Требования к фундаментам под оборудование

Фундаменты под оборудование — особенности монтажа

Фундаменты под оборудование отличаются от оснований жилых или промышленных строений не только размерами. Суть различий кроется в самой конструкции таких фундаментов. Ведь такие основания ведь должны противостоять не только статическим (несущим), но и динамическим нагрузкам, источником которых является закрепленное на фундаменте оборудование.

К тому же, те условия, в которых эксплуатируется фундамент под оборудование, мягко говоря, далеки от идеала. Ведь помимо вибрации корпуса такое основание поглощает и массу агрессивных веществ – смазок, масел, охлаждающих жидкостей и прочих субстанций, действующих на тело фундамента самым разрушительным образом.

Но в этой статье мы расскажем вам не об отличиях между классическим основанием и фундаментом для оборудования, а о способе строительства конструкций, способных удержать и массу, и вибрацию любых станков и механизмов.

Устройство фундаментов под технологическое оборудование: общие правила

Сооружение фундамента под промышленное оборудование предполагает строительство конструкции с оригинальными качествами, а именно:

Значительной массой – чем больше вес основания, тем выше сопротивляемость вибрации.
Повышенной прочностью – чем выше стойкость к статическим и динамическим нагрузкам, тем больше период эксплуатации и самого фундамента, и смонтированного на основании оборудования.
Высокой устойчивостью к агрессивным средам – чем выше инертность хотя бы верхних слоев фундамента, тем дольше он прослужит в роли основания для станка или механизма.

Причем указанные характеристики дополняются еще и минимальными допусками по габаритам фундамента. То есть, на «своем месте» должны находиться не только болты, с помощью которых производится установка оборудования на фундамент – отклонения от расчетных габаритов (длинны, высоты, ширины) должны сводиться к минимуму.

Уклон ростверка должен отсутствовать в принципе. Иначе эксплуатационные нагрузки распределятся неравномерно, что уменьшит срок службы и основания и станины механизма.

Разновидности конструкций оснований

Подобный набор характеристик могут обеспечить только следующие разновидности конструкций фундаментов:

Бесподвальное основание плитного типа, гасящее вибрацию своей массой. Такие фундаменты можно залить в опалубку только на первом этаже цеха. Подобная конструкция обойдется в значительную сумму, поскольку на сооружение цельного основания плитного типа тратят максимальный объем строительного материала. Однако самые крупные станки и механизмы монтируют только на таких фундаментах.
Подвальное основание-перекрытие, монтируемое на втором этаже и выше. Такой фундамент гасит вибрацию, передавая колебания на каркас самого цеха (посредством контакта с межэтажным перекрытием). По сути – это такая же плита, только не залитая, а собранная из железобетонных изделий, установленных на балки межэтажного перекрытия. Подобное основание способно противостоять только статическим нагрузкам или вибрации с минимальной амплитудой.
Стенчатый фундамент, развивающий идею ленточного основания. Несущую нагрузку и вибрацию в данном случае принимают несущие стены или внутренние перегородки. Как правило, подобные фундаменты подводят под механизмы, расположенные на втором этаже цеха.
Основания рамного типа (с балочным ростверком). Такая конструкция выдерживает высокочастотную вибрацию. Поэтому в большинстве случаев фундаменты для ударных механизмов имеют «рамную» конструкцию. Ведь в опоры рамы можно вмонтировать демпферы, гасящие вибрацию.

↑

Конструкционные материалы оснований

Разумеется, основания подобного качества невозможно соорудить из первого попавшегося стройматериала.

И в большинстве случаев такие фундаменты строят из:

Железобетона (методом заливки в опалубку).
Железобетонных блоков (методом сборки с перевязкой).
Металла (сборка свайной конструкции с рамным ростверком).
Железобетона и металла (бетонные сваи или блоки и металлический ростверк).

Подвальные, бесподвальные и стенчатые фундаменты создают из железобетона или железобетонных блоков. Причем железобетон производят на основе раствором М200-М300 (для станков с минимальной массой), или М300-М400 (для действительно тяжелого оборудования). Рамные основания можно собрать из любой разновидности вышеупомянутых материалов.

Расчет фундамента под оборудование

Любое строительство начинается с расчетов самой важной части дома – его фундамента. И сооружение нового рабочего места начинается с расчетов основания под станок или механизм.

В основе таких расчетов лежит сопоставление несущей способности грунта со статической и динамической нагрузкой, генерируемой установленным на фундаменте оборудованием. Причем передаваемая на площадь подошвы фундамента сумма статической и динамической нагрузки должна соответствовать несущей способности опорного грунта.

Характеристики грунта вычисляют на основе инженерно-геологических изысканий, в процессе которых определяют глубину залегания грунтовых вод, состав почвы, глубину промерзания и так далее.

Статическая нагрузка определяется массой оборудования, вычисляемой по спецификации станка или механизма. Динамическая нагрузка определяется по расчетному давлению на ростверк фундамента.

Причем указанное давление, генерируемое массой станка, корректируют с помощью двух коэффициентов:

Константы условий работы (от 0,5 для кузнечного молота, до 1,0 для токарно-винторезного станка).
Константы осадки грунта (от 0,7 до 1,0 – в зависимости от влажности почвы).

В итоге, зная массу станка, тип почвы и условия работы, можно высчитать (по несущей способности грунта) габариты основания.

Строительство основания для оборудования

Строительство простейшего основания плитного типа, под станок или маломощный пресс, происходит следующим образом:

Вначале следует определить месторасположение основания. Фундамент не должен соприкасаться со стенками, колоннами или внутренними перегородками самого здания. Минимальное расстояние от фундамента пресса до фундамента цеха равно 100 сантиметрам. Иначе вибрация перейдет на основание несущих стен, колон или перегородок.
После этого следует определить положение крепежных (фундаментных) болтов, фиксирующих станину пресса или станка. При этом нужно учитывать, что минимальное расстояние от края фундамента до оси болта рано 20 сантиметра. То есть, фундамент должен выступать за края станины, как минимум на 20-30 сантиметров.
Определив вышеупомянутые параметры можно приступать к земляным работам (рытью котлована). Причем глубина выемки грунта в не отапливаемом цеху равняется глубине промерзания + 25-40 сантиметров. В отапливаемом цеху глубина фундамента равняется 50-80 сантиметрам. Габариты самого котлована, равны ширине и высоте фундамента + глубина залегания подошвы. Ведь стенки котлована, как правило, обустраивают под наклоном в 45 градусов.
Завершив земляные работы можно заняться повышением несущей способности грунта, подсыпав на дно двухслойную песчано-гравиевую подушку (по 15-20 сантиметров на каждую фракцию).
Следующий этап – строительство опалубки, опоясывающей контур фундамента. Ее собирают из съемных металлических или деревянных щитов, соединенных поперечными стяжками.
На следующем этапе во внутреннюю полость основания вводят армирующий каркас (в основаниях для небольших станков можно обойтись без каркаса), а дно опалубки укрывают слоем гидроизоляции (рубероида). В особых случаях на дно основания укладывают особый материал, гасящий вибрацию (дубовый брус или что-то другое).
После этого внутреннюю полость заполняют бетоном, укладывая раствор слоями по 10-15 сантиметров.

Причем каждый слой тщательно утрамбовывается. Заливка и тамбовка каждого слоя должна завершиться до схватывания раствора (35-40 минут от момента введения бетона в опалубку).

В финале в верхний слой заливки вводят фундаментные болты с коническими или загнутыми торцами.

Фундамент считается готовым к эксплуатации спустя 25-30 дней от момента заливки. За это время монолит основания выйдет на расчетную прочность. Раньше этого срока оборудование на фундамент не монтируют.

Устройство фундаментов под оборудование

Устройство фундаментов

Фундамент – монолитное сооружение под машиной или аппаратом, предназначенное для передачи грунту давления, производимого массой машины или аппарата и силами, возникающими при их работе. Фундамент жестко связан с установленным на нем оборудованием и придает дополнительную жесткость и устойчивость.

Фундамент состоит из двух частей: нижней – подушки и верхней – собственно фундамента.

В качестве материала для подушки фундамента применяют:

– бутовый камень, укладывают на цементном растворе, состоящем из одной части цемента и двух частей песка (по объему);

– бетон, состоящий из одной части цемента, двух частей песка и четырех частей щебня (по объему).

Материалом для фундамента служат нормально обожженный, не имеющий трещин и деформаций кирпич и бетон, состоящий из одной части цемента, двух частей песка и четырех частей щебня (по объему).

Фундаменты изготавливают на основании чертежей, которые разработаны заводом-изготовителем оборудования. Они состоят из планов и разрезов фундамента и содержат расчет его массы. В чертежах конкретизированы конструкции фундамента, расчеты его устойчивости, а также привязки к строительным конструкциям.

При постройке фундамента следует не допускать превышение допустимого давления на грунт, так как это приводит к оседанию и деформации фундамента. Чтобы снизить нагрузки на грунт делают подушку, тем самым увеличивая площадь основания фундамента.

Если грунт выдерживает нагрузку, то работа по устройству подушки под фундамент сводится к ее планировке.

В случае мягкого глинистого или илистого грунта делают бетонную подушку (толщиной 300 – 400 мм), на которой и возводят фундамент. Подушка должна равномерно выступать во все стороны за границы основания фундамента.

Глубина заложения фундамента зависит от характера грунта, глубины его промерзания, от типа и размеров монтируемого оборудования. Обычно глубина заложения фундамента принимается не менее 0,7 глубины промерзания – для неотапливаемых помещений и 0,5 глубины промерзания – для отапливаемых помещений.

При устройстве бетонных и железобетонных фундаментов по окончании укладки подушки изготавливают опалубку из вертикальных дощатых щитов толщиной 22 – 25 мм. Щиты устанавливают вдоль наружных контурных линий фундамента и прочно соединяют между собой (рис.17.3).

Рис.17.3. Разметка шаблонов под анкерные болты:

1 – опалубка; 2 – шаблон; 3 – отвес

При наличии грунтовых вод, а также для защиты от воздействия агрессивных растворов (сверху и с боков), фундамент изолируют или пронизывают различными кислотостойкими материалами (битум, толь, рубероид или полиизобутилен).

Разметку осей фундаментных болтов производят при помощи шаблона на опалубке фундамента, к нему прикрепляют фундаментные болты с анкерными щитами, шайбами и гайками.

Разметку колодцев для фундаментных болтов производят при помощи шнуров или специальных шаблонов.

Минимальный размер сечения колодца 100 × 100 мм. Глубина заложения фундаментных болтов должна быть на 100 – 300 мм меньше глубины заложения фундамента. Расположение колодцев для фундаментных болтов должно допускать возможность смещения фундаментной плиты машины на 10 – 20 мм в любую сторону.

При отсутствии шаблона в местах, где должны быть колодцы для фундаментных болтов, устанавливают гладко оструганные деревянные пробки или суживающиеся к низу трубы из тонких досок или фанерные цилиндры. Деревянные пробки до полного схватывания фундамента рекомендуется слегка раскачать, что позволит их легко удалить.

Приготовленный бетон для фундамента укладывают слоями толщиной 8 – 10 см и тщательно утрамбовывают до появления воды на поверхности слоя. Сооружение фундамента должно вестись непрерывно. Если допущен перерыв, то в последний на глубину 25 – 30 см вставляют металлические стержни длиной 50 – 60 см на расстоянии 30 – 40 см один от другого, а поверхность ранее уложенного бетона насекают, тщательно очищают, промывают и покрывают слоем цементного раствора (одна часть цемента и две части песка) толщиной 20 мм.

Читать еще: Фундамент для бани своими руками пошаговая инструкция

Отметка верха фундамента должна находиться на 25 – 40 см ниже проектной отметки, чтобы между фундаментом и рамой машины можно было установить монтажные прокладки для выверки и произвести подливку цементным раствором.

Приготовленный к сдаче фундамент, должен отвечать следующим требованиям: на всех фундаментах, сдаваемых под монтаж, должны быть заделаны металлические планки с нанесенными на них осевыми и высотными отметками; они не должны иметь раковин, поверхностных трещин и других дефектов; положение опорной поверхности фундаментов как в горизонтальном, так в вертикальной плоскости должно быть правильным (рис.17.4).

Рис.17.4. Схема планки для нанесения на фундаментах осей

и высотных отметок:

1 – фундамент; 2 – планка; 3 – высотная отметка; 4 – осевая отметка

Приемку фундамента оформляют актом, который подписывается строительной и монтажной организациями и пищевого предприятия и утверждается главными инженерами строительного и пищевого предприятия.

Требования к фундаментам под оборудование

Монтаж фундамента станка необходим для работы технологического оборудования, важно точно рассчитать и подготовить основание для его монтажа. Каждый вид оборудования имеет свое назначение, способно выполнять специфические функции, обладает свойственными только для него характеристиками. Вес и размеры оборудования, действующие на него нагрузки, создаваемые при работе вибрации влияют на выбор фундамента под будущий станок.

Фундамент должен служить надежным основанием станка, обеспечивающим максимальное использование его возможностей по производительности и точности в течение заданного срока службы и исключающим влияние станка на работу соседнего оборудования. Для этого необходимо, чтобы фундамент при удобном размещении и прочном закреплении станка отвечал требованиям обеспечения жесткости и виброустойчивости станка и ограничения уровня колебаний, передаваемых от станка.

По условиям прочности почти всякий грунт может служить надежным естественным основанием фундамента, так как при размерах фундамента, выбираемых из условия размещения станка, давление на основание обычно не превышает 5 Н/см². Прочность элементов конструкции фундамента при реальных размерах и конструктивных формах фундаментов оборудования также обычно обеспечивается с запасом.

Требования к фундаментам по критериям жесткости и виброустойчивости установленных на них станков разных типов различны и определяются влиянием установки на работоспособность станков.

Влияние установки на точность обработки и качество обработанной поверхности определяется уровнем относительных статических перемещений и колебаний инструмента и детали, разным при различных способах установки. У тяжелых станков при недостаточной жесткости фундамента оказываются значительными погрешности обработки, обусловленные деформациями системы станина–фундамент под действием веса перемещающихся узлов станка. Вынужденные колебания, интенсивность которых зависит от установки станка, определяют появление искажений формы обрабатываемых деталей, в частности появление волнистости.

Влияние установки станков на производительность проявляется в том, что при более жесткой установке возможна обработка на более высоких режимах и выше устойчивость при резании.

Влияние установки на долговечность станков определяется повышенным темпом износа в связи с нарушением правильного контакта в направляющих и ростом колебаний, а также «разбалтыванием» резьбовых соединений при интенсивных колебаниях.

Токарные, револьверные, шлифовальные и некоторые другие станки, установленные на полу без выверки и крепления, через короткое время теряют точность и требуют ремонта.

Особенности установки фундаментов под станки:
Установка станков на фундамент оказывает непосредственное влияние на работоспособность оборудования.

Мы предлагаем вам монтаж оборудования на фундаменты нескольких типов:

бетонные полы 1-го этажа (установка на общую плиту цеха); утолщенные бетонные ленты (установка на ленточный фундамент); специально проектируемые бетонные фундаменты, в том числе свайные и виброизолированные конструкции. другие

Фундаменты на пружинах

Фундаменты на пружинах являются самым совершенным, но и самым дорогим средством виброизоляции.

Достоинства фундаментов на пружинах определяются особенностями пружин, а именно:

стальные пружины допускают большие статические упругие перемещения (до 350 мм), поэтому с помощью пружин могут быть получены весьма низкие частоты собственных колебаний виброизолированной установки; пружины могут быть точно рассчитаны и изготовлены для получения любой заданной (линейной и нелинейной) характеристики; они могут работать при различных температурах, ползучесть стальных пружин пренебрежимо мала.

Фундаменты на пружинах применяются для виброизоляции машин давно, и вопросы их расчета и проектирования достаточно хорошо разработаны и удачно использованы в наших проектах.

Станковое оборудование на фундаментах может быть установлено следующим образом:

с креплением на анкерных болтах, то есть на специальных клиньях при условии заливки опорной поверхности станины цементов; на регулируемых опорных элементах без заливки цементом; без болтового крепления с заливкой опорной поверхности станины раствором; без болтового крепления с заливкой опорной поверхности станины раствором; на упругих опорах.

Также используется крепление с помощью болтов, устанавливаемых в скважины на готовых фундаментах

В большинстве случаев используются глухие фундаментные болты. Определенное распространение также получили цанговые болты

От того, насколько прочным и надежным будет основание, зависит длительность бесперебойной эксплуатации оборудования. Доверив монтаж фундамента компании «Синтез ТМК», можно быть уверенным в четком соблюдении требований, указанных в ППР, и получении надежной базы для установки любых конструкций.

В зависимости от необходимости могут быть предложены различные работы:

Подготовка проекта для изготовления фундамента; Выравнивание площадки, демонтаж существующих строений; Геодезические исследования и планирование места под фундамент; Различные земляные работы; Изготовление фундамента с использованием металлических конструкций, плит из металла или бетона; Нивелирование поверхности, установка горизонтали по уровню; Установка болтов и других фундаментных креплений; Контроль качества, финишная доводка фундамента.

Подготовить место необходимо под любое оборудование, тем более, под станки, производящие вибрацию при работе. Строительная бригада может выполнить установку основания согласно проекту, но при возникновении любых проблем возникает необходимость внесения корректировок в ходе работы, для чего необходимы особые знания и навыки.

Монтаж основания может оказаться достаточно сложной задачей, требующей высокой точности и применения специальной оснастки. Специалисты нашей компании обладают высокой квалификацией и имеют опыт различного рода работ, знают особые требования к фундаментам под различное оборудование, потому любая задача будет выполнена идеально.

Для заказчика главной задачей является нормальная работа оборудования, а потому подготовку фундамента под него следует доверять профессионалам. В нашем арсенале имеется оборудование для подъема грузов, подготовки и выравнивания площадок, установки основания, но не менее важным является опыт и особое обучение специалистов, способных выполнить работы любой сложности.

Особенностью нашего предложения является комплексный подход к монтажным работам, когда установка фундамента входит в комплекс других работ, а потому все действия рабочих согласовываются между собой. При этом достигается максимальная эффективность при оптимальной стоимости работ.

Нормативные документы используемые при монтаже фундаментов под технологическое оборудования:

Наша компания предлагает полный комплекс услуг по установке фундаментов под станки, линии и др. технологическое оборудование.

Фундамент для токарного станка — излагаем во всех подробностях

Фундамент, описание технологии подготовки фундамента для токарных станок с ЧПУ

Общие требования к фундаменту.
Фундамент служит основанием станка, обеспечивающим максимальное использование его возможностей по производительности и точности в течении длительного срока, исключающим влияние станка на работу соседнего оборудования. Для этого необходимо чтобы фундамент при удобном размещении и прочном закреплении станка отвечал требованиям обеспечения уровня колебаний, передаваемых от станка. Жесткость закрепления станка на фундаменте оказывает существенное влияние на точность станка при резании. Основное требование, предъявляемое к установке на фундамент высокоточного станка, является обеспечение надежной защиты от колебаний по полу на фундамент, то есть устройство виброизоляции.
Фундамент для станка должен быть изготовлен в соответствии со строй заданием на фундамент, указанном в документации на станок.
Крепёжные детали (анкерные болты) для установки станка на фундамент поставляются со станком или должны быть изготовлены покупателем станка согласно прилагаемой документации.

Требования к основанию

Фундамент для установки технологического оборудования, включая станки по механической обработке твердых материалов, несмотря на необходимость проведения индивидуального расчета в конкретных условиях эксплуатации, должен соответствовать СНиП 2.02.05-87.

Общие правила по устройству опор для машин, создающих динамические нагрузки, формулируются так:

Массивность. Чем больший вес имеет основание, тем выше его способность сопротивляться вибрациям станка.
Высокая прочность и жесткость. Устойчивость к постоянным и переменным нагрузкам прямо пропорционально влияет на срок эксплуатации оборудования на этом фундаменте. Жесткое крепление важно для высокоточных станков.
Повышенная устойчивость к агрессивным воздействиям (ГСМ, охлаждающие эмульсии, растворители). Необходимо обеспечивать максимальную инертность хотя бы для верхнего слоя монолита.

Такие характеристики нужны фундаменту в комплексе с выдержкой минимально допустимых отклонений по его расчетным габаритам.

В зависимости от массы станка (до 10 т или более) и класса точности разрешается применять под них различные по конструкции основания (общие, одиночные, вибро-изолированные). Вертикальные разрезы таких опор показаны на чертеже:

Ставить 1 шлифовальный станок или группу можно на утолщенные ленты, специально заливаемые в полу цеха, как показано на этом фото:

При монтаже станков на 2 этаже и выше используют рамный или стенчатый тип бесподвального фундамента. У них нагрузка распределяется через каркас на перекрытия или несущие стены (опорные колонны). Вибрация, создаваемая станком, для такой опоры должна быть минимальная. Устанавливая фрезерный агрегат, можно применить демпферы, гасящие частотные колебания.

Уклон верхней плоскости крепления оборудования категорически не допускается.

В противном случае будет неравномерное распределение эксплуатационных нагрузок, что влияет на характеристики работающего станка, оказывает разрушающее воздействие на станину механизма и анкеры в основании.

Технические условия на изготовление фундамента

Для станков нормальной точности:
Несущая способность грунта 5кг/м2. При необходимости фундамент нагрузить дополнительной нагрузкой (бетонными блоками, блюмсами и т.п.), превышающей массу станка в 3-4 раза и ежедневно до окончания усадки проверять нивелиром высотные отметки по реперу, не связанному с фундаментом.

Для станков повышенной точности:
Фундамент должен выполняться со свободными боковыми гранями и применяться тяжелый бетон проектных марок по прочности на сжатие 150-200 кг/см2. Для заливки фундамента применять бетонную смесь с объёмным соотношением цемент-песок- щебень 1:1:3 (марка бетона не ниже М250).
Глубина фундамента Н > 0,6 √F, где F — площадь фундамента.
Фундамент армируется единой решёткой по длине, ширине и высоте с величиной ячейки 200 мм. Диаметр арматуры зависит от величины фундамента и может быть от 12 мм до 20 мм.

Прочность бетона фундамента.
Монтаж станка может быть допущен при достижении бетоном прочности на сжатие не ниже 50% проектной (примерно соответствует семидневному бетону). К моменту пуска станка прочность бетона должна быть не ниже 70% проектной (примерно соответствует 15 дневному бетону). Срок полного твердения бетона – 28 дней.
Качество бетона контролируют по прочности контрольных кубиков 200х200х200 мм.
Прочность бетона в готовом фундаменте может быть грубо оценена по звуку и ударам.

Читать еще: Какую гидроизоляцию выбрать для фундамента

Строительство основания для оборудования

Вначале следует определить месторасположение основания. Фундамент не должен соприкасаться со стенками, колоннами или внутренними перегородками самого здания. Минимальное расстояние от фундамента пресса до фундамента цеха равно 100 сантиметрам. Иначе вибрация перейдет на основание несущих стен, колон или перегородок.
После этого следует определить положение крепежных (фундаментных) болтов, фиксирующих станину пресса или станка. При этом нужно учитывать, что минимальное расстояние от края фундамента до оси болта рано 20 сантиметра. То есть, фундамент должен выступать за края станины, как минимум на 20-30 сантиметров.
Определив вышеупомянутые параметры можно приступать к земляным работам (рытью котлована). Причем глубина выемки грунта в не отапливаемом цеху равняется глубине промерзания + 25-40 сантиметров. В отапливаемом цеху глубина фундамента равняется 50-80 сантиметрам. Габариты самого котлована, равны ширине и высоте фундамента + глубина залегания подошвы. Ведь стенки котлована, как правило, обустраивают под наклоном в 45 градусов.
Завершив земляные работы можно заняться повышением несущей способности грунта, подсыпав на дно двухслойную песчано-гравиевую подушку (по 15-20 сантиметров на каждую фракцию).
Следующий этап – строительство опалубки, опоясывающей контур фундамента. Ее собирают из съемных металлических или деревянных щитов, соединенных поперечными стяжками.
На следующем этапе во внутреннюю полость основания вводят армирующий каркас (в основаниях для небольших станков можно обойтись без каркаса), а дно опалубки укрывают слоем гидроизоляции (рубероида). В особых случаях на дно основания укладывают особый материал, гасящий вибрацию (дубовый брус или что-то другое).
После этого внутреннюю полость заполняют бетоном, укладывая раствор слоями по 10-15 сантиметров.

Причем каждый слой тщательно утрамбовывается. Заливка и тамбовка каждого слоя должна завершиться до схватывания раствора (35-40 минут от момента введения бетона в опалубку).

В финале в верхний слой заливки вводят фундаментные болты с коническими или загнутыми торцами.

Допустимые отклонения от стройзадания

Стройзадание является проектным заданием для разработки фундамента и определяет конструкцию только верхней части. Верхняя часть, поверхность для установки станка должна быть ровной, «гладкой», без уклонов и выпуклостей.
Допустимые отклонения:
— установочных поверхностей на фундаменте, возведенных до проектной от
По плоскости в любом направлении +-0,2/500 мм
По высоте -5 мм
По уклону 1/1000 мм
Строители обычно творчески относятся к изготовлению фундамента, требования на чертежах не читают — а делают по сантиметровым строительным допускам.
Внимание. Станок, установленный на полу при отсутствии фундамента без выверки по уровню и без крепления к полу, через короткое время теряет свою точность, изнашиваются направляющие и в результате станок требует ремонта.
Подготовительные работы с опорами.
Подготовка клиновых башмаков заключается в снятии консервационной смазки, краски и грязи с рабочих поверхностей, особенно обратить внимание на наклонные и прилегающие к станине.
Смазка наклонных поверхностей консистентной смазкой. Установка клиновых башмаков в крайнее нижнее положение.
Монтаж станка.
Очистить нижнюю поверхность станины станка от консервации и грязи, особенно места прилегания клиновых башмаков.
Установить станину станка на четыре вспомогательные опоры, расположенные по углам станины между анкерными колодцами фундамента, согласно документации так, чтобы отверстия в станине совпадали с центрами анкерных болтов в анкерных колодцах фундамента. Высота вспомогательных опор должна быть на 5 мм меньше высоты клиновых башмаков в нижнем положении.
Собрать всю структуру станка (стойка, стол, шпиндельная бабка, магазин инструментов, телескопическая защита) и часть кабинета, которая не будет мешать заливке бетоном анкерных колодцев.

Установка и выверка станка.
Установить стол станка по центру перемещений. Используя станочный уровень, установленный в центре стола в двух взаимно перпендикулярных положениях, выставить станок на четырёх вспомогательных опорах с точностью 0,1/1000 мм с помощью домкрата и стальных прокладок толщиной 0,5 – 1 мм.
Используя анкерные болты с приваренными шайбами для поддержки клиновых башмаков, привернуть все клиновые башмаки к станине станка (см. чертёж). Площадь в плане анкерного колодца должна быть больше площади клинового башмака. Клиновые башмаки должны быть в нижнем положении. Залить анкерные колодцы водой для пропитки фундамента вокруг колодцев. Выдержать с водой 8 часов.
Заполнить анкерные колодцы малоусадочным бетоном марки не ниже М300. Уплотнить вибратором и подлить вручную бетон под клиновые башмаки так, чтобы он стоял на щебне бетона и был залит по всей нижней поверхности башмака.
Выдержать залитый в анкерные колодцы бетон 4 дня постоянно влажным для лучшего затвердевания.
Ослабить крепёжные гайки на анкерных болтах. Поднять станок с помощью клиновых башмаков, чтобы убрать вспомогательные опоры.
После 7 дней выдержки бетона, залитого в анкерные колодцы, можно выставить станину станка в горизонтальной плоскости в соответствии с сертификатом качества на данный станок с помощью домкрата, клиновых башмаков и станочного уровня 0,02/1000 мм.
Верх фундамента между клиновыми башмаками заровнять цементным раствором и «зажелезнить». Окончательно затвердевший и выдержанный фундамент покрасить маслостойкой краской для предохранения от разрушающего действия масла и СОЖ.
Произвести затяжку гаек на анкерных болтах динамометрическим ключом с моментом, указанном в таблице. При этом, следить за тем, чтобы уровень не изменял показаний при равномерном затягивании гаек.

Фундаменты для фрезерных станков, обрабатывающих центров, расточных и шлифовальных станков могут сильно отличаться по конфигурации и требованиям, будут рассмотрены в дальнейших статьях

Требования, предъявляемые к фундаментам

При установке станков нормальной точности необходимо выполнять следующие основные требования: ограничить упругие перемещения станин под действием сил резания, массы перемещающихся узлов и осадок фундамента; ограничить уровень колебаний, вызываемых возмущениями, действующими в станке; обеспечить устойчивость при резании в заданном диапазоне обработки.

Фундамент, на который машина передает значительные статические и динамические нагрузки, должен удовлетворять следующим основным требованиям. Прежде всего фундамент должен быть прочным. При этом должны учитываться как статические, так и динамические нагрузки, воспринимаемые фундаментом. Во-вторых, фундамент должен быть устойчивым (также с учетом статических и динамических нагрузок). В-третьих, осадка фундамента должна быть равномерной и не выходить из допустимого предела. В-четвертых, сотрясения и вибрации фундамента при работе машины не должны превышать допускаемых величин. В противном случае нормальная работа машины будет нарушена. Кроме того, необходимо принять меры защиты от передачи вибраций как на соседние установки, так и на стены самого здания. И, наконец, конструкция и размеры фундамента должны удовлетворять условиям экономичности.

Прочность, устойчивость, равномерная осадка и допустимая величина вибраций обеспечиваются при расчете фундаментов.

Важное значение для обеспечения прочности имеет качество материалов, применяемых для устройства фундаментов, а также меры, предупреждающие разрушительное действие грунтовых вод.

К числу таких мер относятся изоляция фундаментов посредством промазки их поверхностей битумом и устройство прослойки из пластичной глины толщиной 15–20 см. Кладка из силикатного кирпича при устройстве временных фундаментов под машины изолируется от грунта независимо от наличия грунтовых вод.

Для равномерной осадки фундамента необходимо, чтобы центр тяжести машины, общий центр тяжести фундамента и центр тяжести его подошвы располагались по одной вертикали. Допустимый: эксцентриситет составляет 3–5% от размера соответствующей стороны подошвы фундамента. Для обеспечения допустимой величины осадки фундамента должно производиться исследование грунта на глубину не менее двойного размера ширины фундаментной подошвы. Когда габариты помещения и расположение оборудования не позволяют установить фундамент требуемого по расчету размера;, приходится прибегать к укреплению основания под фундамент применением песчаной постели или забивных свай.

Для того чтобы сотрясения и вибрации фундамента работающей машины не влияли на соседние прецизионные (точные) установки, принимают следующие меры защиты:

а) под подошву и с боковых сторон фундамента укладывают упругие вибропрокладки с высокой поглощательной способностью
б) между машиной и ее фундаментом помещают рессоры, пружины и другие упругие элементы.

Вибропрокладки должны обладать запасом прочности и упругости, полностью выдерживать статические и динамические на грузки и после снятия нагрузки — восстанавливать свои прежние размеры и форму.

Вибропрокладки делятся на три группы в зависимости от допускаемых напряжений:

а) мощные, выдерживающие давления более 3 кг/см 2 ;
б) средние, выдерживающие давления от 1 до 3 кг/см 2 ;
в) слабые, допускающие давления не свыше 1 кг/см 2 .

Следует учитывать, что глубина заложения фундамента не влияет на передачу вибраций стенам здания.

Фундаменты для станков, станина которых имеет сплошную опорную поверхность, следует проектировать в виде монолитного основания. Очертания фундамента в плане должны иметь наименьшее число углов. Глубина заложения фундамента в естественном грунте должна быть не менее глубины промерзания последнего.

Машина должна быть установлена на фундаменте без перекосов с обязательной выверкой по уровню.

Ввиду того, что верхнюю плоскость фундамента практически очень трудно выполнить совершенно плоской и горизонтальной машину устанавливают не прямо на фундамент, а на специальные подкладки.

Металлические подкладки выполняются либо в виде полос толщиной от 3 до 10 мм, либо в виде клиньев с уклоном 1 : 20. Подкладки помещают между подошвой станины и фундаментом, достигая этим необходимой точности установки. С помощью стальных клиньев значительно удобнее и легче регулировать положение станка. Расстояние между соседними подкладкам или клиньями, установленными по периметру подошвы станка должно быть равно 500–600 мм. Обычно расположение клиньев по периметру подошвы станины указывается в монтажном чертеже.

При установке тяжелых станков применяют специальные башмаки, в которых клин перемещается с помощью винта. Расстояние между соседними башмаками, установленными по периметру подошвы станины, должно быть равно 1 м. Однако по всему периметру следует установить не менее трех башмаков.

Для машин, требующих особо точной установки, применяют специальные чугунные плиты, снабженные регулируемыми клиньями.

Установка машин с применением устройств, снабженных регулируемыми клиньями, позволяет периодически регулировать положение станины. Это особенно важно при неравномерной осадке фундамента в процессе его эксплуатации.

Установку на специальные подкладки и регулируемые клинья производят при монтаже станков, кузнечно-прессового оборудования, стационарных двигателей внутреннего сгорания, компрессоров. Выверка установки станины должна производиться в продольном и поперечном направлениях уровнем.

Что касается требований, предъявляемых к закреплению машин на фундаментах, то здесь необходимо отметить следующее. Машины, станины которых обладают достаточной жесткостью, например, легкие и средние станины общего назначения, могут быть установлены без крепления фундаментными болтами и вообще не нуждаются в отдельном фундаменте. После выверки таких станков на клиньях на бетонный пол цеха под подошву станины подливают цементный раствор, состоящий из одной части цемента и трех частей песка. Раствор должен быть подлит под всю поверхность подошвы станины. Предварительно на поверхности бетонного пола, которая будет соприкасаться с цементной подливкой, делают насечку. При. установке на фундамент высокоточных станков, станина которых не обладает достаточной жесткостью, подливку цементного раствора под подошву станины не производят, ибо приходится периодически выверять станок на точность с помощью регулируемых клиньев.

Читать еще: Когда можно снимать опалубку с фундамента

Фундаментные болты должны обладать достаточной прочностью, жестко соединять фундамент с машиной. Материалом для фундаментных и анкерных болтов служит углеродистая сталь. Диаметр фундаментных болтов определяется расчетом. Применять болты диаметром менее 14 мм не следует, так как они деформируются уже при затягивании.

Для закрепления машин, работающих без сильных сотрясений и толчков, применяют короткие фундаментные болты длиной 100–400 мм. Головки этих болтов делают разведенными или заершенными для того, чтобы они прочно держались в бетонной заливке.

Для закрепления тяжелых машин, работающих с сильными нитками и сотрясениями, например, ковочных молотов, применяют длинные анкерные болты до 3–4 м длиной. Головки анкерных болтов, имеющие прямоугольное сечение, вводят в прорезь анкерной плиты и устанавливают поперек прорези. В случаях крепления анкерными болтами удары и сотрясения машины воспринимаются всей массой фундамента.

Фундаментные и анкерные болты пропускаются сквозь отверстия в фундаментах, получаемые посредством деревянных конических пробок, закладываемых при изготовлении бетонных фундаментов. После изготовления фундамента, примерно через 2–3 часа пробки раскачивают и извлекают.

В теле фундамента образуются колодцы под фундаментные болты. Если деревянные пробки своевременно не удалить, то придется выжигать их раскаленным металлическим стержнем. Отверстия в фундаментах до начала установки болтов во избежание их засорений закрываются.

Заливку фундаментных болтов производят цементным раствором состава 1:3. Затягивание гаек фундаментных болтов при закреплении оборудования на фундаментах выполняют по правилам многоболтового крепления.

Установку машин на фундаменты следует начинать после полного затвердевания бетона. Преждевременное нагружение вызывает растрескивание и разрушение фундамента, причем это может проявиться в процессе его эксплуатации.

В табл. 1 приведены сроки затвердевания материала фундаментов в нормальных условиях.

Сроки готовности фундамента (табл. 1)

Время выдержки фундамента от конца кладки до начала монтажа машины в сутках

Время от конца кладки до начала эксплуатации’ машины в сутках.

Фундаменты под динамические нагрузки

Возведение фундамента – это процесс, при осуществлении которого требуется учитывать различные нагрузки. Одним из наиболее важных моментов является устойчивость к динамическим нагрузкам, возникающим в ходе работы механического оборудования. В число причин, вызывающих появление динамических нагрузок, входят:

функционирование машин с неравномерно движущимися частями;
движение транспорта как по поверхности земли, так и под землей;
трамбовка грунта во время во время обустройства подушки основания здания;
углубление свай;
работа лесопильного оборудования или компрессоров и прокатных станов.

Особенности и классификация фундаментов под динамические нагрузки

Сооружение основания, предназначенного для обеспечения устойчивости к динамическим нагрузкам, необходимо при возведении промышленных зданий, в которых установлены опорные колонны, и, соответственно, фундаментов под станки. Такие фундаменты имеют ряд особенностей, учитывать которые необходимо при строительстве. В первую очередь это касается колебаний, которые приходится выдерживать основанию под станки и машины.

Конструкция фундамента под динамические нагрузки

Испытываемые колебания могут быть и статические, и динамические. Возникновение динамических нагрузок связано с колебаниями во время работы промышленного оборудования и строительной техники, проведением взрывных работ или с сильными порывами ветра. Проектирование основания осуществляется в соответствии со СНиП 2.02.05-87.

Основная цель обеспечить безопасную эксплуатацию машин, без причинения какого-либо ущерба возведенному зданию. Основания машин с динамическими нагрузками проектируют:

Монолитными, где предусмотрено наличие приямков, колодцев или отверстий, в которых размещаются части оборудования.
Стенными. Имеющими основание в виде ростверка, стены и верхнюю плиту, опирающуюся на колонны.
Рамными, представляющими собой конструкцию из верхней плиты и балок, которые опираются на нижнюю плиту фундамента через ряд стоек.
Облегченными, где опору создают колонны.

Для того чтобы успешно выдерживать довольно высокие динамические нагрузки возводимое основание должно:

Обладать значительной массой, обеспечивающей устойчивость к существующим и предстоящим нагрузкам. Уровень сопротивляемости основания вибрациям напрямую зависит от его массы.
Отличаться значительной прочностью, обеспечивающей долгосрочную эксплуатацию и самого оборудования, и здания, в котором оно установлено.
Иметь довольно высокую инертность. Фундаменту, сооруженному под оборудование, предстоит выдержать воздействие агрессивных сред. В их число входят смазка, машинные масла и другие жидкости, оказывающие разрушающее действие на само основание и грунт.

При сооружении такого фундамента необходимо в точности следовать рекомендациям и соблюдать все установленные нормы в отношении габаритов и правил возведения основания и крепления на нем оборудования.

Важно обеспечить полное отсутствие уклона ростверка. Это гарантирует равномерное распределение нагрузки и тем самым продлит срок эксплуатации оборудования и фундамента.

Основное требование, предъявляемое к фундаментам, на которых установлено ударное или иное оборудование, заключается в соответствии стандартам безопасности труда и обеспечении эффективной защиты от вредного влияния динамических нагрузок на оборудование, установленной как на самом основании, так и в непосредственной близости от него.

Фундамент под оборудование

Для соблюдения указанных условий необходимо при возведении подобных фундаментов строго следовать нормам, установленным СНиП:

Как указывает руководство, фундаменты машин, подверженных динамическим нагрузкам сооружают в виде монолитной плиты. Они могут быть сборными и сборно-монолитным. По существующим требованиям и нормам основание под динамические нагрузки возводится монолитным железобетонным. Класс бетонной смеси, используемой для его сооружения – В15. Отличие основания под машины с динамическими нагрузками от фундаментов под жилые постройки заключается в их конструкции.

Проектирование фундаментов машин с динамическими нагрузками

Большая часть динамических нагрузок – ударное воздействие. Это может быть и одиночный импульс, и изменяющаяся внешняя нагрузка. Эти явления и вызывают свободные или вынужденные колебания.

Турбогенератор — оборудование с динамическими нагрузками

Надежные основания обустраивают для установки машин:

вращающихся равномерно, к числу которых относятся электродвигатели и турбогенераторы;
вращающихся не только равномерно, но и с поступательным и возвратным движением, а это могут быть компрессоры или двигатели внутреннего сгорания;
совершающих возвратно-поступательное движение одновременно с ударами.

Машины и механизмы могут оказывать на фундамент воздействие, совершая возвратно-поступательное движение, совмещенное с неравномерным вращением или передавать на основание случайные нагрузки. Для точного проектирования основания под динамические нагрузки необходим профессиональный расчет. Коэффициенты жесткости для фундаментов на естественной платформе определаются по формулам:

где kz – это коэффициент жесткости при вертикальных поступательных движениях фундамента;

А – площадь платформы;

Сz – жесткость основания при осуществлении поступательного вертикального перемещения фундамента.

При горизонтальных движениях фундаментов:

Вся работа – это несколько обязательных этапов, в ходе которых проводится расчет амплитуды колебания основания, которая должна полностью соответствовать установленной правилами. Установки значений давления под подошвой и расчет прочности всех элементов, из которых состоит фундамент.

Выбирая марку бетона для создания железобетонной конструкции, необходимо учитывать наличие воздействия на фундамент и динамической нагрузки, и статистических нагрузок, и высоких технологических температур, оказываемых в одно время. Посмотрите видео, как правильно выбрать марку бетона.

Платформа, на которой будут установлено оборудование, должна обеспечить безопасность и эффективность труда, а расчет материалов и параметров должен гарантировать продолжительный срок ее эксплуатации. Основание для проектирования подошвы, которая имеет в большинстве случаев прямоугольную форму, является правильный расчет. В первую очередь стоит сказать о том, что высота фундаментов машин предусматривается минимальная, так она тесно связана с размерами крепежных болтов и глубиной их заделки.

На данном этапе выбирается проектная марка бетона, которая в соответствии со СНиПом должна быть не менее М150 или М200. Расчет фундамента выполняется для установки как единичной модели, так и нескольких машин динамической нагрузки. Выполнение данных работ связано с определением центра тяжести и учетом волн, распространяемых в грунте при работе низкочастотных или других машин.

Сооружение фундамента под динамические нагрузки

Необходимое условие прочности сооружения – отделение фундаментов машин от оснований построек специально спроектированными швами. При проектировании фундамента машин с динамическими нагрузками в обязательном порядке принимают расчет технические характеристики, которыми обладает оборудование, амплитуда колебаний непосредственно машин и расположенных поблизости конструкций. Необходимо принимать в расчет динамические нагрузки, действующие на оборудование и крепежные болты.

При установке колонн необходимо использовать «стаканы»

Особого внимания заслуживают значения предельных колебаний всего фундамента и его частей. Оборудование, установленное на сооружаемом основании, требует наличия дополнительных подъямков или колодцев, которые также подвергаются определенным нагрузкам и испытывают колебания. Приступая к сооружению основания машин с динамическими нагрузками необходимо учесть наличие дополнительных крепежных болтов и других элементов, которым снабжено оборудование при поставке.

Машины с динамическими нагрузками устанавливают как можно дальше от объектов, обладающих повышенной чувствительностью к вибрации, к числу которых относятся опорные колонны. Установка машин на открытой площадке требует наличия данных о глубине промерзания грунта. В большинстве случаев машины с динамическими нагрузками устанавливают на мелкозаглубленном фундаменте. Если сооружение подобного основания ведется на сложном грунте, то используют свайную конструкцию, колонны в которой имеют различную глубину проникновения в грунт.

Такие колонны, как правило, делают в «стакане», который армируют и заполняют бетоном. Эти железобетонные колонны становятся надежной опорой будущего фундамента. Они надежно укрепляют грунты. Создание основания для машин с динамическими нагрузками требует поэтапного выполнения работ с учетом особенностей, которыми обладает оборудование.

Бетонирование выполняется в непрерывном режиме. При необходимости технология выполнения работ допускает сооружение рабочих швов, места нахождения которых, указаны на чертежах и установлены еще на стадии проектирования.

Выбирая место, в котором будет установлено оборудование, необходимо принять во внимание установленное расстояние от машины до той точки, где расположены опорные колонны или другое оборудование. Это расстояние не должно быть меньше одного метра от выступающих частей машины. Фундамент, на который опираются стены помещения или колонны, не может быть связан с основанием, обустроенным для машин с динамическими нагрузками. Посмотрите видео, как производится установка опорных колонн.

Определив расстояние от каждой опорной колонны, приступают к разметке, в соответствии с которой подготавливают котлован. В открытых цехах глубина котлована определяется глубиной промерзания грунта. Подсыпку делают песком, тщательно промочив и уплотнив его.

После выставления опалубки и укладки армировочной сетки на опалубку необходимо уложить шаблон. Используя отверстия, подготовленные в нем, с помощью гаек фиксируют фундаментные болты.

Заливку опалубки проводят послойно. Уплотняют каждый слой, толщина которого составляет 15 сантиметров, штыкованием. Спустя 28-30 дней проводят прочностные испытания и только после этого подписывают акт о приемке работ.