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学兔兔 I 訇 化 大块式重型机床基础分段式钢箍设计 The design of sectionaI steeI hoops in the bulk foundation of heavy machine tool 田 杨，王勇军，欧 丹 TIAN Yang。WANG Yong-jun，OU Dan (辽宁工程职业学院，铁岭112000) 摘 要：针对重型机床基础承载变形情况，设计了分段式大块基础钢箍，采用傅氏变换及其逆变换法推 导了重型机床基础承载变形解析式，通过改变解析式中的约束条件，对比了有无钢箍对重型 机床承载能力的影响，从而降低因基础沉降造成的重型机床加工精度损失，对提高重型数控 机床的运动精度有重要意义。 关键词：重型机床；承载变形；分段钢箍；运动精度 中圈分类号：TG502．13 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(2Ol 4)08(下)-Ol 1 0-03 Ooi：10．3969／J．issn．1 009-01 34．2014．08(下)．29 0 引言 重型机床因其具有大自重、大载荷等特点， (2) 床身、立柱等大尺度构件的工作精度和寿命均直 计算钢箍梁的变形，由理论力学知识可知： 接受地基与基础的影响。重型机床大型构件的刚 q a 性主要依赖于基础的刚性，较弱的基础刚度导致 = - (1 一2 2+a3) (3) 重型机床床身变形，所以需要对基础做加筋处理 以提高基础的刚度，加筋基础不仅可以提高基础 将式 (1)、式 (2)代入式 (3)可得： 承载变形能力，还可以降低机床的动态响应H 。 ： — — (，，一2 2+a3) (4) 12EIxb(—xz+z2)z 一 口 ‘4’ 1承载变形能力分析 1．1承载变形理论研究 式中：A为钢箍表面积，P为基础表面受力，a 目前大多数关于承载变形研究集中在土木工 为钢箍梁中任一点位置，l为钢箍梁长度。 程领域，而关于重型机床基础相对较少，刘林超 本文计算在大块式基础受力为3000kg，基础 等 通过拉式变换推导出集中载荷作用下的任意 尺寸长×宽×高为10mX8reX5m，坐标原点设在基 点位移解析方程式；李婕等口 采用Hankel积分变换 础上表面的几何中心处，则基础x=2．5m，z=lm处的 研究了横观各向同性弹性地基内部位移；Atapin， 梁长度与梁最大变形量的规律曲线如图1所示。 V．G．M 采用有限元法对地基的变形状态进行了分 析，并研究了不同尺寸地基对机床精度影响； Cheng—Der等 提出了垂直循环载荷下的地基应力 与位移解析解。 1．2混凝土基础约束分析 横向变形约束条件对混凝土抗压强度影响很 大，可以在基础周围配置钢箍以限制混凝土的横 向变形，从而形成 “约束混凝土”。由文献[6】中 可知，基础为各向同性均质混凝土时，基