)，了解設(shè)備基礎(chǔ)在預(yù)壓和生產(chǎn)運營期間的實際沉降狀況，并且避免在預(yù)壓過程中產(chǎn)生不均勻沉降（傾斜超過設(shè)計要求），分級加載時在滿足設(shè)計荷載分布情況下，通過局部超加載使整體筏板沉降平衡穩(wěn)定，可保護筏板基礎(chǔ)整體穩(wěn)定性。

在加工裝配廠房北墻附近建立水準基準點BM1、BM2、BM3，基準點應(yīng)埋設(shè)在能長期保存，地基穩(wěn)定的地方。

點位標志采用混凝土水準點標石。根據(jù)場地周圍環(huán)境條件，選取該設(shè)備基礎(chǔ)北側(cè)鋼結(jié)構(gòu)獨立柱基混凝土頂面，需用紅漆明顯標注。

數(shù)據(jù)處理采用條件觀測平差或間接觀測平差方法，計算取位0.01mm。

垂直監(jiān)測網(wǎng)初期每3個月復(fù)測一次，在以后當沉降趨向穩(wěn)定復(fù)測時間可適當延長。根據(jù)本次觀測周期短而集中的特點，垂直監(jiān)測網(wǎng)復(fù)測一次。

按照設(shè)計圖，在實際工作中根據(jù)規(guī)范及現(xiàn)場情況，動梁式龍門加工中心設(shè)備基礎(chǔ)共布設(shè)沉降觀測點6個。

a、標志選用Φ18mm以上，長15—25cm的鋼筋，彎曲成“┛”形狀。

b、標志埋設(shè)在建筑物框架結(jié)構(gòu)的立柱上，距±0面的高度為0.3m—0.5m左右，具體位置現(xiàn)場確定。

c、標志位置應(yīng)按設(shè)計圖紙埋設(shè)，并且符合下列規(guī)定：位于建筑物四周，埋設(shè)在外墻每12m—20m處或每隔2—3根柱基上或沉降縫、伸縮縫的兩側(cè)。

d、標志埋設(shè)應(yīng)穩(wěn)固，并標識明顯記號。

③沉降觀測

a、沉降點與部分監(jiān)測網(wǎng)點組成環(huán)形閉合路線。路線在整個作業(yè)中應(yīng)基礎(chǔ)固定。

b、按二等沉降觀測的精度和觀測方法進行施測。

c、數(shù)據(jù)處理采用條件觀測平差或間接觀測平差，計算取位0.01mm。

d、通過對6個沉降觀測點進行跟蹤觀測，來控制堆載預(yù)壓施工速度，確保每次加載后設(shè)備基礎(chǔ)均均沉降。依據(jù)有關(guān)規(guī)范，某一次加載后，若出現(xiàn)觀測點沉降量大于1mm，應(yīng)延長堆載及觀測時間，同時各觀測點之間沉降量應(yīng)相對平衡，當基礎(chǔ)沉降傾斜值超過設(shè)計圖紙要求時，對部分沉降量小的觀測點位，可適量超加荷載，達到均勻沉降，保護設(shè)備基礎(chǔ)筏板整體穩(wěn)定。

動梁式龍門加工中心設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)壓每次加荷載前后各觀測一次;共分7次加荷載，共觀測14次;預(yù)壓荷載加滿后延時30天，再觀測1次，然后卸載后觀測1次;合計沉降觀測總次數(shù)為16次。觀測中如發(fā)現(xiàn)那級荷載加載后，本級加荷沉降量大于1.00mm，依據(jù)有關(guān)規(guī)范應(yīng)延長監(jiān)測時間，待沉降相對穩(wěn)定≤0.05mm/d，方可加下一級荷載，考慮加密監(jiān)測，實際沉降觀測總次數(shù)約為24次。

每次觀測前，應(yīng)對相關(guān)儀器及設(shè)備進行檢查。

分8級進行預(yù)壓堆載，每級加載200t，荷載按設(shè)備基礎(chǔ)載荷分布圖施加，延時不少于20h，第一次加載400t（一、二級同時加載），總加載為1600t;

每級加載前后對已埋設(shè)好的6個沉降觀測點均進行一次系統(tǒng)沉降觀測;

總加載完成后延時30天，再觀測一次，卸載完后再觀測一次。

5.結(jié)論

預(yù)壓完成后，設(shè)備導(dǎo)軌進行安裝調(diào)試，調(diào)校誤差均在允差范圍之內(nèi)。目前該設(shè)備已經(jīng)正常運轉(zhuǎn)三年之久。

參考文獻

[1]《工程測量規(guī)范》（GB50026—2007）.

[2]《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8—2007）.

[3]《國家一、二等水準測量規(guī)范》（GB/T 12897—2006）.