自動(dòng)化線地基設(shè)計(jì)分析

王軍領(lǐng)，詹俊勇，吳連紅，仲太生，羅素萍

（揚(yáng)力集團(tuán)股份有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127）

自動(dòng)化線地基設(shè)計(jì)分析

王軍領(lǐng)，詹俊勇，吳連紅，仲太生，羅素萍

（揚(yáng)力集團(tuán)股份有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127）

根據(jù)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化線，再根據(jù)設(shè)備參數(shù)設(shè)計(jì)自動(dòng)化線布局，最后根據(jù)設(shè)備自身重量和沖擊力參數(shù)設(shè)計(jì)地基強(qiáng)度和施工圖；同時(shí)為了方便壓機(jī)和機(jī)械手的安裝調(diào)試，特設(shè)計(jì)了鋼板地基以方便調(diào)整；為了能規(guī)范自動(dòng)化線壓機(jī)地基，特規(guī)定了稱重和地基厚度的關(guān)系，為地基設(shè)計(jì)提供參考；最后對(duì)地基施工過程中遇到的問題進(jìn)行討論歸納。

自動(dòng)化生產(chǎn)線；壓機(jī)地基；混凝土；鋼板地基；地基強(qiáng)度

隨著工業(yè)技術(shù)的突飛猛進(jìn)發(fā)展，自動(dòng)化生產(chǎn)越來(lái)越普遍，一套完整的自動(dòng)化方案需要各種參數(shù)規(guī)范。在曲柄壓力機(jī)沖壓過程中存在質(zhì)量不平衡，在工作行程過程中存在沖壓工藝沖擊，因此壓力機(jī)基礎(chǔ)系統(tǒng)中會(huì)引起動(dòng)載荷的出現(xiàn)。動(dòng)載荷可引起壓力機(jī)晃動(dòng)，從而使基礎(chǔ)本身產(chǎn)生振動(dòng)甚至破壞，一般會(huì)比普通地基要求高一點(diǎn)。同時(shí)，壓力機(jī)基礎(chǔ)的振動(dòng)會(huì)對(duì)周圍設(shè)備工況產(chǎn)生惡劣影響，甚至破壞車間廠房建筑構(gòu)件，對(duì)工作人員帶來(lái)傷害[1]。

1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土基礎(chǔ)的抗彎和抗剪性能良好，可在豎向荷載較大、地基承載力不高以及承受水平力和力矩荷載等情況下使用。與無(wú)筋基礎(chǔ)相比，其基礎(chǔ)高度較小，因此更適宜在基礎(chǔ)埋置深度較小時(shí)使用。可分為墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)和柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)[2]。

混凝土的強(qiáng)度等級(jí)通常采用 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。強(qiáng)度等級(jí)為 C60及其以上的混凝土屬高強(qiáng)混凝土?；炷恋臉?biāo)號(hào)通常采用150、200、250、300、350、400、450、500、550、600。兩種牌號(hào)對(duì)應(yīng)等級(jí)如表1所示[3]。

2 自動(dòng)化布局和地基

表1 混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)應(yīng)表

2.1 自動(dòng)化布局

以4序生產(chǎn)線為例，第1個(gè)工序?yàn)?30t壓機(jī)，第2個(gè)工序?yàn)?00t壓機(jī)，第3、第4個(gè)工序均為400t壓機(jī)，各工序間通過機(jī)械手傳遞，位置布局在機(jī)床之間，上料和下料都通過機(jī)械手完成。壓力機(jī)及其自動(dòng)化機(jī)械手布局如圖1所示。

圖1 自動(dòng)化布局圖

壓力噸位≤630t以下的單點(diǎn)和雙點(diǎn)曲柄壓力機(jī)的流水線可以安裝在地下條式基礎(chǔ)上。用牌號(hào)200的混凝土做成整條狀，其尺寸大小根據(jù)所要安裝的設(shè)備及土壤的地質(zhì)特性確定。

如圖2所示，630t和500t壓力機(jī)位置的地基較厚，400t位置的地基較薄，這是由機(jī)床本身重量和沖擊力決定的，需要加固地基。另外機(jī)械手因自身重量和沖擊力較小，所以對(duì)地基的要求較小。此外還有自動(dòng)換模系統(tǒng)的地基，因自身重量和對(duì)地基要求較小，所以地基可稍微薄些[4]。

2.2 鋼板地基

圖2 自動(dòng)化布局地基圖

圖3 鋼板地基圖

根據(jù)機(jī)床布局，設(shè)計(jì)鋼板地基的位置和尺寸如圖3所示。鋪設(shè)鋼板地基的作用和優(yōu)點(diǎn)為：①保證機(jī)床之間的高度誤差；②方便機(jī)床位置和高度的調(diào)整；③降低機(jī)床對(duì)地基的強(qiáng)度要求，變相增加機(jī)床與地基的接觸面積；④鋼板厚度一般為30mm[5]。

2.3 自動(dòng)化線地基圖

曲柄壓力機(jī)的工作特性對(duì)基礎(chǔ)和壓力機(jī)的穩(wěn)定性計(jì)算提出了專門要求，所謂穩(wěn)定性就是壓力機(jī)的基礎(chǔ)設(shè)施抵抗壓力機(jī)失去平衡的能力。在保證強(qiáng)度的同時(shí)還要保證穩(wěn)定性是對(duì)這種建筑物提出的基本要求之一。

沖床在能量打擊時(shí)基礎(chǔ)承受的載荷：垂直方向，630t壓機(jī)，靜載荷 1200kN，動(dòng)載荷 1600kN；500t壓機(jī)，靜載荷1000kN，動(dòng)載荷1500kN；400t壓機(jī)，靜載荷800kN，動(dòng)載荷1200kN。要求基礎(chǔ)總體重量不得小于100t，混凝土標(biāo)號(hào)不得低于200號(hào)，基礎(chǔ)底部面壓須在地質(zhì)條件許用范圍內(nèi)，每臺(tái)沖床每平方米承載重量40t以上，施工圖層如圖4所示。每臺(tái)沖床每平方米承載重量15t以上，施工圖層如圖5所示[6-7]。

圖4 承重40t以上地基施工圖

圖5 承重15t以上地基施工圖

3 結(jié)語(yǔ)

通常，C20加20的鋼筋承重 40t，抗折強(qiáng)度3.0MPa；墊層是鋼筋混凝土基礎(chǔ)與地基土的中間層，其作用是使其表面平整便于在上面綁扎鋼筋，也起到保護(hù)基礎(chǔ)的作用，均為素混凝土，無(wú)需加鋼筋；如有鋼筋則不能成為墊層，應(yīng)視為基礎(chǔ)底板，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20，常用C20或C25，基礎(chǔ)下通常要做低強(qiáng)度混凝土（宜采用C10）墊層，其厚度宜為50～600mm。

底板受力鋼筋一般采用HPB235級(jí)或HRB335級(jí)鋼筋，其最小直徑不宜小于10mm，間距不宜大于200mm；當(dāng)有墊層時(shí)，受力鋼筋的保護(hù)層厚度不宜小于35mm，無(wú)墊層時(shí)不宜小于70mm；基礎(chǔ)底板的邊長(zhǎng)大于時(shí)2.5m，沿此方向的鋼筋長(zhǎng)度可減短10%，并應(yīng)交錯(cuò)布置。

對(duì)于現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)，如與柱不同時(shí)澆灌，其插筋的根數(shù)及直徑應(yīng)與柱內(nèi)縱向受力鋼筋相同，插筋的錨固及柱的縱向受力鋼筋的搭接長(zhǎng)度，均應(yīng)符合《混凝土規(guī)范》要求，此外如果是地坑地基做好后必須用約10mm厚花紋鋼板鋪好。

[1]唐道來(lái).混凝土高壩-地基體系的地震損傷分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016，（9）：80-82.

[2]孟 宇.鋼筋混凝土灌注樁在地基處理中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016，（3）：89-92.

[3]王軍領(lǐng)，詹俊勇，仲太生.靜電地板耦合強(qiáng)度及成形分析[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2016，51（5）：71-73.

[4]王軍領(lǐng)，詹俊勇，仲太生.傳動(dòng)間隙對(duì)高速壓力機(jī)下死點(diǎn)重復(fù)精度影響分析與測(cè)試[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2013，48（3）：19-22.

[5]王軍領(lǐng)，詹俊勇，仲太生，等.組合式大型壓力機(jī)橫梁強(qiáng)度剛度分析[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2014，49（6）：26-29.

[6]王軍領(lǐng)，鄭 翔，姚菁琳.高速壓力機(jī)機(jī)身減振的研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2013，（9）：72-76.

[7]王軍領(lǐng)，詹俊勇，仲太生，等.高速壓力機(jī)齒輪嚙合強(qiáng)度分析[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2015，（3）：96-100.

Design and analysis of foundation for automatic production line

WANG Junling，ZHAN Junyong，WU Lianhong，ZHONG Taisheng，LUO Suping
（Department of Project,Yangli Group Co.,Ltd.,Yangzhou 225127,Jiangsu China）

The automatic production line has been designed according to the technical process,of which the layout has been designed on the basis of equipment parameters.Finally,the foundation strength and construction drawing have been designed as per the self weight of equipment and impacting force parameter.Meanwhile,in order to facilitate the installation and commissioning of the press and manipulator,the foundation steel plate has been especially designed in order for adjustment.In order to rule the foundation of automatic press line,the relationship of weighing and foundation thickness has been stipulated,which provides reference for the foundation design.Finally,the issues encountered during foundation construction process have been discussed and concluded.

Concrete;Steel plate foundation;Press foundation;Automatic line foundation;Foundation strength

TG315.5

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.04.009

1672-0121（2017）04-0030-02

2017-01-20；

2017-03-16

王軍領(lǐng)（1985-），男，碩士，工程師，從事機(jī)械結(jié)構(gòu)自動(dòng)化設(shè)計(jì)等研究。E-mail：w756251@163.com