Из расчета на прочность видно, что напряжения в арматуре и бетоне при действии расчетных нагрузок не превышают допускаемых. Напряжения в растянутом бетоне

аб.р = 7,84 <12,5/cr/cjtf2.

Напряжение в арматуре составляет = 32,9 кГ/см, что значительно меньше допускаемых напряжений.

Напряжение в сжатом бетоне равно 53,6 кПсм. Это ниже допускаемого для марки бетона М500.

Из расчета на внецентренное растяжение следует, что станина армирована со значительным запасом, так как в большинстве случаев арматура поставлена конструктивно.

Были проведены испытания станины для проверки расчетных данных. На станине в процессе эксплуатации, кроме сил от веса узлов, действуют силы резания: крутящий момент 6600 кГм, усилие подачи 42 500 кГ и изгибающий момент 37 ООО кГм.

Действие этих нагрузок было заменено действием трех сил: распорной продольной силы; вертикальных сил, приложенных к направляющим попарно на расстоянии базы опирания каретки (1100 жж) и направленных у переднего торца каретки - вверх, у противоположного торца - вниз, и горизонтальной поперечной распорной силы, приложенной к круглым направляющим и равной 35 т. Изгибающий момент от горизонтальных сил приложен к направляющим.

Распорная продольная сила равна 42,5 т (по расчету). Испытания велись по следующим схемам: при действии горизонтальной продольной распорной силы; при действии горизонтальной поперечной силы; при действии вертикальных сил; при одновременном действии горизонтальных и вертикальных сил.

При достижении расчетной величины горизонтальных и вертикальных сил трещины в бетоне не наблюдались. Они не были обнаружены и при нагрузках, превышающих расчетные на 20%.

Наиболее неблагоприятна горизонтальная продольная распорная сила, которая при действии на станину раскрывает стык и вызывает внецентренное растяжение.

При действии горизонтальной поперечной распорной силы суммарная деформация балок, по экспериментальным данным, составляет 0,351 мм. Величина деформаций по уточненному рас-, чету составляет 0,36 мм, что совпадает с опытными данными (0,351 мм).

Для чугунной станины расчетная суммарная деформация равна 0,384 мм. Это на 0,033 мм больше величины, получающейся для железобетонной станины и показывает, что последняя более жестка по сравнению с чугунной.

Надежная связь торцовой плиты с бетоном при действии расчетных усилий обеспечивается существующей в конструкции анкеровкой. 100

При проверке действия вертикальных сил до 30 т, что значительно превосходит расчетные нагрузки, величина прогиба в пролете между опорами составляет 0,15-0,2 жж.

Исходя из условий эксплуатации станка полученный прогиб допустим и существенного влияния на работоспособность не оказывает.

При действии горизонтальной распорной силы (до 35 т) сум- марная деформация балок составляет 0,26 мм. Сильно влияет на деформацию балок жесткость средней части станины. При приложении вертикальных и горизонтальных сил суммарная деформация балок составляет 0,28 мм [Рд = 30 т\ Р = 35 т), что вполне допустимо по условиям эксплуатации станка.

СТАНИНА ТЯЖЕЛОГО ТОКАРНОГО СТАНКА МОДЕЛИ 1660

Научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения (НИИПТМАШ, г. Краматорск) разработал проект железобетонной станины тяжелого токарного станка модели 1660.

Железобетонная станина (рис. 60) представляет собой балочную монолитную транспортабельную конструкцию, состоящую из двух многопролетных балок, жестко соединенных между собой короткими железобетонными поперечинами (диафрагмами), и опорной части под переднюю бабку. В верхней части балок расположены плоские направляющие в виде чугунных отливок корытообразного сечения, длиной около 9 м. Для обеспечения связи и совместной работы направляющих с бетоном в их продольные ребра заделаны анкеры диаметром 16 мм из арматуры периодического профиля. К ним приваривают кондукторные полосы, служащие промежуточным звеном связи между направляющими и стальным арматурным каркасом. Связь направляющей со стальной опорной плитой, предусмотренной для точной установки и надежного крепления передней бабки на опоре, осуществляется приваркой анкеров, заделанных в торцы направляющих.

Арматурный каркас балок выполнен в виде единого пространственного каркаса из продольных рабочих стержней, изготовленных из горячекатаной арматуры периодического профиля диаметром 28 мм, и двухветвенных хомутов диаметром 10 мм. Концы хомутов приварены к кондукторным полосам.

Диафрагмы армируют четырьмя нижними, двумя средними и пятью верхними рабочими стержнями периодического профиля диаметром 20 мм. Хомуты выполняют из гладкой арматурной стали класса A-I (Ст. 3) диаметром 6 мм. Для увеличения жесткости станины в поперечном направлении диафрагмы усилены диагональными стержнями периодического профиля диаметром 20 мм.

Опорная часть под переднюю бабку армируется продольными стержнями, фигурными каркасами и сеткой из стержней периоди-

I М , , е- я «) u «

S S S . -10 au5<e с а

ческбго профиля, связывающих металлические закладные части в пространственную конструкцию. В передней верхней части плиты смонтирован масляный бак, представляющий собой сварной короб со сливным патрубком. Коробку подач станка крепят к сварной раме с бобышками, приваренными к опорной плите.

Станина опирается опорными узлами на регулируемые клиновые башмаки. Опорные узлы представляют собой сварную конструкцию, состоящую из опорного и промежуточного платиков и кармана под ключ.

Рис. 61. Схема станка и нагрузок, возникающих при резании

Для крепления кронштейнов ходового вала и винта, а также другого неподвижного оборудования предусмотрены закладные детали - платики. В балках железобетонной станины есть транспортировочные отверстия, образованные стальными трубами, которые жестко заделаны в бетоне.

Для защиты бетонных поверхностей станины от механического разрушения падающей стружкой диафрагма облицована металлическим листом толщиной 3 мм.

Станина испытывает действие различных нагрузок (рис. 61). От задней бабки: половина веса заготовки, собственный вес, внецентренное растягивающее усилие, отрывающие и сжимающие усилия, крутящий момент в направлении Ру, изгибающий момент от усилий обжатия заготовки центрами и горизонтальной составляющей от веса заготовки; от передней бабки: половина веса заготовки, собственный вес, внецентренное растягивающее усилие, приложенное к верхней части станины, и крутящие моменты, передаваемые шпинделем в направлении Ру. Вес задней бабки и изделия приложены с эксцентриситетом к станине.

Действуют также нагрузки от усилий резания. Из практики эксплуатации станка установлено, что наиболее опасно усилие подпора изделия задней бабкой, которое в некоторых случаях доходит до 100 т. Усилие резания = 10 т, направленное перпендикулярно к плоскости зеркала направляющих, создает изгибающий момент в вертикальной плоскости. Составляющая сил резания Ру = 8 т, направленная вдоль резца, создает изгибающий момент в горизонтальной плоскости и крутящий - в вертикальной плоскости, перпендикулярной продольной оси станины. Составляющая резания Р и усилие подачи равны по величине и противоположны по знаку.

Станину можно рассчитывать, используя принцип независимости действия сил на общие горизонтальные и вертикальные нагрузки, на местные нагрузки и на транспортирование.

Исходными положениями при расчете будут следующие: конструкция должна работать без трещин, растягивающие напряжения не должны превышать расчетных, остаточные деформации должны отсутствовать, упругие деформации для железобетонной станины должны быть меньше, чем у металлической.

В результате заводских испытаний железобетонной станины при сборке и в условиях промышленной эксплуатации установлено, что станина работоспособна, жесткость ее более чем в 2 раза выше чугунной. При точении на силовых режимах, значительно превосходивших предельно допустимые, максимальные напряжения в железобетонной станине не превосходили 5-7 кГ/см, а при эксплуатационных режимах резания 3-5 кГ/см. Это свидетельствует об упругой работе материала станины.

Зависимость деформаций железобетонной станины от нагрузки- линейная, деформации являются упругими. Прочность железобетонной станины при транспортировании, кантовании, и монтаже достаточна.

ДЕТАЛИ ПРОДОЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА МОДЕЛИ 6642

Уханьским заводом тяжелых станков (Китай) выпускаются продольно-фрезерные станки модели 6642 с железобетонными базовыми деталями. Из железобетона выполнены: станина, стойки, поперечина и перекладина.

Особенностью их конструкции является то, что закладные части представляют собой чугунные отливки с заделанными в них гладкими анкерными стержнями. Для лучшей связи с чугуном заделанная часть анкерного стержня заканчивается вилкой, а выступающая - крюком.

Закладные части не связаны непосредственно с арматурным каркасом, а прочность заделки их в бетоне обеспечивается анкерными стержнями. Бетонные поверхности покрывают кислотоупорным лаком. 104

Станина станка (рис. 62) выполнена пустотелой. Для соединения стоек со станиной служат массивные чугунные плиты с рядом крепежных отверстий. Станина снабжена двумя направляющими призматической формы. В средней ее части размещается масляный бак с выходящей наружу сливной трубой, а в проеме между направляющими проходит желоб.

/730-

Рис. 62. Железобетонная станина продольно-фрезерного станка:

/ - боковой стыковочный платик; 2 - направляющие; 3 - транспортировочное отверстие; 4 - опорные платики; 5 - арматура; 6 - масляная ванна

Арматурный каркас станины состоит из гладких продольных рабочих стержней диаметром 22 мм, распределительных стержней диаметром 14 мм и хомутов диаметром 10 мм. Поперечные балки армированы аналогично.

Экономия металла составляет 2000 кГ, или 57% от чистого веса металлического основания.

Левая и правая стойка имеют одинаковую конструкцию в виде железобетонных монолитных колонн. Они снабжены вертикальными чугунными направляющими и массивной стыковочной плитой, которая имеет карманы для болтов.

Арматурный каркас стоек состоит из восьми рабочих продольных гладких стержней диаметром 28 мм и четырех монтажных диаметром 20 мм. Замкнутые хомуты располагаются по контуру из гладких стержней диаметром 10 мм. Основание стоек армировано гладкими стержнями диаметром 12 мм.

Экономия металла на одной стойке равна 1150/сГ, или 44% от чистого веса стойки в металле. Поперечина и перекладина выполнены аналогично.