摘 要 機床基礎(chǔ)和施工的注意事項。一種快捷、方便、簡單、高精的壓漿安裝法，方法適用于一切機械設(shè)備在水泥基礎(chǔ)上的安裝。提出一個理念，精良的機床沒有精良的基礎(chǔ)和安裝，它將不再精良。
關(guān)鍵詞  機床 基礎(chǔ) 選址 防震墊鐵   隔熱 地腳坑 安裝  

1 概述
當(dāng)前我國的機床需求量占世界首位。近兩年來，很多機械制造企業(yè)，特別是重型機械制造業(yè)投下巨資購置機床，進行設(shè)備更新和擴大再生產(chǎn)。因此在一個老廠房或一個全新的廠房，人們往往會看到幾臺、幾十臺機床在同期進行基礎(chǔ)的開挖、灌制和機床的安裝，但你會極少看到設(shè)計和施工完美的基礎(chǔ)和正確的安裝。原因是人們忽略了機床的安裝，或者說機床基礎(chǔ)與機床的安裝是機床供貨商和用戶之間一個荒涼地帶。
由此人們犯了一個又一個錯誤：選擇安裝地點的失誤，沒有遠(yuǎn)離振動，沒有考慮環(huán)境溫度，沒有考慮到地下水、再生地、土壤疏松、流沙、流泥的影響，安裝方法的落后……。而所有這些都會導(dǎo)致不必要的安裝拖期、中斷、費用的增加、安裝精度的降低，由此引發(fā)機床振動、熱變形、精度過早喪失、功能限制等后果。

2 機床基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)有如下的考慮
（1）要清楚地知道機床安裝地點的地表狀況和土壤承載能力。這些應(yīng)由專業(yè)人員以書面的、數(shù)據(jù)化的形式提交給機床基礎(chǔ)的設(shè)計者。
（2）機床基礎(chǔ)必須有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性。必須滿足機床生產(chǎn)廠家提出的具體要求，應(yīng)嚴(yán)格遵守機床廠家提供的機床負(fù)荷圖進行設(shè)計。
（3）嚴(yán)格遵守和貫徹執(zhí)行國家對基礎(chǔ)設(shè)計和施工的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
（4）在購置機床的技術(shù)協(xié)議和商務(wù)合同中，一定要注明向供貨商索取基礎(chǔ)設(shè)計建議書、動靜載荷受力圖、鋼筋及預(yù)埋件布置圖及載荷圖等。
（5）要熟知機床****的外廓尺寸、操作者的操作區(qū)域、廠房立柱及立柱底座尺寸、天車高度及起重噸位、車間頂棚鋼梁及結(jié)構(gòu)、安裝地點周邊的設(shè)備和設(shè)施等等。
（6）要確保有足夠的空間來擺放機床輔具。這對于重型機床及復(fù)合機床優(yōu)為重要。
（7）應(yīng)考慮必要的機床安裝調(diào)試和維修通道，并配以必要的照明和電源插座。
（8）對于在高溫和嚴(yán)寒地帶，溫差變化較大的廠房里安裝機床，一定要考慮地表和地下溫度對床身精度的影響，這一點對于細(xì)長床身機床的安裝優(yōu)為重要。
（9）要保證機床床身、墊鐵、水泥基礎(chǔ)的接觸精度及剛度，這是保證機床安裝質(zhì)量和機床精度的關(guān)鍵，它對于機床的加工精度和加工能力關(guān)系重大，也會嚴(yán)重影響機床精度的持久性。

3 機床安裝選址應(yīng)注意的問題
（1）應(yīng)保證機床安裝部位環(huán)境溫度在15℃～25℃之間。
（2）機床安裝部位12h內(nèi)溫度波動應(yīng)≤±2℃，精密數(shù)控機床應(yīng)≤±1℃。
（3）機床安裝部位高度方向5000mm內(nèi)溫差應(yīng)≤2℃，精密機床應(yīng)≤1℃。
（4）機床基礎(chǔ)必須隔絕外界溫度的影響，要用隔熱材料將基礎(chǔ)周邊與土壤隔絕。這對于處在高寒、高溫地區(qū)靠近車間外墻安裝設(shè)備的基礎(chǔ)尤為重要。
人們忽略了一個重要的問題，那就是溫度對機床基礎(chǔ)的影響會直接導(dǎo)致機床精度的喪失，特別是長型床身（如大型龍門銑工作臺床身），基礎(chǔ)和環(huán)境的溫差，會直接發(fā)生床身導(dǎo)軌上凸和下凹的大幅度熱變形，導(dǎo)致靜壓導(dǎo)軌靜壓系統(tǒng)失效，使機床難以正常工作。
（5）進入車間的陽光不能透過門窗直接照在機床上，特別是龍門類機床應(yīng)防止單面光照。
（6）車間打開門窗所進入的冷空氣或熱風(fēng)幕及采暖設(shè)備產(chǎn)生的熱空氣也不能直接進入機床區(qū)域，特別是防止流動的空氣進入和機床單方向局部受熱。
（7）機床安裝部位要遠(yuǎn)離振源。一般為5～8m，或采用可靠的防振措施。機床與廠房外墻和立柱間距應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：小型≥0.7m、中型≥0.8m、大型≥0.9m。
（8）機床安裝部位要遠(yuǎn)離污染，避免空氣中的粉塵，油霧等不良影響。
（9）機床安裝部位應(yīng)滿足工藝要求，應(yīng)便于工件的吊運裝卸，應(yīng)便于工件的存放，應(yīng)便于切屑的清理，應(yīng)便于機床電源和壓縮空氣的配備，應(yīng)考慮機床安裝維修的方便及操作安全。

4 機床基礎(chǔ)的一般要求
（1）基礎(chǔ)的傾斜不應(yīng)超出規(guī)定，一般為3mm/m～25mm/25m
（2）基礎(chǔ)的變形不應(yīng)超過下式計算的變形量
變max=0.001/(L/2)式中　L—相對于各個寬度下的長度，cm
（3）設(shè)置基礎(chǔ)變形檢測平板進行監(jiān)測。
（4）基礎(chǔ)預(yù)埋件應(yīng)與鋼筋焊牢，固定好預(yù)埋的管線。對于設(shè)計要求預(yù)埋的管道要作好防腐、防滲、防漏處理，特別是油路管道，一定要仔細(xì)進行內(nèi)徑清洗，推薦選用適當(dāng)?shù)腜VC管預(yù)埋。
（5）對靠近車間廠房天車立柱基礎(chǔ)的部位要進行隔振處理。
（6）基礎(chǔ)澆鑄應(yīng)一次連續(xù)進行。
（7）基礎(chǔ)周邊應(yīng)進行隔振處理。
（8）基礎(chǔ)周邊應(yīng)進行隔熱處理。
（9）基礎(chǔ)表面應(yīng)進行防腐、防油、防水、防滲處理。

5  機床基礎(chǔ)防振隔熱處理

（1）精密機床安裝位置應(yīng)盡量避免有劇烈振動的設(shè)備，如重型機床、鍛壓設(shè)備等。應(yīng)遠(yuǎn)離天車鋼梁立柱，若安裝位置受限，要將立柱基礎(chǔ)和機床基礎(chǔ)用懸挑法隔開，如圖1所示。
（2）在高寒高溫地區(qū)，靠近車間外墻安裝精密機床的基礎(chǔ)，一定要進行隔熱處理。
（3）在機床基礎(chǔ)與土壤之間設(shè)50～100mm寬的防振溝，用類似聚苯乙烯之類的材料充填。在防振溝內(nèi)夾入石棉等隔熱保溫材料，亦可解決基礎(chǔ)溫度與外界溫度溫差的影響，如圖2所示。
（4）超精密機床，如導(dǎo)軌磨床、軋輥磨床等，其防振方法是采用彈性支承部件將整體的基礎(chǔ)塊懸浮起來。近年來有人認(rèn)為這種方法的效果往往不能令人滿意，推薦另一類形式，如圖3、圖4所示。

6 基礎(chǔ)的防油、防水、防滲、防腐
機床基礎(chǔ)由于長時期受到油、水等有害液體浸蝕，會發(fā)生疏松損壞，引起地腳螺栓松動，使機床功能喪失或部分喪失。這些油和水可能來自機床的泄漏和切削冷卻系統(tǒng)的失效。
防治的方法有多種，如在澆鑄基礎(chǔ)的水泥漿中加入聚合物添加劑等。但常用的方法是在基礎(chǔ)表面上涂層，涂敷防腐，防油、防水、防滲的環(huán)氧漆等，應(yīng)注意分?jǐn)?shù)次涂敷，每次厚度在0.03mm左右。

7 基礎(chǔ)地腳坑
地腳坑是基礎(chǔ)與機床聯(lián)接的關(guān)鍵部位，應(yīng)特別注意以下問題：
（1）地腳坑的形狀和尺寸應(yīng)附合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定
（2）地腳坑坑壁應(yīng)做得盡量粗糙
（3）不能使用聚苯乙烯做型模，因為它清除十分困難
（4）地腳坑應(yīng)與理想中心線垂直
（5）地腳坑應(yīng)分為墊鐵坑和螺栓坑二層，如圖5所示
（6）地腳坑亦可做成環(huán)槽式，用薄壁金屬型模做出，如圖6所示。
 

8 機床在基礎(chǔ)上的安裝
   一臺大型機床的基礎(chǔ)造價是十分昂貴的。高質(zhì)量、高水平的機床基礎(chǔ)，如果沒有精良的機床安裝，昂貴的基礎(chǔ)將部份或全部喪失其價值。而做到機床在基礎(chǔ)上的精良安裝，是一件很不容易的事情。這個安裝包括了床身、立柱等通過墊鐵、地腳螺栓、二次灌漿錨固在機床基礎(chǔ)上的全過程。其中最難以實現(xiàn)的是床身、墊鐵、灌漿水泥表面的良好的接觸率和接觸剛度
而機床壓漿安裝法很輕易地解決了這個問題。它打破了傳統(tǒng)的手工修整墊鐵與基礎(chǔ)配合表面等落后的方法，采用了一種全新的工藝手段和新的灌漿材料，使床身、墊鐵、水泥的接觸表面在浮動的、自然就位的狀態(tài)下固化，幾乎保證了100%的接觸率，使接觸剛度達到了****。使床身、立柱等機床部件在基礎(chǔ)上的安裝得精良，保證了整個機床的精度、精度持久性及機床功能。
下面以此為例，講述機床在基礎(chǔ)上的安裝程序及注意事項：
（1）機床基礎(chǔ)澆灌完工后，應(yīng)適時對基礎(chǔ)進行預(yù)壓，用適當(dāng)重物遍布基礎(chǔ)表面，預(yù)壓重量為機床自重與****工件重量總和的1.2～2倍。預(yù)壓后的基礎(chǔ)，可減少下沉等變形對機床精度和功能的影響。
（2）安裝單位接到安裝任務(wù)后，應(yīng)首先派出專業(yè)人員對機床的安裝基礎(chǔ)進行檢驗，主要是幾何尺寸和制作質(zhì)量檢查。檢驗合格后，安裝人員才能進入現(xiàn)場開始安裝，并正式計算安裝時間，確保在合同約定時間內(nèi)完成安裝調(diào)試任務(wù)。
（3）在二次灌漿的前1～2天，應(yīng)對地腳坑進行認(rèn)真清理，不得有臟物、雜物、灰塵等。接著在坑內(nèi)注滿水對坑壁進行浸潤，保證灌漿水泥所需要的濕度，以獲取二次灌漿與基礎(chǔ)高強度的結(jié)合，這是非常重要的一項工作，萬萬不可忽略。
（4）床身調(diào)整墊鐵推薦選用如圖７所示的盒式墊鐵。圖7中尺寸為參考尺寸。此類墊鐵已系列化生產(chǎn)，可根據(jù)所需承載從專業(yè)廠家選購。
 
圖7
圖7中所示的配合表面為精密接觸面，應(yīng)保證接觸率在85%以上，特別是兩斜鐵配合表面應(yīng)仔細(xì)檢查，否則通過手工刮研實現(xiàn)。
圖7中“d”所示為橡膠密封圈或墊，它的功能是防止二次灌漿時水泥向上串入墊鐵盒內(nèi)造成污染，以至破壞盒內(nèi)斜鐵各滑動精密配合表面，應(yīng)注意保護其不破損，更不能漏裝。
圖7中“f”所示為墊鐵盒定位環(huán)，它的功能是支撐著墊鐵預(yù)掛在床身上。調(diào)整無誤后用頂絲“g”緊固好。在機床安裝進入壓漿工序時（后述），它將隨著床身和墊鐵的壓下而下移，千萬不能焊死在地腳螺栓上。
圖7中“j”“ k”所示為水平方向和垂直方向調(diào)整螺栓，其中垂直方向調(diào)整螺栓“k”距基礎(chǔ)表面應(yīng)有足夠的高度，以滿足調(diào)整板手的吻入。
圖7中“s”為床身地腳孔與地腳螺栓定心套，它保證床身水平方向調(diào)整時有足夠的空隙，防止孔壁與地腳螺栓外徑干涉，不可漏裝。
（5）將盒式墊鐵分解清洗，應(yīng)特別注意配合表面的清整，然后在墊鐵斜面、各滑動面及螺紋處涂潤滑油，注意只能用潤滑油，不能用潤滑脂。
（6）用適當(dāng)高度的墊鐵或墊木將床身支撐好，如圖8所示。
   
   圖8
（7）將調(diào)整墊鐵副與地腳螺栓裝入床身（圖7、圖8）。具體工序如下：
首先根據(jù)墊鐵與床身地腳厚度將定位環(huán)“f”調(diào)整好，保證地腳螺栓“g”與螺母“b”旋合后露出3－4個螺紋。同時將斜鐵調(diào)整成有三分之二可上調(diào)的狀態(tài)。接著在地腳螺栓“g”上裝入密封圈“d”，盒式墊鐵副“c”，組合后裝入床身地腳孔，然后裝入定心套“s”，最后用螺母“b”緊固，懸掛在床身下端。
（8）將數(shù)塊規(guī)格為100mm×50mm×25mm的平鐵和80mm×50mm的斜鐵組合后在適當(dāng)位置預(yù)放于機床基礎(chǔ)兩地腳坑之間，亦可用千斤頂替代（圖9、圖10）。
 
 
圖11
（9）吊起床身，撤掉墊木，將床身落下并置于平鐵斜鐵組合或千斤頂上，床身懸掛的墊鐵副與地腳螺栓進入基礎(chǔ)地腳坑中。要保證墊鐵底面與墊鐵坑有50mm以上的灌漿空間（圖7～圖11）。
（10）用斜鐵或千斤頂，粗調(diào)床身。若床身為多段拼接，粗調(diào)精度應(yīng)滿足定位銷及連接螺栓的裝配要求。
（11）將地腳坑中提前1～2天灌注的水抽干，不得有明水。如有明水，會使界面處水料比增大，降低結(jié)合強度，影響整個施工質(zhì)量。
（12）地腳螺栓坑灌漿。這是機床安裝中關(guān)鍵的工作，對確保機床的精度和加工能力是至關(guān)重要的，一定要嚴(yán)格、謹(jǐn)慎進行。灌漿水泥與灌漿要求如下：
1）選用的灌漿水泥必須是膨脹水泥，也稱無收縮水泥，普稱為水泥基灌漿料。這種水泥基灌漿料是由水泥、集料、添加劑、礦物質(zhì)摻和物等多種材料組成，經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)而成的干混料。它加水拌和后具有高流動性、早強性、高強性、不離析、微膨脹等良好的工藝性能。
由此它提高了工程質(zhì)量、簡化了施工工藝、加快了施工進度。也由此于1997年被國家科委列為國家科技成果重點推廣項目。目前我國生產(chǎn)此類產(chǎn)品廠家很多，一定要選用名優(yōu)產(chǎn)品，否則后患無窮。
2）要嚴(yán)格按灌漿水泥產(chǎn)品說明書要求進行攪拌混合。在保證其流動性的前提下，盡可能少加水，水與水泥的比例一般不超過13%。
3）攪拌混合應(yīng)在盡量短的時間內(nèi)完成，一般不應(yīng)超過3min。推薦采用機械攪拌，嚴(yán)禁二次攪拌。
4）攪拌混合后的灌漿水泥應(yīng)在短時間內(nèi)一次用完，一般不應(yīng)超過30min。
5）灌漿料盡可能在高的位置上進入地腳坑，推薦用一根通徑大于50mm。長約1000 mm的膠管或軟塑料管垂直放置，用漏斗將灌漿料導(dǎo)入地腳坑。
6）灌漿過程中要嚴(yán)禁空氣混入、嚴(yán)禁震搗、嚴(yán)禁灌后移動螺栓。
7）灌漿時環(huán)境溫度最好在20℃左右，否則固化時間過長且降低水泥抗壓強度。
（13）調(diào)整墊鐵坑灌漿。這是距地腳螺栓坑灌漿至少一天后進行的。這里特別提醒的是，地腳螺栓和調(diào)整墊鐵不能在同一天灌漿，否則將釀成大錯。
調(diào)整墊鐵地腳坑的灌漿按以下要求進行：
1）已初固化的地腳螺栓坑灌漿表面應(yīng)該是濕潤、打毛糙的。
2）灌漿水泥應(yīng)從墊鐵一邊或一角注入，從另一邊溢出，以防止裹入空氣，影響灌鑄質(zhì)量。
3）灌漿完了后，表面應(yīng)該保持?jǐn)?shù)日是潮濕的，以防表面微裂。
其他要求同以上“12”所述。
（14）壓漿。壓漿方法和注意事項：
1）壓漿要適時進行，過早過晚會發(fā)生壓過量或壓不動的錯誤。而時間和壞境溫度等都是影響灌漿水泥固化強度的因素，要視情況而定。一般的灌漿水泥在18小時后抗壓能力可達47N/mm2，2天后可達55N/mm2，如德國的“KM2”水泥。而國產(chǎn)灌漿水泥要注意查看其技術(shù)文件說明，但原則上是灌漿水泥強度達到80%時即可壓漿。
2）將平鐵、斜鐵、千斤頂?shù)扰R時支撐撤掉。此時，床身重量通過調(diào)整墊鐵全部壓在二次灌漿水泥上。
3）由兩人在床身兩側(cè)同時緊固地腳螺栓螺母（圖7所示“b”）。使用扭矩搬手進行，用力應(yīng)均勻。
此時，由于地腳螺栓已可靠地錨固在基礎(chǔ)地腳坑中，不可能上移，螺母即將床身壓向調(diào)整墊鐵，而調(diào)整墊鐵則壓向灌漿水泥，由于水泥已有足夠的抗壓能力，但沒有完全固化，會發(fā)生壓縮變形，而在其壓縮變形的同時，床身、墊鐵、水泥的接觸表面會自然就位，補償了加工制造及裝配的誤差，調(diào)整墊鐵和灌漿水泥幾乎是100%的接觸。而這一過程的關(guān)鍵是定位環(huán)“f”（圖7）必然會隨之下移，這也就是為什么不能將其焊死在地腳螺栓上的道理。
4）上述工作由床身中間向兩端進行，避免床身產(chǎn)生應(yīng)力變形。
（15）精平床身
這是一項機床安裝的常規(guī)工作。用水平儀、橋尺、平尺、準(zhǔn)直儀、激光干涉儀，電子顯微鏡等驗具，通過調(diào)整墊鐵的調(diào)整螺栓，將床身精調(diào)至安裝標(biāo)準(zhǔn)要求。一般垂直平面內(nèi)的直線度0.02/1000mm，水平面內(nèi)的直線度0.015/1000mm，全長不得超過0.05mm。
至此，機床在基礎(chǔ)上的安裝就全部結(jié)束。可交付檢查驗收，合格后即進入下一步安裝序。

9 結(jié)束語
機床基礎(chǔ)與機床在基礎(chǔ)上的安裝，是設(shè)備前期管理的重要內(nèi)容，萬萬不可粗心大意，應(yīng)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、仔細(xì)地做好每一步工作。
機床基礎(chǔ)與機床安裝質(zhì)量好壞、水平高低往往是不可逆轉(zhuǎn)的，它將直接影響到機床的終生管理，務(wù)必引起部門專業(yè)人員的高度重視。　　　　　　　　　
精大稀機床的安裝應(yīng)設(shè)主管領(lǐng)導(dǎo)進行組織協(xié)調(diào)，對參與人員進行技術(shù)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)所安裝機床的技術(shù)資料，實踐證明這是十分必要的。
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