Комбинированная железобетонная станина металлообрабатывающего станка

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям железобетонных станин для станков, в частности, токарной группы и предназначено для решения конструкторско-технологических задач при замене литых или сварных станин из чугуна и стали на армированные бетонные станины. Станина металлообрабатывающего станка выполнена в виде железобетонной монолитной балки с арматурным каркасом, продольными направляющими металлическими планками, связанными с балкой, анкерными устройствами. Последние выполнены в виде петлеобразных крепежных элементов и расположены в теле балки. Связующие арматурные стержни проходят через петлеобразные крепежные элементы. В верхней части железобетонной монолитной балки выполнен, по меньшей мере, один проем для прохода стружки и смазочно-охлаждающей жидкости, в котором размещен введенный пространственный металлический экран, скрепленный с упомянутой балкой. Петлеобразные крепежные элементы закреплены своими концами на упомянутых направляющих планках. Использование изобретения позволяет улучшить динамические, виброакустические характеристики станка, прочность станины и снизить деформации элементов станка при действующих сочетаниях нагрузок на станину, а также обеспечивает полноценное функционирование всех систем станка. 6 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к конструкциям железобетонных (армированных) бетонных станин для станков, преимущественно, металлообрабатывающих, в частности, станков токарной группы, и предназначено для решения конструкторско-технологических задач при замене литых или сварных станин из чугуна и стали на армированные бетонные станины.

Известна железобетонная станина токарного станка, содержащая армированный бетонный элемент с металлическими направляющими планками, арматурным каркасом, анкерными устройствами для крепления направляющих планок, выполненными в виде петлеобразных изогнутых стержней, расположенными вдоль всей длины направляющих, и связующими арматурными стержнями, проходящими через петлеобразные изогнутые стержни (см. патент РФ 2055119, МПК Е 02 D 27/44, 1996). Недостаток известного технического решения заключается в том, что данное решение не обеспечивает оптимальных динамических, виброакустических характеристик станины станка, а также не обеспечивает достаточной прочности конструкции при действующих сочетаниях нагрузок на станину. Кроме того, в известной конструкции не раскрыты особенности конструкции станины, пригодной для функционирования токарного станка, являющегося одним из основных металлообрабатывающих средств в условиях современного высокоавтоматизированного производства. При этом, одним из важнейших качеств токарного станка является наличие специальных средств для удобства отвода и сбора стружки и смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), а в известной конструкции таких средств не предусмотрено.

Задачей изобретения является улучшение динамических, виброакустических характеристик станка, улучшение прочности станины и снижение деформации элементов станка при действующих сочетаниях нагрузок на станину, а также обеспечение полноценного функционирования всех систем станка, преимущественно, токарного, когда одной из важнейших эксплуатационных характеристик является надежность и полнота отвода и сбора стружки и СОЖ.

Поставленная задача достигается тем, что железобетонная станина станка выполнена в виде железобетонной монолитной (армированной) балки с пространственным арматурным каркасом и продольными направляющими металлическими планками, анкерными устройствами, выполненными в виде петлеобразных крепежных элементов, и связующими арматурными стержнями, проходящими через петлеобразные крепежные элементы, при этом, согласно изобретению, в железобетонной монолитной балке выполнены проемы для прохода стружки и смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) - в верхней части балки, и в средней части упомянутой балки - полость, расположенная вдоль продольной оси балки и сообщенная с упомянутыми проемами, в которой возможна установка ящика для сбора стружки, а в проемах и полости размещены сварные пространственные экраны из листового металла, преимущественно, стали, контур каждого из которых эквидистантен контуру соответствующего проема или полости, связанные с железобетонной монолитной балкой, а петлеобразные крепежные элементы выполнены замкнутыми в виде П-образных стержней, закрепленных своими концами на продольных направляющих планках.

Связующие арматурные стержни целесообразно расположить поперек станины и связать с пространственным арматурным каркасом балки.

Полость (для установки ящика для сборки стружки), изолированная по контуру сварным пространственным экраном из листовой стали, выполнена в балке, преимущественно, в пределах нейтральной зоны ее поперечного сечения, расположена вдоль продольной оси балки непосредственно под проемами для прохода стружки и СОЖ и сообщена с последними.

Проемы для прохода стружки и СОЖ, также изолированные по контуру сварными пространственными экранами из листовой стали, целесообразно выполнить в виде наклонных к вертикали пазов в упомянутой балке.

Пространственный арматурный каркас, петлеобразные крепежные элементы, связующие арматурные стержни, металлические направляющие планки, металлические закладные элементы и сварные пространственные металлические экраны целесообразно выполнить из стали, причем последние - из листовой стали.

Кроме того, в конструкции станины целесообразно предусмотреть наличие металлических закладных элементов с внутренними резьбовыми отверстиями для крепления исполнительных и приводных устройств станка.

Сочетание указанных конструктивных особенностей станины, а именно наличие введенных экранов в проемах балки для прохода стружки и СОЖ, и в полости станины, связанных с телом балки и выполняющих функции дополнительной жесткой арматуры коробчатой формы, снижающей деформации станины, а также выполнение петлеобразных изогнутых стержней замкнутыми и соединенными с направляющими планками позволяет обеспечить достижение указанного в цели изобретения технического результата.

Сущность изобретения показана на чертежах, на которых: на фиг.1 показана станина в аксонометрической проекции; на фиг.2 - станина, вид спереди; на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2; на фиг.4 - станина, вид с торца.

Комбинированная железобетонная станина, например, токарного станка, содержит железобетонную монолитную балку 1 с металлическими направляющими планками 2 и пространственным арматурным каркасом 3. Анкерные устройства для крепления направляющих планок 2 выполнены в виде петлеобразных крепежных элементов 4, расположенных вдоль всей длины направляющих планок 2, и связующих арматурных стержней 5, проходящих через петлеобразные крепежные элементы 4. В верхней части балки 1 выполнены один или более проемов 6 в виде наклонных к вертикали пазов, предназначенных для прохода (схода) стружки и СОЖ. Наилучший (с точки зрения снижения материалоемкости без снижения прочности) вариант станины предусматривает выполнение последней О-образной формы, при которой в балке выполнена полость 7, расположенная вдоль продольной оси последней и сообщенная с упомянутыми проемами 6. При этом, в упомянутых проемах 6 и полости 7 размещены, соответственно, введенные пространственные металлические экраны 9 и 10, скрепленные с упомянутой балкой анкерными устройствами 4. В полости 7 может быть установлен ящик для сбора стружки (не показан). Следует отметить, что вместо упомянутого ящика может быть задействован транспортер системы стружкоудаления, и тогда наличие полости 9 не является обязательным (или она может быть использована по другому назначению). В теле балки 1 предусмотрены металлические закладные элементы с внутренними резьбовыми отверстиями (не показаны), которые предназначены для крепления исполнительных и приводных устройств станка. Петлеобразные крепежные элементы 4 имеют, предпочтительно, П-образную форму, причем их концы обращены к направляющим планкам 2 и связаны с последними, например, сваркой, т.е. упомянутые элементы 4 выполнены замкнутыми. Как было указано, связующие арматурные стержни 5 проходят поперек станины и связаны с арматурным каркасом 3 станины.

Поверхности каждого проема 6 для прохода стружки и СОЖ изолированы по контуру пространственными экранами 9 в виде сварных кожухов из листовой стали. При этом упомянутые проемы 6 расположены непосредственно над полостью 7 и могут быть выполнены в виде наклонных к вертикали пазов в теле упомянутой балки 1.

Полость 7 выполнена в средней части железобетонной монолитной балки, расположена вдоль продольной оси балки и сообщена с упомянутыми проемами 6, при этом в упомянутой полости размещен введенный пространственный металлический экран, скрепленный с упомянутой балкой анкерными устройствами.

Арматурный каркас 3, петлеобразные крепежные элементы 4, связующие арматурные стержни 5, продольные металлические направляющие планки 2, металлические закладные элементы и экраны 9 и 10 выполнены из стали.

Технология изготовления заявляемой станины основана на сочетании известных операций при производстве аналогичных изделий в строительной промышленности и в станкостроении, а потому процесс создания станины в соответствии с изобретением не может вызвать принципиальных затруднений у специалистов в соответствующих областях, так же как и выбор конструктивных параметров элементов и деталей станины.

Такое выполнение станины улучшает динамические и виброакустические характеристики станка, а также повышает прочность конструкции. Одновременно снижается деформация станка при действии сочетаний нагрузок на станину, а также обеспечивается функционирование всех элементов токарного станка путем эффективного решения проблемы отвода и сбора стружки и СОЖ, особенно при токарной обработке в условиях автоматизированного производства. Предлагаемое конструктивное решение станины позволяет резко снизить металлоемкость станка в целом, а также дает возможность практически полностью исключить из технологического цикла литейное производство, что положительно влияет на себестоимость станка.

Формула изобретения

1. Комбинированная железобетонная станина металлообрабатывающего станка, выполненная в виде железобетонной монолитной балки с арматурным каркасом, продольными направляющими металлическими планками, связанными с балкой, анкерными устройствами, выполненными в виде петлеобразных крепежных элементов и расположенными в теле балки, и связующими арматурными стержнями, проходящими через петлеобразные крепежные элементы, отличающаяся тем, что в верхней части железобетонной монолитной балки выполнен, по меньшей мере, один проем для прохода стружки и смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), в котором размещен введенный пространственный металлический экран, скрепленный с упомянутой балкой, а петлеобразные крепежные элементы закреплены своими концами на упомянутых направляющих планках.

2. Станина по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая балка снабжена металлическими закладными элементами с внутренними резьбовыми отверстиями, предназначенными для крепления исполнительных и приводных устройств металлообрабатывающего станка.

3. Станина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в средней части упомянутой балки выполнена полость, расположенная вдоль продольной оси балки и сообщенная с упомянутыми проемами, при этом в упомянутой полости размещен введенный пространственный металлический экран, скрепленный с упомянутой балкой.

4. Станина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что проемы для прохода стружки и СОЖ выполнены в виде наклонных к вертикали пазов в упомянутой балке.

5. Станина по любому из пп.1, 3, отличающаяся тем, что контур пространственных металлических экранов эквидистантен контурам проемов для прохода стружки и СОЖ и контуру полости в балке, при этом упомянутые экраны контактируют с упомянутой балкой и зафиксированы в ней анкерными устройствами.

6. Станина по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что петлеобразные крепежные элементы, связывающие арматурные стержни, продольные направляющие металлические планки, металлические закладные элементы и пространственные металлические экраны, выполнены сварными из листовой стали.

7. Станина по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что связующие арматурные стержни расположены поперек упомянутой балки и связаны с арматурным каркасом станины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4