ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЕТАЛИ МАШИН

СТАНИНА БЕСЦЕНТР0В0-Т0КАРН0Г0 СТАНКА МОДЕЛИ 9340

Железобетонная станина бесцентрово-токарного станка мо­дели 9340 запроектирована НИИПТМАШем (г. Краматорск).

Станок (рис. 58) предназначен для обдирки трубных заготовок и чистовой обточки сортового проката цилиндрической формы диаметром после обработки 70—250 мм, длиной до 7,5 м. 96

Станина станка состоит из двух частей:

Левой секции на загрузочной стороне станка и правой — на разгрузочной стороне станка.

По конструкции обе части станины одинаковы.

Форма и габаритные размеры железобетонной станины сов­падают с размерами металлической (чугунной), так как первая применяется взамен второй (рис. 59).

Направляющие станины имеют корытообразную форму. Они состоят из основного листа толщиной 20 мм, к которому снизу приварены две вертикальные стенки толщиной 10 мм. Для жест­кости стенки соединяют поперечными планками, располагаю­щимися с шагом 2100 мм. Длина направляющих составляет 6,8 м. Круглые направляющие опираются на кронштейны, соединенные винтами с основным листом плоских направляющих.

Направляющие соединяют с бетоном, приваривая хомуты арматурного каркаса балок станины к вертикальным стенкам направляющих.

Торцовая стыковочная плита состоит из основного листа толщиной 20 мм, имеющего контуры привалочной плоскости корпуса шпиндельной бабки. Чтобы уменьшить размеры обрабаты­ваемой поверхности, к основному листу приварен лист толщиной 10 мм, имеющий внутренние вырезы.

В местах расположения резьбовых и гладких отверстий, со стороны бетона, к основному листу приварены бобышки. Для лучшей анкеровки и жесткости торцовая плита имеет четыре ребра.

Анкерным устройством плиты служит пространственный арма­турный каркас, стержни которого сваривают с плитой встык, и наклонные стержни, усиливающие связь с бетоном верхней части плиты. К ребрам жесткости приваривают стержни, которые также служат анкерной связью плиты с бетоном.

Внутренняя часть станины облицована тонким стальным листом толщиной 2 мм, который защищает бетон от воздействия масла и эмульсии. Облицовка имеет желоб, который соединяется с баком системы охлаждения (см. рис. 59).

Металлическую облицовку в бетоне анкеруют П-образными стержнями и гладкой арматурой диаметром 6 мм, приваренными в шахматном порядке к листам.

Наличие пустот в станине привело к образованию трех про­дольных и семи поперечных балок, включая ригель задней части станины. Значительная ширина станины по сравнению с ее вы­сотой послужила основанием образования плиты по всей ширине и длине станины. Две крайние балки и ригель возвышаются над плитой в среднем на 200 мм. Это отражается на построении про­странственного арматурного каркаса станины. Он состоит из арматурных каркасов балок и ригеля железобетонной плиты. На наружных боковых поверхностях крайних балок и ригеля

Предусмотрена мелкоячеистая сетка, предохраняющая периферий­ный бетон от отколов.

Для удобства монтажа и изготовления каркас станины разбит на ряд элементов. Среди них: нижний арматурный пояс, включаю­щий в себя продольные и поперечные рабочие стержни балок, а также опорные узлы; верхний арматурный пояс, состоящий из рабочих стержней, соединяющих направляющие с платиком под Кронштейн крепления штока гидроцилиндра; рабочая сетка желе­зобетонной плиты и хомуты балок. Наклонные стержни диаметром 20 мм служат для восприятия угловых моментов.

В качестве арматуры приняты стержни периодического про­филя из стали класса А—II (Ст. 5). Рабочие стержни, располагаю­щиеся у ^крайних ^растянутых [волокон балок, в нижней части станины имеют диаметр 20 мм. Хомуты и рабочая сетка плиты выполнены из стержней диаметром 12 мм. Вся конструкция, изготовлена из бетона марки 500.

Для транспортирования железобетонной станины предусмо­трены поперечные стальные трубы, соответствующие транспорти­ровочным отверстиям металлической станины.

На вертикальной стенке передней части станины предусмо­трены платики под электрооборудование. На фундамент железо­бетонная станина опирается через регулируемые клинья с кре­плением фундаментными болтами. Стыковка станин к корпусу шпиндельной бабки осуществляется винтами М36 с последующей штифтовкой разъема коническими штифтами.

Расход материалов на станину (на две секции) составляет: металла — 6,5 т\ арматуры — 0,5 т\ бетона М500 — 6,7 м3. Об­щий вес станины 23 т.

От применения железобетона металлоемкость станины сни­жается на 10600 кГ, или на 63% от чистого веса чугунной ста­нины.

Станина воспринимает действие веса узлов и усилия резания, возникающие при обработке изделий. Крутящий момент на резцо­вой головке, передающийся через изделие на каретку, составляет 6600 кГм, а максимальное усилие подачи каретки гидроцилиндром равно 42 500 кГ.

Вес каретки — 8500 кГ, а максимальный вес изделия — 1000 кГ.

На станину, кроме этого, действует изгибающий момент М = = 37 000 кГм, возникающий от смещения оси резцовой головки относительно гидроцилиндра подачи.

Таким образом, станина работает в сложных условиях сов­местного действия изгибающего и крутящего моментов.

Сравнение жесткостных характеристик (EJ) показывает, что жесткость железобетонной станины больше, чем металлической, т. е.

3,06-1011 > 2,42-1011™4.

7* 99

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

®б. р = 7,84 <12,5 кГ/см2.

Напряжение в арматуре составляет а0 = 32,9 кГ/см2, что значительно меньше допускаемых напряжений.

Напряжение в сжатом бетоне равно 53,6 кГ/см2. 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 мм) 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 мм.

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 (Рв = 30 т\ Рг = 35 т), что вполне допустимо по условиям эксплуатации станка.