自动化线地基设计分析

王军领，詹俊勇，吴连红，仲太生，罗素萍

（扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225127）

自动化线地基设计分析

王军领，詹俊勇，吴连红，仲太生，罗素萍

（扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225127）

根据产品工艺设计自动化线，再根据设备参数设计自动化线布局，最后根据设备自身重量和冲击力参数设计地基强度和施工图；同时为了方便压机和机械手的安装调试，特设计了钢板地基以方便调整；为了能规范自动化线压机地基，特规定了称重和地基厚度的关系，为地基设计提供参考；最后对地基施工过程中遇到的问题进行讨论归纳。

自动化生产线；压机地基；混凝土；钢板地基；地基强度

随着工业技术的突飞猛进发展，自动化生产越来越普遍，一套完整的自动化方案需要各种参数规范。在曲柄压力机冲压过程中存在质量不平衡，在工作行程过程中存在冲压工艺冲击，因此压力机基础系统中会引起动载荷的出现。动载荷可引起压力机晃动，从而使基础本身产生振动甚至破坏，一般会比普通地基要求高一点。同时，压力机基础的振动会对周围设备工况产生恶劣影响，甚至破坏车间厂房建筑构件，对工作人员带来伤害[1]。

1 钢筋混凝土结构

钢筋混凝土基础的抗弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。与无筋基础相比，其基础高度较小，因此更适宜在基础埋置深度较小时使用。可分为墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础[2]。

混凝土的强度等级通常采用 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。强度等级为 C60及其以上的混凝土属高强混凝土。混凝土的标号通常采用150、200、250、300、350、400、450、500、550、600。两种牌号对应等级如表1所示[3]。

2 自动化布局和地基

表1 混凝土强度等级对应表

2.1 自动化布局

以4序生产线为例，第1个工序为630t压机，第2个工序为500t压机，第3、第4个工序均为400t压机，各工序间通过机械手传递，位置布局在机床之间，上料和下料都通过机械手完成。压力机及其自动化机械手布局如图1所示。

图1 自动化布局图

压力吨位≤630t以下的单点和双点曲柄压力机的流水线可以安装在地下条式基础上。用牌号200的混凝土做成整条状，其尺寸大小根据所要安装的设备及土壤的地质特性确定。

如图2所示，630t和500t压力机位置的地基较厚，400t位置的地基较薄，这是由机床本身重量和冲击力决定的，需要加固地基。另外机械手因自身重量和冲击力较小，所以对地基的要求较小。此外还有自动换模系统的地基，因自身重量和对地基要求较小，所以地基可稍微薄些[4]。

2.2 钢板地基

图2 自动化布局地基图

图3 钢板地基图

根据机床布局，设计钢板地基的位置和尺寸如图3所示。铺设钢板地基的作用和优点为：①保证机床之间的高度误差；②方便机床位置和高度的调整；③降低机床对地基的强度要求，变相增加机床与地基的接触面积；④钢板厚度一般为30mm[5]。

2.3 自动化线地基图

曲柄压力机的工作特性对基础和压力机的稳定性计算提出了专门要求，所谓稳定性就是压力机的基础设施抵抗压力机失去平衡的能力。在保证强度的同时还要保证稳定性是对这种建筑物提出的基本要求之一。

冲床在能量打击时基础承受的载荷：垂直方向，630t压机，静载荷 1200kN，动载荷 1600kN；500t压机，静载荷1000kN，动载荷1500kN；400t压机，静载荷800kN，动载荷1200kN。要求基础总体重量不得小于100t，混凝土标号不得低于200号，基础底部面压须在地质条件许用范围内，每台冲床每平方米承载重量40t以上，施工图层如图4所示。每台冲床每平方米承载重量15t以上，施工图层如图5所示[6-7]。

图4 承重40t以上地基施工图

图5 承重15t以上地基施工图

3 结语

通常，C20加20的钢筋承重 40t，抗折强度3.0MPa；垫层是钢筋混凝土基础与地基土的中间层，其作用是使其表面平整便于在上面绑扎钢筋，也起到保护基础的作用，均为素混凝土，无需加钢筋；如有钢筋则不能成为垫层，应视为基础底板，混凝土强度等级不宜低于C20，常用C20或C25，基础下通常要做低强度混凝土（宜采用C10）垫层，其厚度宜为50～600mm。

底板受力钢筋一般采用HPB235级或HRB335级钢筋，其最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm；当有垫层时，受力钢筋的保护层厚度不宜小于35mm，无垫层时不宜小于70mm；基础底板的边长大于时2.5m，沿此方向的钢筋长度可减短10%，并应交错布置。

对于现浇柱基础，如与柱不同时浇灌，其插筋的根数及直径应与柱内纵向受力钢筋相同，插筋的锚固及柱的纵向受力钢筋的搭接长度，均应符合《混凝土规范》要求，此外如果是地坑地基做好后必须用约10mm厚花纹钢板铺好。

[1]唐道来.混凝土高坝-地基体系的地震损伤分析[J].水利规划与设计，2016，（9）：80-82.

[2]孟 宇.钢筋混凝土灌注桩在地基处理中的应用[J].水利规划与设计，2016，（3）：89-92.

[3]王军领，詹俊勇，仲太生.静电地板耦合强度及成形分析[J].锻压装备与制造技术，2016，51（5）：71-73.

[4]王军领，詹俊勇，仲太生.传动间隙对高速压力机下死点重复精度影响分析与测试[J].锻压装备与制造技术，2013，48（3）：19-22.

[5]王军领，詹俊勇，仲太生，等.组合式大型压力机横梁强度刚度分析[J].锻压装备与制造技术，2014，49（6）：26-29.

[6]王军领，郑 翔，姚菁琳.高速压力机机身减振的研究[J].制造技术与机床，2013，（9）：72-76.

[7]王军领，詹俊勇，仲太生，等.高速压力机齿轮啮合强度分析[J].机械工程与自动化，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

王军领（1985-），男，硕士，工程师，从事机械结构自动化设计等研究。E-mail：w756251@163.com