Cフレームクランクプレス基礎の設置要件は何ですか？ - ブログ

金属スタンピング、フォーミング、または製造工場を経営している場合、C フレームクランクプレスは、業務を予定通りに進める主力製品の 1 つとなる可能性があります。プレスメーカーとして 12 年間、私はあまりにも多くの工場が基礎の要件を手抜きした結果、数カ月のダウンタイムや不正確な部品製造、さらには高価な設備の損傷に直面するのを見てきました。基礎は単なるコンクリートパッドではなく、あらゆるストロークをサポートし、衝撃を吸収し、プレスが設計どおりに正確に動作することを保証するバックボーンです。今日、私は数十年にわたる現場での設置、顧客のトラブルシューティング、エンジニアリングチェックに基づいて、C フレームクランクプレスの基礎に関する交渉の余地のない設置要件を詳しく分析しています。

まず、すべての C フレームプレスが同じように作られているわけではないため、使用しているモデルに応じて基礎を少し変える必要があることに注意することが重要です。小型部品用のコンパクトなユニットを持っている場合でも、大量生産用の頑丈なプレス機を持っている場合でも、基礎を特定のプレスタイプに合わせて調整することが重要です。多彩なラインナップを揃えておりますCフレームダブルクランクプレス高トルクスタンピングの場合、Cフレームディープスロートプレス余分な手が必要な部品のために、スペース効率の高いCフレームシングルクランクプレス小規模な操作と堅牢なCフレームメカニカルプレス要求の厳しい産業用途向け。これらのモデルにはそれぞれ独自の荷重と振動プロファイルがあるため、基礎計画は画一的なものではありません。すべての財団がこれらのユニットをサポートするために必要な基礎から始めましょう。

1. 負荷の計算: 推測せずに設計してください

製造業者が犯す最大の間違いは、プレス機が及ぼす正確な動的荷重と静的荷重を計算せずに、オンラインで見つけた一般的なコンクリートパッドのサイズを使用することです。 AC フレームクランクプレスは単に基礎の上に乗っているだけではなく、数千ポンドの力を下向きに加え、各ストローク中に水平振動を発生させ、さらにはクランクシャフトの回転時にトルクを生成します。これらの負荷は一定ではありません。それらはスタンピングまたは成形サイクル中にピークに達するため、静定格荷重 (プレス自体の重量) では十分ではありません。

まず、特定の印刷機モデルの技術データシートを取得します。たとえば、100 トンの C フレームシングルクランクプレスの負荷プロファイルは、200 トンの C フレームダブルクランクプレスとは異なります。私はお客様に、ゼネコンだけでなく、産業機械の基礎を専門とする構造技術者と一緒に仕事をしてくださいと常々伝えています。エンジニアは次のように計算します。

静的荷重: プレスの総重量 (付属の工具、送りシステム、または補助装置を含む)
動的負荷: 動作中にかかるピーク力 (クランクプレスの場合は通常トン単位で表示されます)
水平せん断荷重: ラムが移動し、クランクシャフトが回転するときに発生する力。これを考慮しないとプレスが移動する可能性があります。
モーメント荷重: オフセンターのスタンピングによって生成されるトルク。これは、フレームのベースから遠くまで到達するディープスロートプレスの場合に特に重要です。

昨年、私たちは自動車部品店と協力して、汎用パッドに 150 トンの C フレームディープスロートプレスを設置しました。 3 か月以内に基礎が水平方向に 0.25 インチずれ、工具の位置がずれ、部品にしわが寄り、クランクシャフトが破損しました。エンジニアは、元のパッドは静荷重のみを考慮しており、ディープスロートスタンピングによる水平せん断を考慮していないことを発見しました。補強されたアンカーと余分なコンクリートの厚さを含めて基礎を再加工すると、問題は解決されました。

2. コンクリート仕様：厚さ、強度、補強

コンクリートは単なるセメントと砂ではありません。重くて振動する機器を支えるために調整する必要があります。必要な具体的な仕様はプレストン数によって異なりますが、当社のすべての C フレームプレスに推奨されるベースラインは次のとおりです。

** 圧縮強度: 100 トン未満のプレスでは最低 3,000 psi。 100 ～ 200 トンの場合は 4,000 psi。 200 トンを超えるプレスの場合は 5,000 psi。振動やピーク荷重により時間の経過とともに弱いコンクリートに亀裂が入り、基礎の沈下につながるため、より高い強度は交渉の余地がありません。
** 厚さ: 最大 100 トンのプレスの場合、少なくとも 12 インチのコンクリートが必要です。 100 ～ 200 トンの場合は 18 インチ、200 トン以上の場合は 24 インチ。店舗が土壌の悪い地域 (膨張と収縮を繰り返す粘土、高い地下水面、または緩い盛土) にある場合は、沈下を補うために 3 ～ 6 インチの厚みを追加してください。
** 補強: 鋼鉄筋やメッシュのないコンクリートは、クランクプレスの繰り返しの動的負荷によって亀裂が発生します。 150 トン未満の基礎には 2 層の 6x6 溶接ワイヤメッシュ (10 ゲージワイヤ) を推奨し、150 トンを超えるプレスには中央の両側に 12 インチの間隔で配置した #4 鉄筋を推奨します。不均一な荷重によるたわみや亀裂を防ぐために、鉄筋はコンクリートスラブの表面や底部ではなく、中央の 3 分の 1 に配置する必要があります。

もう 1 つの重要なポイント: 基礎はプレスフレームの周囲をすべての面から少なくとも 12 インチ超えて拡張する必要があります。この余分なスペースにより、メンテナンスのためにプレスにアクセスできるようになり、負荷が土壌全体に均等に分散され、不均一な沈下が発生するリスクが軽減されます。また、プレス基礎の直下に床排水管やユーティリティラインを設置しないことをお勧めします。排水管の漏れによって土壌が柔らかくなり、基礎の傾きやプレス損傷につながるケースを私たちは複数見てきました。

3. アンカーボルト: 基礎の安定性を支える縁の下の力持ち

アンカーボルトはプレス機を基礎に物理的に固定するもので、アンカーの緩みや不適切な取り付けがプレス機の位置ずれの最大の原因です。これはどれだけ強調してもしきれないのですが、コンクリートが硬化した後にアンカーボルトを設置することはできません。コンクリートが固まる前に、プレスのベース取り付け穴に正確に位置合わせして、湿ったコンクリートに注入する必要があります。

アンカーボルトの正しい使い方は次のとおりです。

** サイズと数量: メーカーの仕様に従ってください。たとえば、100 トンの C フレームシングルクランクプレスには直径 1 インチのアンカーボルトが 4 本必要ですが、200 トンの C フレームダブルクランクプレスには 1.25 インチのボルトが 6 本必要です。小さすぎるボルトを使用すると、高トルクストローク中にプレスを所定の位置に保持できなくなり、大きすぎるボルトを使用するとコンクリートに亀裂が入る可能性があります。
** 埋め込み深さ: アンカーは直径の少なくとも 20 倍をコンクリートに埋め込む必要があります。 1 インチのボルトには 20 インチの埋め込みが必要で、1.25 インチのボルトには 25 インチの埋め込みが必要です。基礎が必要な埋め込みよりも薄い場合は、スラブの下の地面に深く伸びるアンカースリーブを使用するか、各アンカーの下に鉄筋コンクリート橋脚を使用する必要があります。
** 位置合わせ: プレスのベース取り付け穴は 0.001 インチ以内に精密加工されているため、アンカーボルトは完全に位置合わせする必要があります。当社では、請負業者がコンクリートを注入する前にボルトの位置をレイアウトできるように、すべてのプレス機にカスタムテンプレートガイドを提供しています。一般的な巻き尺ではなく、常にこれらのテンプレートを使用してください。
** ロック機構: プレスを取り付けたら、各アンカーボルトにダブルナットとロックワッシャーを使用します。クランクプレスは一定の振動を発生させるため、時間の経過とともに通常のナットが緩む可能性があります。ダブルナットはボルトをしっかりと固定するために余分な摩擦を加えます。最初の 50 時間の操作後にアンカーをメーカーのトルク仕様に再締め付けし、その後は 6 か月ごとに再度締め付けることをお勧めします。

4. 土壌の準備: 基礎の基層

多くの店では土の準備を省略し、緩い盛り土や表土の上に直接注ぎますが、これは大惨事を招くことになります。基礎の下の土壌が圧縮されて安定していないと、時間の経過とともに不均一に沈下し、プレスが傾き、部品の品質が損なわれます。

私たちが常に必要とする土壌準備の手順は次のとおりです。

現地の霜線よりも下の深さまで現場を掘削します。凍上（土壌が凍って膨張すること）により基礎の片側が持ち上がり、永続的な傾きが発生する可能性があります。霜線は地域によって異なります。地域の建築基準法を確認してください。ただし、米国のほとんどの地域では通常、霜線の深さは 3 ～ 4 フィートです。
掘削からすべての有機物、緩い土、破片を取り除きます。これらの物質は分解または移動し、沈降につながります。
プレートコンパクターまたはドラムローラーを使用して、土壌を層状に圧縮します。次の層を追加する前に、6 インチの各層を最大密度 (核密度計でテスト) の 95% まで圧縮する必要があります。地下水面が高い地域では、排水を改善するために掘削の底に砕石の層を 4 ～ 6 インチ追加します。
土壌が特に悪い場合（柔らかい粘土、簡単に移動する砂）、スラブの下に鉄筋コンクリート基礎を追加します。この基礎によって荷重がより広い範囲に分散され、土壌への圧力が軽減され、沈下が防止されます。

私がこの教訓を学んだのは、キャリアの初期に、海岸沿いの都市の砂質土壌の顧客が適切な締め固めを行わずに基礎を流し込んだときでした。設置から 6 か月後、プレスは 0.5 インチ傾いてしまい、基礎を完全にやり直す必要がありました。やり直しのコストは、事前に土壌を適切に準備するコストの 10 倍でした。常にこのステップを優先してください。

C2N-250-2 C-Frame Single Crank Press

5. 防振: 印刷機と店舗を保護します。

クランクプレスは大きな振動を発生するため、プレスの内部コンポーネントが損傷するだけでなく、工場内の他の機器や建物の構造にまで支障をきたす可能性があります。 50 トンを超えるプレスの場合、防振はオプションではありません。スムーズな動作を維持するために防振は必須です。

C フレーム印刷機の防振には一般的に 2 つのタイプがあり、適切なものはモデルと工場のレイアウトによって異なります。

** スチールスプリングアイソレーター: 重い動的負荷を処理し、振動を効果的に分離するため、C フレームダブルクランクプレスのような高トルクプレスに最適です。耐荷重サイズが用意されているため、印刷機の重量に合わせて調整でき、メンテナンスも最小限で済みます。
** ゴムまたはネオプレンアイソレーター: 50 トン未満のコンパクトな C フレームシングルクランクプレスユニットなどの小型プレスでは、より手頃な価格です。これらは中音域の振動を軽減するのに効果的ですが、頻繁に使用すると時間の経過とともに劣化が早くなるため、5 ～ 7 年ごとに交換する必要があります。

アイソレータを取り付けるときは、プレスの角の下ではなく、各アンカーボルトの真下に設置されていることを確認してください。これにより、均一な振動吸収が確保され、動作中にプレスがわずかに動いても、基礎に余分なストレスを与えることがなくなります。振動の専門家と協力して、特定の印刷機や工場の環境に適したアイソレータの数とサイズを計算することをお勧めします。また、設置後に振動レベルをテストして、OSHA ガイドラインを満たしており、他の機器に影響を与えていないことを確認します。

トラブルを避けるためのインストール前の最終チェック

基礎を完成させる前に、次の詳細を再確認してください。

メンテナンスや電気、油圧、エアラインへのアクセスのために、基礎の四方に 12 ～ 18 インチのスペースを残しておきます。
基礎が長さ 1 フィートあたり 0.002 インチ以内で水平であることを確認してください。わずかな傾きでもプレス動作が不均一になり、クランクシャフトやベアリングの摩耗が発生します。
プレス機を設置する前に、コンクリートが完全に硬化するまで少なくとも 28 日間待ってください。コンクリートは最初の 1 週間で強度の 90% を獲得しますが、完全に硬化するには 4 週間かかります。プレス機の設置が早すぎると、完成する前にコンクリートに不必要なストレスがかかります。

基礎を正しく整える準備はできていますか?

AC フレームクランクプレスは大規模な投資であり、適切な基盤があれば 20 年以上確実に稼働し、一貫した高品質の部品を生産できます。 C フレームシングルクランクプレスを備えた小規模な作業工場であっても、大型ユニットを多数備えた大規模なスタンピング施設であっても、各工場のニーズは異なります。荷重の計算からコンクリートの仕様、アンカーボルトの位置合わせまで、どのステップでも不明な点がある場合は、当社のエンジニアリングチームがお手伝いします。当社は世界中のショップと協力して、ラインナップ全体のファンデーション要件をカスタマイズします。Cフレームメカニカルプレス特殊な用途向けのディープスロートモデルもあります。

基礎が不十分なために、開始前に業務が台無しにならないようにしてください。当社のチームに連絡して、特定の印刷機、店舗レイアウト、積載のニーズについて話し合ってください。基礎プロセスのすべてのステップをガイドします。