自動化線地基設計分析

王軍領，詹俊勇，吳連紅，仲太生，羅素萍

（揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225127）

自動化線地基設計分析

王軍領，詹俊勇，吳連紅，仲太生，羅素萍

（揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225127）

根據產品工藝設計自動化線，再根據設備參數設計自動化線布局，最后根據設備自身重量和沖擊力參數設計地基強度和施工圖；同時為了方便壓機和機械手的安裝調試，特設計了鋼板地基以方便調整；為了能規范自動化線壓機地基，特規定了稱重和地基厚度的關系，為地基設計提供參考；最后對地基施工過程中遇到的問題進行討論歸納。

自動化生產線；壓機地基；混凝土；鋼板地基；地基強度

隨著工業技術的突飛猛進發展，自動化生產越來越普遍，一套完整的自動化方案需要各種參數規范。在曲柄壓力機沖壓過程中存在質量不平衡，在工作行程過程中存在沖壓工藝沖擊，因此壓力機基礎系統中會引起動載荷的出現。動載荷可引起壓力機晃動，從而使基礎本身產生振動甚至破壞，一般會比普通地基要求高一點。同時，壓力機基礎的振動會對周圍設備工況產生惡劣影響，甚至破壞車間廠房建筑構件，對工作人員帶來傷害[1]。

1 鋼筋混凝土結構

鋼筋混凝土基礎的抗彎和抗剪性能良好，可在豎向荷載較大、地基承載力不高以及承受水平力和力矩荷載等情況下使用。與無筋基礎相比，其基礎高度較小，因此更適宜在基礎埋置深度較小時使用。可分為墻下鋼筋混凝土條形基礎和柱下鋼筋混凝土獨立基礎[2]。

混凝土的強度等級通常采用 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。強度等級為 C60及其以上的混凝土屬高強混凝土。混凝土的標號通常采用150、200、250、300、350、400、450、500、550、600。兩種牌號對應等級如表1所示[3]。

2 自動化布局和地基

表1 混凝土強度等級對應表

2.1 自動化布局

以4序生產線為例，第1個工序為630t壓機，第2個工序為500t壓機，第3、第4個工序均為400t壓機，各工序間通過機械手傳遞，位置布局在機床之間，上料和下料都通過機械手完成。壓力機及其自動化機械手布局如圖1所示。

圖1 自動化布局圖

壓力噸位≤630t以下的單點和雙點曲柄壓力機的流水線可以安裝在地下條式基礎上。用牌號200的混凝土做成整條狀，其尺寸大小根據所要安裝的設備及土壤的地質特性確定。

如圖2所示，630t和500t壓力機位置的地基較厚，400t位置的地基較薄，這是由機床本身重量和沖擊力決定的，需要加固地基。另外機械手因自身重量和沖擊力較小，所以對地基的要求較小。此外還有自動換模系統的地基，因自身重量和對地基要求較小，所以地基可稍微薄些[4]。

2.2 鋼板地基

圖2 自動化布局地基圖

圖3 鋼板地基圖

根據機床布局，設計鋼板地基的位置和尺寸如圖3所示。鋪設鋼板地基的作用和優點為：①保證機床之間的高度誤差；②方便機床位置和高度的調整；③降低機床對地基的強度要求，變相增加機床與地基的接觸面積；④鋼板厚度一般為30mm[5]。

2.3 自動化線地基圖

曲柄壓力機的工作特性對基礎和壓力機的穩定性計算提出了專門要求，所謂穩定性就是壓力機的基礎設施抵抗壓力機失去平衡的能力。在保證強度的同時還要保證穩定性是對這種建筑物提出的基本要求之一。

沖床在能量打擊時基礎承受的載荷：垂直方向，630t壓機，靜載荷 1200kN，動載荷 1600kN；500t壓機，靜載荷1000kN，動載荷1500kN；400t壓機，靜載荷800kN，動載荷1200kN。要求基礎總體重量不得小于100t，混凝土標號不得低于200號，基礎底部面壓須在地質條件許用范圍內，每臺沖床每平方米承載重量40t以上，施工圖層如圖4所示。每臺沖床每平方米承載重量15t以上，施工圖層如圖5所示[6-7]。

圖4 承重40t以上地基施工圖

圖5 承重15t以上地基施工圖

3 結語

通常，C20加20的鋼筋承重 40t，抗折強度3.0MPa；墊層是鋼筋混凝土基礎與地基土的中間層，其作用是使其表面平整便于在上面綁扎鋼筋，也起到保護基礎的作用，均為素混凝土，無需加鋼筋；如有鋼筋則不能成為墊層，應視為基礎底板，混凝土強度等級不宜低于C20，常用C20或C25，基礎下通常要做低強度混凝土（宜采用C10）墊層，其厚度宜為50～600mm。

底板受力鋼筋一般采用HPB235級或HRB335級鋼筋，其最小直徑不宜小于10mm，間距不宜大于200mm；當有墊層時，受力鋼筋的保護層厚度不宜小于35mm，無墊層時不宜小于70mm；基礎底板的邊長大于時2.5m，沿此方向的鋼筋長度可減短10%，并應交錯布置。

對于現澆柱基礎，如與柱不同時澆灌，其插筋的根數及直徑應與柱內縱向受力鋼筋相同，插筋的錨固及柱的縱向受力鋼筋的搭接長度，均應符合《混凝土規范》要求，此外如果是地坑地基做好后必須用約10mm厚花紋鋼板鋪好。

[1]唐道來.混凝土高壩-地基體系的地震損傷分析[J].水利規劃與設計，2016，（9）：80-82.

[2]孟 宇.鋼筋混凝土灌注樁在地基處理中的應用[J].水利規劃與設計，2016，（3）：89-92.

[3]王軍領，詹俊勇，仲太生.靜電地板耦合強度及成形分析[J].鍛壓裝備與制造技術，2016，51（5）：71-73.

[4]王軍領，詹俊勇，仲太生.傳動間隙對高速壓力機下死點重復精度影響分析與測試[J].鍛壓裝備與制造技術，2013，48（3）：19-22.

[5]王軍領，詹俊勇，仲太生，等.組合式大型壓力機橫梁強度剛度分析[J].鍛壓裝備與制造技術，2014，49（6）：26-29.

[6]王軍領，鄭 翔，姚菁琳.高速壓力機機身減振的研究[J].制造技術與機床，2013，（9）：72-76.

[7]王軍領，詹俊勇，仲太生，等.高速壓力機齒輪嚙合強度分析[J].機械工程與自動化，2015，（3）：96-100.

Design and analysis of foundation for automatic production line

WANG Junling，ZHAN Junyong，WU Lianhong，ZHONG Taisheng，LUO Suping
（Department of Project,Yangli Group Co.,Ltd.,Yangzhou 225127,Jiangsu China）

The automatic production line has been designed according to the technical process,of which the layout has been designed on the basis of equipment parameters.Finally,the foundation strength and construction drawing have been designed as per the self weight of equipment and impacting force parameter.Meanwhile,in order to facilitate the installation and commissioning of the press and manipulator,the foundation steel plate has been especially designed in order for adjustment.In order to rule the foundation of automatic press line,the relationship of weighing and foundation thickness has been stipulated,which provides reference for the foundation design.Finally,the issues encountered during foundation construction process have been discussed and concluded.

Concrete;Steel plate foundation;Press foundation;Automatic line foundation;Foundation strength

TG315.5

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.04.009

1672-0121（2017）04-0030-02

2017-01-20；

2017-03-16

王軍領（1985-），男，碩士，工程師，從事機械結構自動化設計等研究。E-mail：w756251@163.com