XKA2830х80動梁式龍門鏜銑床安裝過程中導軌偏差原因淺析及解決方案

李杰 王波 楊雄偉 李敏杰

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

關鍵詞： 數控;地基;沉降

0.引言

數控機床是數字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，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。數控機床較好地解決了復雜、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，代表了現代機床控制技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品。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上的，穩定的機床幾何尺寸就對設備的地基提出了要求。

1.設備情況簡述

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，該設備設備集機械、電氣、液壓、計算機控制等先進技術于一體的重型機械加工設備，可實現不同金屬材料的大型復雜基礎件、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;

龍門框架的有關參數和要求：

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.設備安裝遇到問題

在地基完工后，我們對該設備進行安裝，首先對龍門導軌進行安裝，調校。基礎預制孔二次澆灌完成后。在混凝土達到設計凝固周期后，對直線度和平行度進行測量，在一個測量周期內超出設備設計的允差范圍。經多次調校無果。

在現場查看觀測，發現預制孔內混凝土有裂紋，故懷疑混凝土標號太低，強度不夠。然后采購高標號專用設備地基灌漿料進行澆灌，進行第二次設備基礎澆灌。澆灌完成后，待凝固期至，測量后又出現了與第一次相同結果。

3.導致該情況的原因淺析

對安裝過程中出現的問題，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，設備地基的內應力沒有釋放完，導致整個基礎不穩定。我們的設備基礎沒有預壓。

4.解決方案

設備安裝前對設備基礎進行預壓，在設計最大荷載作用下使其預先產生沉降直至變形穩定，待卸載后進行設備安裝并投產后，使得設備基礎不再發生沉降變形，達到保護生產設備目的，另一方面使得設備基礎穩定后，還可有效提高設備生產效率。

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

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

點位標志采用混凝土水準點標石。根據場地周圍環境條件，選取該設備基礎北側鋼結構獨立柱基混凝土頂面，需用紅漆明顯標注。

數據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。

垂直監測網初期每3個月復測一次，在以后當沉降趨向穩定復測時間可適當延長。根據本次觀測周期短而集中的特點，垂直監測網復測一次。

按照設計圖，在實際工作中根據規范及現場情況，動梁式龍門加工中心設備基礎共布設沉降觀測點6個。

a、標志選用Φ18mm以上，長15—25cm的鋼筋，彎曲成“┛”形狀。

b、標志埋設在建筑物框架結構的立柱上，距±0面的高度為0.3m—0.5m左右，具體位置現場確定。

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

d、標志埋設應穩固，并標識明顯記號。

③沉降觀測

a、沉降點與部分監測網點組成環形閉合路線。路線在整個作業中應基礎固定。

b、按二等沉降觀測的精度和觀測方法進行施測。

c、數據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，來控制堆載預壓施工速度，確保每次加載后設備基礎均均沉降。依據有關規范，某一次加載后，若出現觀測點沉降量大于1mm，應延長堆載及觀測時間，同時各觀測點之間沉降量應相對平衡，當基礎沉降傾斜值超過設計圖紙要求時，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，保護設備基礎筏板整體穩定。

動梁式龍門加工中心設備基礎預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為16次。觀測中如發現那級荷載加載后，本級加荷沉降量大于1.00mm，依據有關規范應延長監測時間，待沉降相對穩定≤0.05mm/d，方可加下一級荷載，考慮加密監測，實際沉降觀測總次數約為24次。

每次觀測前，應對相關儀器及設備進行檢查。

分8級進行預壓堆載，每級加載200t，荷載按設備基礎載荷分布圖施加，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好的6個沉降觀測點均進行一次系統沉降觀測;

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.結論

預壓完成后，設備導軌進行安裝調試，調校誤差均在允差范圍之內。目前該設備已經正常運轉三年之久。

參考文獻

[1]《工程測量規范》（GB50026—2007）.

[2]《建筑變形測量規范》（JGJ8—2007）.

[3]《國家一、二等水準測量規范》（GB/T 12897—2006）.