機床安裝基礎與壓漿法安裝

摘 要 機床基礎和施工的注意事項。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備在水泥基礎上的安裝。提出一個理念，精良的機床沒有精良的基礎和安裝，它將不再精良。
關鍵詞  機床 基礎 選址 防震墊鐵   隔熱 地腳坑 安裝  

1 概述
當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，特別是重型機械制造業投下巨資購置機床，進行設備更新和擴大再生產。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的開挖、灌制和機床的安裝，但你會極少看到設計和施工完美的基礎和正確的安裝。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，沒有遠離振動，沒有考慮環境溫度，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 機床基礎設計應有如下的考慮
（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。這些應由專業人員以書面的、數據化的形式提交給機床基礎的設計者。
（2）機床基礎必須有足夠的強度、剛度、穩定性。必須滿足機床生產廠家提出的具體要求，應嚴格遵守機床廠家提供的機床負荷圖進行設計。
（3）嚴格遵守和貫徹執行國家對基礎設計和施工的標準規定。
（4）在購置機床的技術協議和商務合同中，一定要注明向供貨商索取基礎設計建議書、動靜載荷受力圖、鋼筋及預埋件布置圖及載荷圖等。
（5）要熟知機床最大的外廓尺寸、操作者的操作區域、廠房立柱及立柱底座尺寸、天車高度及起重噸位、車間頂棚鋼梁及結構、安裝地點周邊的設備和設施等等。
（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合機床優為重要。
（7）應考慮必要的機床安裝調試和維修通道，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，這一點對于細長床身機床的安裝優為重要。
（9）要保證機床床身、墊鐵、水泥基礎的接觸精度及剛度，這是保證機床安裝質量和機床精度的關鍵，它對于機床的加工精度和加工能力關系重大，也會嚴重影響機床精度的持久性。

3 機床安裝選址應注意的問題
（1）應保證機床安裝部位環境溫度在15℃～25℃之間。
（2）機床安裝部位12h內溫度波動應≤±2℃，精密數控機床應≤±1℃。
（3）機床安裝部位高度方向5000mm內溫差應≤2℃，精密機床應≤1℃。
（4）機床基礎必須隔絕外界溫度的影響，要用隔熱材料將基礎周邊與土壤隔絕。這對于處在高寒、高溫地區靠近車間外墻安裝設備的基礎尤為重要。
人們忽略了一個重要的問題，那就是溫度對機床基礎的影響會直接導致機床精度的喪失，特別是長型床身（如大型龍門銑工作臺床身），基礎和環境的溫差，會直接發生床身導軌上凸和下凹的大幅度熱變形，導致靜壓導軌靜壓系統失效，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防止單面光照。
（6）車間打開門窗所進入的冷空氣或熱風幕及采暖設備產生的熱空氣也不能直接進入機床區域，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符合國家標準規定：小型≥0.7m、中型≥0.8m、大型≥0.9m。
（8）機床安裝部位要遠離污染，避免空氣中的粉塵，油霧等不良影響。
（9）機床安裝部位應滿足工藝要求，應便于工件的吊運裝卸，應便于工件的存放，應便于切屑的清理，應便于機床電源和壓縮空氣的配備，應考慮機床安裝維修的方便及操作安全。

4 機床基礎的一般要求
（1）基礎的傾斜不應超出規定，一般為3mm/m～25mm/25m
（2）基礎的變形不應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）設置基礎變形檢測平板進行監測。
（4）基礎預埋件應與鋼筋焊牢，固定好預埋的管線。對于設計要求預埋的管道要作好防腐、防滲、防漏處理，特別是油路管道，一定要仔細進行內徑清洗，推薦選用適當的PVC管預埋。
（5）對靠近車間廠房天車立柱基礎的部位要進行隔振處理。
（6）基礎澆鑄應一次連續進行。
（7）基礎周邊應進行隔振處理。
（8）基礎周邊應進行隔熱處理。
（9）基礎表面應進行防腐、防油、防水、防滲處理。

5  機床基礎防振隔熱處理

（1）精密機床安裝位置應盡量避免有劇烈振動的設備，如重型機床、鍛壓設備等。應遠離天車鋼梁立柱，若安裝位置受限，要將立柱基礎和機床基礎用懸挑法隔開，如圖1所示。
（2）在高寒高溫地區，靠近車間外墻安裝精密機床的基礎，一定要進行隔熱處理。
（3）在機床基礎與土壤之間設50～100mm寬的防振溝，用類似聚苯乙烯之類的材料充填。在防振溝內夾入石棉等隔熱保溫材料，亦可解決基礎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塊懸浮起來。近年來有人認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 基礎的防油、防水、防滲、防腐
機床基礎由于長時期受到油、水等有害液體浸蝕，會發生疏松損壞，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的失效。
防治的方法有多種，如在澆鑄基礎的水泥漿中加入聚合物添加劑等。但常用的方法是在基礎表面上涂層，涂敷防腐，防油、防水、防滲的環氧漆等，應注意分數次涂敷，每次厚度在0.03mm左右。

7 基礎地腳坑
地腳坑是基礎與機床聯接的關鍵部位，應特別注意以下問題：
（1）地腳坑的形狀和尺寸應附合有關標準的規定
（2）地腳坑坑壁應做得盡量粗糙
（3）不能使用聚苯乙烯做型模，因為它清除十分困難
（4）地腳坑應與理想中心線垂直
（5）地腳坑應分為墊鐵坑和螺栓坑二層，如圖5所示
（6）地腳坑亦可做成環槽式，用薄壁金屬型模做出，如圖6所示。
 

8 機床在基礎上的安裝
   一臺大型機床的基礎造價是十分昂貴的。高質量、高水平的機床基礎，如果沒有精良的機床安裝，昂貴的基礎將部份或全部喪失其價值。而做到機床在基礎上的精良安裝，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上的全過程。其中最難以實現的是床身、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。它打破了傳統的手工修整墊鐵與基礎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，講述機床在基礎上的安裝程序及注意事項：
（1）機床基礎澆灌完工后，應適時對基礎進行預壓，用適當重物遍布基礎表面，預壓重量為機床自重與最大工件重量總和的1.2～2倍。預壓后的基礎，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后，應首先派出專業人員對機床的安裝基礎進行檢驗，主要是幾何尺寸和制作質量檢查。檢驗合格后，安裝人員才能進入現場開始安裝，并正式計算安裝時間，確保在合同約定時間內完成安裝調試任務。
（3）在二次灌漿的前1～2天，應對地腳坑進行認真清理，不得有臟物、雜物、灰塵等。接著在坑內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高強度的結合，這是非常重要的一項工作，萬萬不可忽略。
（4）床身調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，可根據所需承載從專業廠家選購。
 
圖7
圖7中所示的配合表面為精密接觸面，應保證接觸率在85%以上，特別是兩斜鐵配合表面應仔細檢查，否則通過手工刮研實現。
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造成污染，以至破壞盒內斜鐵各滑動精密配合表面，應注意保護其不破損，更不能漏裝。
圖7中“f”所示為墊鐵盒定位環，它的功能是支撐著墊鐵預掛在床身上。調整無誤后用頂絲“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整螺栓，其中垂直方向調整螺栓“k”距基礎表面應有足夠的高度，以滿足調整板手的吻入。
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）用適當高度的墊鐵或墊木將床身支撐好，如圖8所示。
   
   圖8
（7）將調整墊鐵副與地腳螺栓裝入床身（圖7、圖8）。具體工序如下：
首先根據墊鐵與床身地腳厚度將定位環“f”調整好，保證地腳螺栓“g”與螺母“b”旋合后露出3－4個螺紋。同時將斜鐵調整成有三分之二可上調的狀態。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）將數塊規格為100mm×50mm×25mm的平鐵和80mm×50mm的斜鐵組合后在適當位置預放于機床基礎兩地腳坑之間，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，粗調床身。若床身為多段拼接，粗調精度應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，降低結合強度，影響整個施工質量。
（12）地腳螺栓坑灌漿。這是機床安裝中關鍵的工作，對確保機床的精度和加工能力是至關重要的，一定要嚴格、謹慎進行。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、礦物質摻和物等多種材料組成，經工業化生產而成的干混料。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。目前我國生產此類產品廠家很多，一定要選用名優產品，否則后患無窮。
2）要嚴格按灌漿水泥產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）攪拌混合應在盡量短的時間內完成，一般不應超過3min。推薦采用機械攪拌，嚴禁二次攪拌。
4）攪拌混合后的灌漿水泥應在短時間內一次用完，一般不應超過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，用漏斗將灌漿料導入地腳坑。
6）灌漿過程中要嚴禁空氣混入、嚴禁震搗、嚴禁灌后移動螺栓。
7）灌漿時環境溫度最好在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，地腳螺栓和調整墊鐵不能在同一天灌漿，否則將釀成大錯。
調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該是濕潤、打毛糙的。
2）灌漿水泥應從墊鐵一邊或一角注入，從另一邊溢出，以防止裹入空氣，影響灌鑄質量。
3）灌漿完了后，表面應該保持數日是潮濕的，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。而國產灌漿水泥要注意查看其技術文件說明，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、千斤頂等臨時支撐撤掉。此時，床身重量通過調整墊鐵全部壓在二次灌漿水泥上。
3）由兩人在床身兩側同時緊固地腳螺栓螺母（圖7所示“b”）。使用扭矩搬手進行，用力應均勻。
此時，由于地腳螺栓已可靠地錨固在基礎地腳坑中，不可能上移，螺母即將床身壓向調整墊鐵，而調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，調整墊鐵和灌漿水泥幾乎是100%的接觸。而這一過程的關鍵是定位環“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，避免床身產生應力變形。
（15）精平床身
這是一項機床安裝的常規工作。用水平儀、橋尺、平尺、準直儀、激光干涉儀，電子顯微鏡等驗具，通過調整墊鐵的調整螺栓，將床身精調至安裝標準要求。一般垂直平面內的直線度0.02/1000mm，水平面內的直線度0.015/1000mm，全長不得超過0.05mm。
至此，機床在基礎上的安裝就全部結束。可交付檢查驗收，合格后即進入下一步安裝序。

9 結束語
機床基礎與機床在基礎上的安裝，是設備前期管理的重要內容，萬萬不可粗心大意，應認真、嚴謹、仔細地做好每一步工作。
機床基礎與機床安裝質量好壞、水平高低往往是不可逆轉的，它將直接影響到機床的終生管理，務必引起部門專業人員的高度重視。　　　　　　　　　
精大稀機床的安裝應設主管領導進行組織協調，對參與人員進行技術培訓，學習所安裝機床的技術資料，實踐證明這是十分必要的。
我廠（建新量具）有專業的維修隊伍,多年的修理經驗。是一家提供上門機床大修服務單位。公司依托量具生產的基礎，培育出一批技術精湛的機床維修隊伍，常年為各單位上門大修、維修各種機床設備以及各種平直量具。
    建新量具承攬各種車床、搖臂鉆床、臥式鏜銑床、落地鏜床、龍門刨床、龍門銑床等設備的大、中、小修理及改造,數控機床大修改造。十多年來服務過的客戶1000多家，遍布全國各地，維修改造過的設備累計數萬余臺.對使用年久，精度丟失的機床設備進行修理，恢復機床、設備的幾何精度、動態精度，滿足客戶的加工精度要求。