RU2214900C1 - Combination type reinforced concrete housing of metal working machine tool - Google Patents

Abstract

FIELD: machine engineering, constructions of reinforced concrete housings for machine tools, particularly lathes, namely exchange of housings cast or welded of cast iron and steel for reinforced concrete housings. SUBSTANCE: housing of metal working machine tool is in the form of reinforced concrete monolythic beam having reinforcing carcass, lengthwise guiding metallic cover strips joined with beam, anchor devices. The last are in the form of loop like fastening members mounted in body of beam. Connecting reinforcing rods are passed through loop like fastening members. In upper portion reinforced concrete monolythic beam has at least one port for cuttings and cutting fluid. In said port three-dimensional screen coupled with beam is inserted. End portions of loop like fastening members are secured to said guiding cover strips. Invention provides enhanced operation of all systems of machine tool. EFFECT: enhanced dynamic, vibroacoustic characteristics of machine tool, increased strength of housing, lowered deformation degree of machine tool parts at combined loads acting upon housing. 7 cl, 4 dwg

Description

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. The invention relates to the field of engineering, in particular, to the designs of reinforced concrete (reinforced) concrete frames for machine tools, mainly metalworking, in particular, machines of the turning group, and is intended to solve design and technological problems when replacing cast or welded frames made of cast iron and steel with reinforced concrete beds.

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. A reinforced concrete bed of a lathe is known, comprising a reinforced concrete element with metal guide rails, reinforcing cage, anchor devices for fastening the guide rails, made in the form of loop-shaped curved rods located along the entire length of the guides, and connecting reinforcing rods passing through loop-shaped curved rods (see RF patent 2055119, IPC E 02 D 27/44, 1996). A disadvantage of the known technical solution is that this solution does not provide optimal dynamic, vibro-acoustic characteristics of the machine bed, and also does not provide sufficient structural strength under the existing combinations of loads on the bed. In addition, the known design does not disclose the design features of the bed, suitable for the operation of a lathe, which is one of the main metalworking tools in modern highly automated production. At the same time, one of the most important qualities of a lathe is the availability of special tools for the convenience of removal and collection of chips and cutting fluid (coolant), and the known design of such tools is not provided.

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. The objective of the invention is to improve the dynamic, vibro-acoustic characteristics of the machine, improve the strength of the bed and reduce the deformation of the elements of the machine under the existing combinations of loads on the bed, as well as ensuring the full functioning of all systems of the machine, mainly turning, when one of the most important operational characteristics is the reliability and completeness of the tap and collecting chips and coolant.

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. The task is achieved in that the machine’s reinforced concrete frame is made in the form of a reinforced concrete monolithic (reinforced) beam with a spatial reinforcing cage and longitudinal metal guide rails, anchor devices made in the form of loop-shaped fasteners, and connecting reinforcing rods passing through the loop-shaped fasteners, this, according to the invention, in the reinforced concrete monolithic beam made openings for the passage of chips and cutting fluid (coolant) - in the upper part of the beam, and in the middle part of the beam, is a cavity located along the longitudinal axis of the beam and communicated with the aforementioned openings, in which it is possible to install a box for collecting chips, and welded spatial screens made of sheet metal, mainly steel, are placed in the openings and cavities , the contour of each of which is equidistant to the contour of the corresponding opening or cavity, connected with a reinforced concrete monolithic beam, and loop-shaped fasteners are made closed in the form of U-shaped rods fixed with oimi ends on longitudinal guide rails.

Связующие арматурные стержни целесообразно расположить поперек станины и связать с пространственным арматурным каркасом балки. It is advisable to arrange the connecting reinforcing bars across the bed and to connect with the spatial reinforcing frame of the beam.

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. The cavity (for installing the chip assembly box), insulated along the contour with a welded spatial screen of sheet steel, is made in the beam, mainly within the neutral zone of its cross section, located along the longitudinal axis of the beam directly under the openings for the passage of chips and coolant and communicated with last.

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. Apertures for the passage of chips and coolant, also isolated along the contour with welded spatial screens made of sheet steel, it is advisable to make in the form of grooves inclined to the vertical in the said beam.

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. Spatial reinforcing cage, loop-shaped fasteners, connecting reinforcing bars, metal guide rails, metal embedded elements and welded spatial metal screens are expediently made of steel, the latter of sheet steel.

Кроме того, в конструкции станины целесообразно предусмотреть наличие металлических закладных элементов с внутренними резьбовыми отверстиями для крепления исполнительных и приводных устройств станка. In addition, in the design of the frame, it is advisable to provide for the presence of metal embedded elements with internal threaded holes for fastening the actuating and driving devices of the machine.

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. The combination of the indicated structural features of the bed, namely, the presence of introduced screens in the beam openings for the passage of chips and coolant, and in the cavity of the bed associated with the beam body and perform the functions of additional rigid box-shaped reinforcement, which reduces the deformation of the bed, as well as loop-shaped curved rods closed and connected to the guide bars allows to achieve the technical result indicated in the purpose of the invention.

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.The invention is shown in the drawings, in which:
figure 1 shows the frame in axonometric projection;
figure 2 - bed, front view;
figure 3 is a section along aa in figure 2;
figure 4 is a bed, an end view.

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. The combined reinforced concrete bed, for example, of a lathe, contains a reinforced concrete monolithic beam 1 with metal guide rails 2 and a spatial reinforcing frame 3. Anchor devices for fastening the guide rails 2 are made in the form of loop-shaped fasteners 4 located along the entire length of the guide rails 2, and binders reinforcing bars 5 passing through the loop-shaped fasteners 4. In the upper part of the beam 1, one or more openings 6 are made in the form of grooves inclined to the vertical, dnaznachennyh for passage (descent) chips and coolant. The best (from the point of view of reducing material consumption without reducing strength) version of the bed provides for the implementation of the last O-shaped in which a cavity 7 is made, located along the longitudinal axis of the latter and communicated with the said openings 6. Moreover, in the said openings 6 and the cavity 7, respectively, are inserted spatial metal screens 9 and 10, fastened to said beam by anchor devices 4. In the cavity 7, a box for collecting chips (not shown) can be installed. It should be noted that instead of the said drawer, a chip removal system conveyor can be involved, and then the presence of a cavity 9 is not necessary (or it can be used for another purpose). In the body of the beam 1, metal embedded elements with internal threaded holes (not shown) are provided, which are intended for fastening the actuating and driving devices of the machine. The loop-shaped fasteners 4 are preferably U-shaped, with their ends facing the guide bars 2 and connected with the latter, for example, by welding, i.e., said elements 4 are closed. As indicated, the connecting reinforcing bars 5 extend across the bed and are connected to the reinforcing frame 3 of the bed.

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. The surfaces of each aperture 6 for the passage of chips and coolant are isolated along the contour with spatial screens 9 in the form of welded casings made of sheet steel. At the same time, said openings 6 are located directly above the cavity 7 and can be made in the form of grooves inclined to the vertical in the body of said beam 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. The cavity 7 is made in the middle part of the reinforced concrete monolithic beam, is located along the longitudinal axis of the beam and communicates with the aforementioned openings 6, while in the said cavity there is an inserted spatial metal screen fastened to the beam by anchor devices.

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. The reinforcement cage 3, loop-shaped fasteners 4, connecting reinforcing bars 5, longitudinal metal guide rails 2, metal embedded elements and shields 9 and 10 are made of steel.

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. The manufacturing technology of the inventive bed is based on a combination of well-known operations in the production of similar products in the construction industry and in machine tools, and therefore the process of creating a bed in accordance with the invention cannot cause fundamental difficulties for specialists in the relevant fields, as well as the choice of structural parameters of elements and parts beds.

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. This embodiment of the bed improves the dynamic and vibro-acoustic characteristics of the machine, and also increases the strength of the structure. At the same time, the deformation of the machine under the action of combinations of loads on the bed, and also ensures the functioning of all elements of the lathe by effectively solving the problem of removal and collection of chips and coolant, especially when turning in automated production. The proposed constructive solution of the bed allows to sharply reduce the metal consumption of the machine as a whole, and also makes it possible to almost completely exclude foundry from the technological cycle, which positively affects the cost of the machine.

Claims (7)

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. 1. The combined reinforced concrete bed of a metalworking machine made in the form of a reinforced concrete monolithic beam with a reinforcing cage, longitudinal guide metal strips connected to the beam, anchor devices made in the form of loop-shaped fasteners and located in the beam body, and connecting reinforcing rods passing through fasteners, characterized in that in the upper part of the reinforced concrete monolithic beam is made at least one opening for passage with trucks and cutting fluid (coolant) in which the inserted spatial metal screen is attached, bonded to said beam, and loop-shaped fasteners are fixed at their ends on said guide rails. 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. 2. The bed according to claim 1, characterized in that said beam is provided with metal embedded elements with internal threaded holes intended for fastening the actuating and driving devices of the metalworking machine. 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. 3. The bed according to claim 1 or 2, characterized in that in the middle part of said beam there is a cavity located along the longitudinal axis of the beam and communicated with the said openings, while in the said cavity an inserted spatial metal screen fastened with said beam is placed. 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. 4. Bed according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the openings for the passage of chips and coolant are made in the form of slopes inclined to the vertical in the said beam. 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. 5. Bed according to any one of paragraphs. 1, 3, characterized in that the contour of the spatial metal screens is equidistant to the contours of the openings for the passage of chips and coolant and the contour of the cavity in the beam, while these screens are in contact with said beam and fixed in it with anchor devices. 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. 6. Bed according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the loop-shaped fasteners connecting the reinforcing bars, longitudinal guide metal strips, metal embedded elements and spatial metal screens are made of welded steel sheet. 7. Станина по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что связующие арматурные стержни расположены поперек упомянутой балки и связаны с арматурным каркасом станины. 7. Bed according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the connecting reinforcing rods are located across the said beams and are connected with the reinforcing frame of the frame.

Images