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机床防振垫铁的选用
国家机械工业局第二设计院 王义民
1 机床的安装方式及特点
机床安装方式主要有刚性连接与弹性连接两种。
刚性连接
机床安装时，在机床底座与混凝土基础之间放置可调整机床水平的刚性垫铁，同时将地脚螺栓放入基础上的预留孔和机床底座的螺栓孔内，先将机床初步调整到水平位置，再将混凝土砂浆灌入基础上的预留孔内，待灌入的混凝土强度达到＞80%时，再对机床水平位置进行精确调整，当达到规定的安装水平后，拧紧地脚螺栓上的螺母，将机床和垫铁一起紧固在基础上，并确保不破坏已达到规定的安装水平。
采用刚性连接的机床一般安装在单独基础(或局部加厚地坪)上，基础的厚度与机床的质量、精度、刚性、外形尺寸、地质资料等因素有关，其最小厚度可由埋入基础内的地脚螺栓长度来确定。一般地脚螺栓预留孔的深度要大于地脚螺栓埋入孔内的长度，基础的最小厚度大于地脚螺栓预留孔的深度。基础的厚度较大。表1列出了部分中小型机床地脚螺栓预留孔的深度和基础最小厚度参考值。

表1 刚性连接时部分中小型机床基础的最小厚度参考值

序号机床名称机床质量(t)基础最小厚度(mm)地脚螺栓预留孔深度(mm)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11		C3163-1转塔六角车床
C6140普通车床
CW6163普通车床
Z3040摇臂钻床
Z5125A立式钻床
X5030立式铣床
X6132万能铣床
YN3132滚齿机
M7130平面磨床
B6050牛头刨床
B5032插床		2.6
2.0
3.7
3.5
1.0
2.1
2.6
4
3.5
1.9
3		400
400
500
380
320
450
450
380
500
430
480		320
320
420
300
240
400
400
300
420
350
400

机床与基础紧固成一整体，可提高机床的刚度，降低机床重心高度和减少机床振动。机床安装和基础施工不方便，安装时间长，增加土建投资。
弹性连接
机床安装时，在机床底座与混凝土地坪之间放置可调整机床水平的防振垫铁，并将机床精确地调整到规定的水平位置。机床与防振垫铁之间可以用螺栓紧固或不紧固，机床与地坪之间不紧固，机床安装较刚性连接方便，安装时间短，并具有隔振作用。但刚度、稳定性较差，振动大的机床一般不宜采用简单的弹性连接的方法，可采用带有附加基础件的组合弹性连接，也有较显著效果。
采用弹性连接的中小型机床均可直接安装在混凝土地坪上。国内曾对76家工厂机床安装在地坪上的情况进行过调查统计，并做了有关的专题试验，提出了可安装在混凝土地坪上的中小型普通机床，其类型、机床质量和对地坪的要求见表2。

表2 中小型普通机床安装在地坪上的要求

机床类型机床质量(t)混凝土地坪厚度(mm)
混凝土垫层强度等级地基土变形模量E0(kPa)
80002000040000
卧式车床、转塔六角车床、铲齿车床、半自动车床、仿形车床＜6C10160140120
摇臂钻床、立式钻床、卧式内拉床＜5
外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、曲轴磨床＜6C15150130110
滚齿机、刨齿机、插齿机、剃齿机＜5
立式铣床、卧式铣床、万能铣床＜6C20140120100
牛头刨床、插床≤3

卡盘车床这类刚性好的机床，采用有阻尼的弹性连接时，可改善其动态特性。
从表2与表1的比较中可见地坪的厚度小于基础的厚度，不需要预留地脚螺栓孔，施工方便，成本低。
2 防振垫铁的选用
中小型机床刚性好，移动部件质量小，不需要依靠基础来增加其刚性，除了振动较大和稳定性较差的机床外，一般均可采用弹性连接的方法来安装机床。大型设备和振源型设备采用带有基础组合弹性连接也有良好使用效果。
影响精密机床正常工作的往往是通过地面土壤和基础传来的外界振动，这种振动随着距离的增加而逐渐衰减，当达到一定的距离后，在无其它隔振措施的情况下，也不会影响精密机床的正常工作，这个距离称为机床的防振距离。
根据精密机床的允许振动速度，以亚粘土为代表，表3列出了最小防振距离，表4列出了精密机床和高精度机床的允许振动值。

表3 最小防振距离

动力
设备		允许速度(mm/s)0.030.050.100.300.50
设 备 类 型防 振 距 离 (m)
火车厂外货车(铁路干线)
厂内货车(专用线 )		800
300		600
200		400
100		150
35		80
20
汽车公路干线柔性路面
刚性路面
城市道路柔性路面
刚性路面
厂区道路柔性路面
刚性路面		120
150
80
100
50
65		60
100
40
50
25
35		35
50
20
25
12
15		15
20
10
12
6
8		8
10
5
6
…
4
空压
机
(活塞
式) 		7L-100/8
8L—60/8
5L—40/8
4L— 20/8
3L—10/8		300
200
150
80
60		250
150
100
50
40		180
100
50
30
20		80
40
30
20
15		60
30
20
15
10
冷冻
机
170 系列
125系列
100系列
70系列		60
45
30
15		40
30
20
10		20
15
10
5		10
8
5
3		5
4
3
2
锻锤
(kN)
160
100
50
30
20
10
4～7.5
2.5		1200
750
600
450
350
200
150
80		1000
650
450
350
250
180
120
60		900
550
400
300
220
150
100
50		700
400
300
220
180
100
60
40		550
300
220
160
120
80
45
30
压力
机
(kN)
5000
3150
2500
1600
1000
630
500
300
≤150		280
220
175
125
90
65
50
40
30		220
170
140
95
65
45
35
30
20		150
110
80
60
40
30
20
15
10		65
50
40
30
25
20
15
10
5		45
35
30
25
20
15
12
6
3
其它
设备
300kN拉力试验机
1000kN拉力试验机
B6 65牛头刨床
B690牛头刨床
6m、8m龙门刨床
8#～12#风机
砂轮机
水 泵		80
120
50
80
30
25～30
15
10		50
90
30
50
20
20～25
10
5		30
50
20
30
15
15～20
8
3		15
25
12
18
10
10～15
5
—		10
15
10
12
8
8
—
—
表4 精密机床和高精度机床的允许振动值
机 床 类 型允许速度
(mm/s)
5级丝杠车床及螺纹磨床，高精度长刻线机及圆刻线机(精度2μm及1″)0.05
6级丝杠车床、丝杠磨床及螺纹磨床，精密轧辊磨床及大型精密滚齿机0.08
坐标镗床及坐标磨床，高精度外圆磨床和平面磨床，导轨磨床0.16
精密磨床，磨齿机，高精度车床及加工中心0.20
精密卧式镗床，仿形铣床，精密车床及数控车床0.32
数控铣床，精密滚齿机，普通磨床及仿形铣床0.50

精密机床的安装位置应尽量远离振源，如确实不能满足最小防振距离要求时，应对其采取隔振措施，使振动的影响控制在允许的范围内。当机床对振动控制要求不高时，可采用防振垫铁进行隔振，隔振效率应根据振源距离的远近和机床对振动控制的要求确定，还应注意要使机床工作时不产生明显的摇晃。否则要采取其他更有效的隔振措施。
普通机床一般不需要采取隔振措施，采用弹性连接主要是考虑到安装机床方便，节约费用和用于不便于使用刚性连接的场合，如机床上楼等。由于普通机床的类型和加工条件的不同，机床工作时自身振动的情况相差较大，防振垫铁中弹性件的刚度应根据机床工作时振动的大小来决定，振动大的，弹性件的刚度要大些，反之则可小些。但为了避免机床工作时产生明显的摇晃，影响工人操作，防振垫铁上弹性件的刚度宁可取大些。如弹性件的刚度已足够大，机床工作时还要产生明显的摇晃就不宜采用弹性连接，而要采用刚性连接。 1/30/2007

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