Способы соединения машины с фундаментом

Соединение машины с фундаментом возможно различными способами. Самым простым способом является крепление машины на фундаменте подливкой цементным раствором. На фиг. 3 видно, как это делается. Под основание машины 4, установленной и выверенной на металлических подкладках 3, вводится цементный раствор 2. Правильно приготовленный раствор хорошо соединяется и с поверхностью бетонного фундамента 1, и с подошвой машины и никаких дополнительных креплений не требует. Наибольшее распространение этот способ подучил на машиностроительных заводах при установке станков на бетонных полах. Так устанавливают небольшие токарные, фрезерные, вертикально-сверлильные и некоторые другие станки.

Фиг. 3. Крепление машины подливкой цементным раствором.

Но большинство машин оказывает воздействие на фундамент, создавая ударные нагрузки, и крепление их только подливкой цементным раствором является недостаточным. В этих случаях прибегают к помощи заливных или анкерных фундаментных болтов. Болтовые крепления являются надежными, прочными и устойчивыми. Чаще всего это обыкновенные болты, но внизу вместо головки они имеют загнутый или раздвоенный конец, который препятствует выдергиванию болта из бетона при затягивании гайки. Наиболее употребительные формы заливных болтов показаны на фиг. 4.

Фиг. 4. Различные формы заливных болтов.

Глухие заливные болты устанавливаются в теле-фундамента при его изготовлении. После затвердевания бетона положение болтов остается неизменным, поэтому расстояние между болтами должно точно соответствовать расстоянию между отверстиями в основании машины. Это обстоятельство очень часто вызывает осложнения при монтаже. Незначительные расхождения между болтами и отверстиями в станине делают невозможной установку машины.

Чтобы упростить монтаж, иногда фундамент сооружают без болтов, но в нужных местах оставляют специальные колодцы (шахты). Размер колодцев в плане примерно 200 x 200 мм. Болты вставляют в отверстия станины, при опускании в колодцы придают им нужное положение, а затем заливают цементным раствором.

Упрощение монтажа в этом случае связано с усложнением фундамента. Опыт показывает, что установить точно по размерам заливные болты все-таки проще, чем делать для них большое число колодцев. Поэтому в последние годы более рациональной считают установку болтов самими монтажниками по специальным кондукторам.

Глухие заливные болты применяются для соединения с фундаментом всевозможных машин, металлических конструкций и других устройств, работающих спокойно и не передающих на фундамент резких ударов, сотрясений и других динамических нагрузок.

Динамические нагрузки лучше воспринимаются анкерными болтами, один из которых изображен на фиг. 5. Анкерные болты устанавливаются в фундаменте машины. Для этого в теле фундамента предусматриваются колодцы. В нижней части колодца в бетон заливают анкерные плиты, которые удерживают нижнюю головку болта. Если колодцы размещаются вблизи боковых поверхностей фундамента, то пространство под плитой делают в форме «кармана», позволяющего осматривать плиту и нижнюю головку болта. В чем преимущества анкерных болтов перед заливными?

Фиг. 5. Анкерный болт.

Во-первых, большой зазор между болтом и стенкой колодца позволяет немного смещать болты при установке машины. Во-вторых, глубина колодца позволяет опускать болты при надвигании машины на фундамент. Большим недостатком заливных болтов является то, что они постоянно возвышаются над фундаментом и мешают перемещать оборудование. Ведь не всегда есть возможность поднять машину краном и опустить ее на фундамент сверху, прямо на болты. Глухие болты заставляют монтажников мостить шпальные -клетки, чтобы притащить машину над фундаментом. Анкерные болты в этом отношении значительно удобнее. На фиг. 5, справа, показан опущенный болт. После установки машины болт приподнимают и навертывают на него гайку.

В-третьих, и это самое главное, анкерные болты лучше воспринимают толчки и удары, частично смягчают их и в ослабленном виде передают на фундамент.

Сравните анкерный болт с заливным. Глухой заливной болт защемлен в бетоне почти на всю длину и связан с ним жестко. Анкерный болт нижней головкой опирается на плиту, а гайкой — на станину машины. На всей длине от плиты до станины стержень болта свободен и, находясь в напряженном состоянии, может проявлять упругость под действием переменных сил и ударов. Именно поэтому установка всех тяжелых машин — прокатных станов, дробилок и многих других — производится на анкерных болтах.

Чаще всего применяются анкерные болты с молоткообразной головкой, показанной на фиг. 6, а. Болт опускают головкой в прорезь плиты и поворачивают до упора в специальные приливы на плите. Молоткообразные (прямоугольные) головки образуются высаживанием стержня болта вручную или под молотом. Сравнительно нетрудно сделать такую головку у болта диаметром до 50 мм. При установке крупных машин пользуются болтами диаметром до 100 мм и более. Высадить на конце стержня такого диаметра прямоугольную головку очень трудно. Значительно проще нарезать на нижнем конце болта резьбу и навинтить гайку (фиг. 6, б).      Колодцы анкерных болтов после установки оборудования засыпают песком. Иногда, чтобы во внутренние части фундамента не попадала вода, колодцы болтов поверх песчаной засыпки заливают битумом или асфальтом на высоту 100—150 мм.

Фиг. 6. Крепление нижнего конца анкерного болта.

Стремление избежать недостатков глухих заливных болтов и обеспечить возможность свободной перестановки машин по площади цеха привело к созданию «монтажных полов». Для этого в толще бетонного пола устанавливают несколько рядов балок или других конструкций, образующих Т-образные пазы. К этим конструкциям, называемым лагами или стелюгами, станки присоединяются с помощью болтов с прямоугольными головками (фиг. 7.)

Фиг. 7. Типовые конструкции монтажных полов:
а — из швеллеров; б —из литых деталей (плитовин).

Однако и этот способ имеет недостатки. Главный из них — неизменное расстояние между пазами. Если у новой машины, которую необходимо установить, расстояние между отверстиями в станине окажется больше или меньше, чем расстояние между пазами, то закрепить ее на полу окажется не так просто. Поэтому в самые последние годы в отечественной и зарубежной практике для установки мелких и средних машин вместо глухих заливных болтов или монтажных полов начинают применять новый вид крепления — фундаментные гайки (фиг. 8).

Фиг. 8. Фундаментные гайки.

Фундаментные гайки более дешевы, чем заливные болты, позволяют легко перемещать оборудование по цеху и устанавливать его в любом другом месте. Для этого все гайки заделываются в фундамент заподлицо с его верхней поверхностью, и перемещение машины можно начинать, как только будет вывернут фундаментный болт.

На фиг. 8, а показана самая простая фундаментная гайка — отрезок швеллера с резьбовым отверстием. Более совершенная гайка показана на фиг. 8, б. Делается она из обыкновенной стандартной гайки, отрезка трубы и донышка. Если фундаментные гайки применяются в большом количестве, то лучше изготовлять их литыми, как эта изображено на фиг. 8, в.

Если станок или машину нужно переставить на другое место, то в фундаменте или бетонном полу вырубают углубления, устанавливают в них фундаментные гайки и заливают цементным раствором. Так же можно вырубить гайки, которые больше не нужны на прежнем месте установки. Само собой разумеется, что вырубить неглубоко сидящую гайку значительно проще, чем глубоко заделанный заливной болт. Чтобы резьба фундаментных гаек не засорялась во время перемещения станков, отверстия их закрывают деревянными пробками или ввертывают в них короткие болты.

В зарубежной практике известен также способ закрепления машин винтами с резиновой втулкой. На фиг. 9, а показана конструкция этого крепления, состоящая из болта 4, нажимной втулки 3, резиновой втулки 2 и круглой гайки с хвостовой частью 1. Собранное крепление вставляют в отверстие фундамента. При завинчивании болта резиновая втулка сжимается по длине и расширяется в стороны, плотно прилегая к стенкам отверстия и закрепляясь в нем (фиг. 9, б). При отвинчивании болта происходит разжатие резиновой втулки, которая получает первоначальную форму. После этого все крепление можно вынуть из фундамента. В этом случае при перенесении станков с места на место не требуется даже заделывать фундаментные гайки. Нужно лишь аккуратно просверлить в бетоне круглое отверстие, что совсем не трудно сделать.

Фиг. 9. Разжимная резиновая втулка.

Итак, мы познакомились с основными способами присоединения машин к фундаменту. В своей работе монтажник не избирает способов крепления; это должно быть предусмотрено проектом. Задача монтажника — проследить, чтобы фундамент был изготовлен в соответствии с техническими условиями, а для этого он сам должен хорошо знать эти технические условия. Следующий раздел книги и будет посвящен вопросам приемки фундамента под монтаж машины.