机械支架降低噪音,提高生产率

今天的精密设备和机床具有性能、可重复性和精度设计。如果没有适合该设备要求的适当安装,这些功能是无法实现的。

由Joseph L. FOSZCZ 1998年12月1日

今天的精致设备和机床具有性能,可重复性和精度。如果没有适当的安装,不能明确地实现这些功能。正确安装需要大约1%的设备的值。经济差或无知不考虑机器安装的所有方面。

虽然它看起来很明显,但良好的基础是成功机器安装的基础。有许多情况下的设备寿命短,过度维护,频繁调整和产量损失的原因是由于没有提供足够的支持或防止冲击和振动以及实现和保持水平程度的手段的装置。

OSHA法规

虽然制造商说明他们的产品符合OSHA标准,但这并不难。OSHA用于一般行业法规的手册包含在CFR 1910.212下的本声明,所有机器的一般要求,B部分;锚固固定机械。设计用于固定位置的机器应牢固地固定,以防止步行或移动。

振动的来源

冲击和振动来自工厂附近的生产操作和相关活动。一个经常被忽视的振动问题的来源是地板的共振。当机械激励时,建筑地板可以在多个频率共振,如果不识别和处理,可能会导致设备问题。精密机床受20 ~ 24 Hz以上频率的影响较大。

安装考虑因素

从安装角度来看,设备可以分为那些支持关键的人,例如精密机械,以及那些不是。该基础是实现来自支持关键机器的最佳性能的主要因素(图1)。仅仅因为机器是自由的,并不意味着不需要适当的支持。应遵循基本的具体设计程序,如表所示。有些机器需要用螺栓固定在地板上不是因为支撑,而是增加刚性。

由于基础是机器结构的一个组成部分,它必须被设计得足够坚固以提供支撑。基础的几何形状是关键的。它还必须被设计成无论在什么地方发生,都能对动荷载作出一致反应。必须考虑到当地的土壤条件,以确保稳定。

如果需要全部隔离,应使用惯性块结构(图2)以及气动隔离器。该方法暂停机器/基础系统在偏转元件上吸收能量。震动和振动的传输可以减少多达90%。然而,孤立的基础非常僵硬,并且不提供任何低频振动或休克隔离。在到达地板或基础之前,这些振动应减少。

一旦确定了基础,就应该选择附件或锚,使基础和机器成为一个整体。锚必须有足够的刚度来满足机器的要求,同时又能调整机器底座与基础的关系。

非支持关键型设备不需要外部支持来维持关键对准。一个坚固,平坦的地板和简单的锚可能是所有需要的。在操作过程中有必要防止机器“行走”。对于某些机器配置,可以要求锚定约束来消除安全隐患。

如果地板条件不理想,找平也可以考虑。可提供矫直机,提供快速安装和设备可操作性。

在不需要锚定的地方,可以使用一个独立的悬置,结合振动隔离和水平能力。这样的支架有特殊处理的轴承垫表面,以防止行走。

对于不需要调平的设备,简单的垫块提供高效、低成本的隔振,同时防止行走。对于需要隔振和锚固的安装,垫块可以与锚固螺栓一起使用。这种安排确保了冲击/振动隔离,同时提供了地脚螺栓的积极约束。

通常使用弹性体隔离器安装相对于机器重量的高惯性力的设备。它们比春天隔离器和控制运动更硬,因此由于不平衡的力。大多数机器没有动态平衡和产生撞击,摇摆和惯性力,导致它们在柔软隔离器上诸如弹簧的软隔离器上过度移动。

安装方法

有多种方法可以将机器固定在地板上。有些是使用简单的,特别是当设备是自给或偶尔必须移动。其他公司也会参与进来,提供坚固的锚定和精确的水准测量。

毡制纤维已经被用来吸收冲击和振动几千年了。这种材料经过精制,对大多数工业化学品、油和湿气都具有很高的抵抗性或不透水性。在许多情况下,它的预期寿命超过与其一起使用的设备。地脚螺栓和隔离套管必须使用这种材料(图3)。负载能力超过250psi。

具有有限应用的创新产品是一种毡状条带,其在罐中盘绕并浸渍树脂。树脂是一种冷静,一部分化合物,将机器固定到地板上。螺栓和灌浆被淘汰。可以破碎键,通过将蒸汽或沸水施加到垫上而移动的设备。一个4 x 4英寸。垫可以支持5000磅。需要水平楼层,除非设备具有内置的调平功能。

氯丁橡胶垫与浇注线或口袋模式不需要工具,孔,螺栓,或粘合剂安装。它们被放在地板上,机器被放在上面。它们的设计可以防止机器行走或爬行。定制配件可以用刀或剪刀完成。固体氯丁橡胶垫,最多1/2英寸。厚,有300psi的容量。垫层与纺织材料,多达1英寸。厚,有2000psi的容量。

水平安装

机器安装的下一个合乎逻辑的步骤是将调平能力与垫块提供的安装方便相结合。一个附着弹性体的底座很容易滑到机器脚下。螺丝从顶部插入,用于调平(图4)。这些设备可以处理30-1,000,000磅的负载。它们的负载能力取决于所支撑的机器产生的振动和冲击的数量。

这种装置可以快速、简化、精确地调平。由于弹性体安装和旋转安排,它是自调心,以补偿不平整的地板。与垫块一样,不需要在地板上进行固井或螺栓连接。

平整楔子

楔形,而不是直接作用的螺丝,用于提供重型机械下的水平作用(图5)。这种类型安装的负载能力在3000- 250000磅之间。

虽然楔形可以用普通钢形式,但可以在顶部和底部表面使用弹性体或毛毡垫,以提供隔振功能。此外,对准阀瓣或阀座可以补偿最多5度的地板偏差。这些设备提供高达1英寸。高度调整和一些版本接受地脚螺栓。

弹簧支架

线圈弹簧隔离器在减少冲击力和惯性力方面非常有效(图6)。它们的垂直固有频率通常小于机器的运行速度范围。由于它们的固有频率低和柔软性,如果存在较大的失衡力,会导致过度运动。

有两种主要类型的运动,可以发生与线圈弹簧隔离:瞬态和稳态。

瞬态运动当机器启动、停止或运行过隔离器的固有频率或共振时发生。控制这种运动的一种方法是通过共振快速加速。

稳态运动在运行速度下发生,是由机器产生的不平衡力引起的。如果垂直惯性力超过机器重量的10%,这个力可能会过大。

在控制瞬态和稳态机械运动时,线圈弹簧隔离器的阻尼是必不可少的。阻尼在控制瞬态运动方面是最有效的。阻尼的类型取决于应用。阻尼太多会增加传递到地基的力,太少会导致过多的机器运动。

锚螺栓组合

地脚螺栓可以与垫片、调平螺钉和楔子一起使用。选择取决于精密水准测量必须和刚性安装是必需的。

地脚螺栓和垫片在机器和基础之间提供了一种廉价且刚性适中的连接方式(图7)。这种设计可能不适用于高精密机械,因为负载下大量的垫片接口会影响刚度。另一个缺点是很难实现精确的对准。

地脚螺栓和调平螺丝允许比使用垫片更快的调整(图8)。然而,通常需要更频繁的对准。精确对准是困难的。

锚螺栓和楔子提供了坚固件刚的支撑(图9)。基本调平楔是一种两件式装置,通过用调节螺钉将一个楔子移动到另一个楔子,提供垂直调节。有效的设计使用三件套楔形。顶部楔形没有试图在调整时移动设备的水平运动。

可配置安装系统,将三件式楔形闸板和上部楔形闸板上的球形阀座组合在一起。这种安排可以补偿地板表面和机器底座之间的不对齐。在一些系统中,可以通过已经拧紧的地脚螺栓来实现校准,简化了过程。

agent yabovip168yabo888vip工厂工程杂志对巴里控件,uniSolb和Vibro / Dynamics Corp.延伸了其欣赏,以便他们在编制本文方面的帮助。封面图片由巴里控制提供。

-Joseph L. FOSZCZ,高级编辑,

847-390-2699, j.foszcz@cahners.com

关键概念

良好的安装实践延长机器寿命,减少维护,增加正常运行时间。

振动问题的来源可以来自工厂内外的设备以及厂房。

选择的机器安装类型取决于设备是否支持关键型。

典型的振动源

锻造锤子

打印机

机床制造

中断削减

开销起重机

进入的交通

公路交通

铁路交通

惯性块基础检查站

-设计允许挠度,不允许负载。对于非支持关键机器的整体基础刚度必须提供任何使用的独立安装架的最大性能。

- 在大多数情况下,对于支撑关键机械的基础与1.5:1的机器的质量比为1:1是理想的。

—基础是仅用于隔离机器的支撑。所有的空气、水和电气连接都应该是灵活的。

-机器-基础的组合重心应在基础顶部以下。它应该在土压力图的中心,最小水平尺寸的5%以内,在任何方向。

- 验证允许的土壤负荷。当设备产生显着的动态载荷时,将土壤负荷容量降低50%。

-在重复振动敏感设备操作条件的条件下进行振动频谱分析。地下土壤调查提供了环境振动谱低端的指示。

-允许的混凝土和钢荷载应符合适用的建筑规范。当出现高振幅时,应使用适当的疲劳系数。

- 锚螺栓位置应至少12英寸。从基础周边或等于锚螺栓嵌入深度的距离,除非在垂直墙壁中提供加固。

更多信息

由于机器安装上有一个值得注意的材料,因此最好的信息来源是本文末尾所列出的制造商。他们可以提供工程信息并推荐正确的产品在应用中使用。