一建機(jī)電教材解讀：1H413014機(jī)械設(shè)備安裝的精度控制要求

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　　1H413014機(jī)械設(shè)備安裝的精度控制要求

　　機(jī)械設(shè)備安裝的任務(wù)就是經(jīng)過裝配、就位、找正、固定，使其安裝精度達(dá)到設(shè)計(jì)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。本條知識(shí)點(diǎn)是：機(jī)械設(shè)備安裝精度;影響設(shè)備安裝精度的因素;安裝精度的控制方法。

　　一、機(jī)械設(shè)備安裝精度

　　機(jī)械設(shè)備安裝工程是將一系列設(shè)備組合成一套裝置或一條生產(chǎn)線，從而構(gòu)成一個(gè)技術(shù)裝備系統(tǒng)，并最終形成生產(chǎn)能力。設(shè)備安裝精度是指安裝過程中為保證整套裝置正確聯(lián)動(dòng)所需的各獨(dú)立設(shè)備之間的位置精度;單臺(tái)設(shè)備通過合理的安裝工藝和調(diào)整方法能夠重現(xiàn)的制造精度;整臺(tái)(套)設(shè)備在使用中的運(yùn)行精度等三個(gè)方面的精度。

　　一、影響設(shè)備安裝精度的因素

　　(一)設(shè)備基礎(chǔ)因素

　　設(shè)備基礎(chǔ)對(duì)安裝精度的影響主要是強(qiáng)度不夠、沉降不均勻和抗振性能不足。設(shè)備安裝調(diào)整檢驗(yàn)合格后，基礎(chǔ)若強(qiáng)度不夠，或繼續(xù)沉降，安裝偏差會(huì)發(fā)生變化，影響設(shè)備安裝精度。因此，設(shè)備安裝應(yīng)在基礎(chǔ)強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行，找正調(diào)平應(yīng)在沉降觀測確定基礎(chǔ)穩(wěn)定后進(jìn)行，或在基礎(chǔ)穩(wěn)定后作最終調(diào)整。設(shè)備運(yùn)行后可能會(huì)產(chǎn)生較大的動(dòng)載荷或沖擊載荷，若設(shè)備基礎(chǔ)抗振性能不足，也會(huì)影響設(shè)備安裝精度。

　　(二)墊鐵和一、二次灌漿因素

　　設(shè)備支承在墊鐵和二次灌漿層上。當(dāng)墊鐵不平穩(wěn)、接觸不好，一次、二次灌漿不密實(shí)、強(qiáng)度不夠時(shí)，會(huì)影響設(shè)備安裝精度。因此，墊鐵應(yīng)平齊、無毛刺，墊鐵與基礎(chǔ)、墊鐵之間、墊鐵與設(shè)備之間接觸應(yīng)良好，每組墊鐵不超過5塊，墊鐵要壓緊，墊鐵間點(diǎn)焊定位，一次、二次灌漿應(yīng)振搗密實(shí)，強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)或有關(guān)規(guī)范規(guī)定。

　　(三)地腳螺栓因素

　　地腳螺栓安裝的垂直度和緊固力影響設(shè)備安裝精度，地腳螺栓安裝若不垂直，螺母(墊圈)與設(shè)備的接觸會(huì)偏斜，局部還可能產(chǎn)生間隙，受力不均，會(huì)影響設(shè)備固定，螺栓緊固力不夠，同樣影響設(shè)備固定。設(shè)備若固定不牢，在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和位移。因此，地腳螺栓應(yīng)安裝垂直，防止在澆灌混凝土?xí)r產(chǎn)生偏移。地腳螺栓應(yīng)按要求緊固，設(shè)計(jì)有緊固力要求的應(yīng)使用定扭矩扳手或液壓螺栓拉伸器緊固，保證預(yù)緊值。

　　(四)設(shè)備制造及裝配因素

　　1.設(shè)備制造對(duì)安裝精度的影響主要是加工精度。設(shè)備制造質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，對(duì)安裝精度產(chǎn)生最直接影響，且多數(shù)問題無法現(xiàn)場處理，因此設(shè)備出廠前的質(zhì)量檢驗(yàn)至關(guān)重要。

　　2.解體設(shè)備的裝配精度將直接影響設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，包括各運(yùn)動(dòng)部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度，配合面之間的配合精度和接觸質(zhì)量?，F(xiàn)場組裝大型設(shè)備各運(yùn)動(dòng)部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度包括直線運(yùn)動(dòng)精度、圓周運(yùn)動(dòng)精度、傳動(dòng)精度等，如大型滾齒機(jī)安裝時(shí)若傳動(dòng)鏈末端的渦輪副因安裝精度超差，產(chǎn)生運(yùn)行誤差，將會(huì)影響加工齒輪的加工精度。配合精度是指配合表面之間達(dá)到規(guī)定的配合間隙或過盈的接近程度，它直接影響配合的性質(zhì)。接觸質(zhì)量是指配合表面之間的接觸面積的大小和分布情況，它主要影響相配零件之間接觸變形的大小，從而影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性和壽命，如齒輪嚙合。

　　3.設(shè)備基準(zhǔn)件的安裝精度包括標(biāo)高差、水平度、鉛垂度、直線度、平行度等，將直接影響設(shè)備各部件間的相互位置精度和相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。如龍門刨床的床身導(dǎo)軌的直線度和導(dǎo)軌之間的平行度將影響工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)精度。

　　(五)測量因素

　　測量過程包括測量對(duì)象、計(jì)量單位、測量方法和測量精度四個(gè)要素。測量誤差對(duì)設(shè)備安裝精度的影響主要是測量儀器的檢測精度、檢測基準(zhǔn)的加工精度、安裝基準(zhǔn)的實(shí)際偏差、檢測方法的合理性和檢測人員的技能水平。

　　1.主要形狀誤差、位置誤差的檢測方法及其誤差評(píng)定

　　(1)主要形狀誤差：是指被測實(shí)際要素對(duì)其理想要素的變動(dòng)量。主要形狀誤差有直線度、平面度、圓度、圓柱度等。

　　(2)位置誤差：關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置對(duì)基準(zhǔn)的變動(dòng)全量稱為位置誤差。主要位置誤差有平行度、垂直度、傾斜度、圓軸度、對(duì)稱度等。

　　(3)檢測方法及其誤差評(píng)定：在確定檢測方法時(shí)，關(guān)鍵是如何將理想要素體現(xiàn)出來。采用不同的測量方法比較的結(jié)果，經(jīng)一定數(shù)據(jù)處理后，可得到其誤差。

　　2.設(shè)備檢測基準(zhǔn)的選擇，直接關(guān)系到整臺(tái)設(shè)備安裝找正找平的質(zhì)量，應(yīng)選擇在正確的部位，通常在加工面或軸線上檢測(如設(shè)備底座、機(jī)身、殼體、機(jī)座、床身、臺(tái)板、基礎(chǔ)板、機(jī)械軸等加工面)，當(dāng)設(shè)備有多個(gè)加工面和軸線時(shí)，應(yīng)選擇在主要工作面或主要工作軸線上。檢測應(yīng)減少中間環(huán)節(jié)，避免積累偏差。檢測應(yīng)注意環(huán)境的影響，例如日照溫度、風(fēng)力等因素的影響。

　　3.選用的測量儀器和檢測工具的精度必須與被測量裝置的精度要求相適應(yīng)，否則達(dá)不到質(zhì)量要求。

　　4.測量人員操作誤差，如測量時(shí)的主觀性或視差，以及技能水平不夠、壓力過大等，將直接影響安裝精度。

　　(六)應(yīng)力因素

　　當(dāng)設(shè)備不受任何外力的作用時(shí)，在材料內(nèi)部存在的應(yīng)力成為內(nèi)應(yīng)力。設(shè)備在制造或安裝

　　過程中都會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力將使設(shè)備產(chǎn)生變形而影響設(shè)備的安裝精度。內(nèi)應(yīng)力因素影響安裝精度，要消除和限制。

　　(七)環(huán)境因素

　　如溫度的變化對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)和設(shè)備本身的影響很大(包括基礎(chǔ)、設(shè)備和測量裝置)，尤其是大型、精密設(shè)備的安裝如精密機(jī)床、高精度的大型連軋機(jī)組。設(shè)備安裝時(shí)應(yīng)避免設(shè)備基礎(chǔ)、設(shè)備因溫度變形而影響安裝精度。

　　1.設(shè)備基礎(chǔ)溫度變形。例如大型設(shè)備(如機(jī)床)的基礎(chǔ)尺寸長、大、深，當(dāng)氣溫變化時(shí)，由于基礎(chǔ)上下溫度變化不一致，上面溫度變化大、下面溫度變化小，這樣就使設(shè)備基礎(chǔ)產(chǎn)生了兩種情況的變形。當(dāng)氣溫升高時(shí)，由于上部溫度比下部溫度高，設(shè)備基礎(chǔ)中間上拱;當(dāng)氣溫下降時(shí)，由于上部溫度比下部溫度低，設(shè)備基礎(chǔ)中間下陷。

　　2.設(shè)備溫度變形。設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，由于工作狀態(tài)的特點(diǎn)可能產(chǎn)生大量的熱量，各零部件受熱而產(chǎn)生熱變形，影響其安裝精度。如汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子幾個(gè)支承因受熱條件不同，零部件將產(chǎn)生不同的溫度場，產(chǎn)生不同的熱變形，因此導(dǎo)致轉(zhuǎn)子中心位置的改變。

　　3.惡劣環(huán)境場所，主要是生產(chǎn)與安裝工程同時(shí)進(jìn)行，嚴(yán)重影響作業(yè)人員視線、聽力、注意力等，可能造成的安裝質(zhì)量偏差。

　　(八)操作因素

　　從事安裝工作的人員應(yīng)具有相應(yīng)的操作技能，按正確的工藝進(jìn)行裝配和安裝。操作者產(chǎn)生操作誤差是不可避免的，問題的關(guān)鍵是將操作誤差控制在允許的范圍內(nèi)，主要取決于操作者的技術(shù)水平和責(zé)任心。

　　三、安裝精度的控制方法

　　提高安裝精度的方法應(yīng)從人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面著手。尤其要強(qiáng)調(diào)人的作用，應(yīng)選派具有相應(yīng)技術(shù)水平和責(zé)任心的人員去從事相應(yīng)的安裝工作，再加上有適當(dāng)、先進(jìn)的施工工藝，配備完好適當(dāng)?shù)氖┕C(jī)械和安裝精度要求相適應(yīng)的測量器具，在適宜的環(huán)境下操作，才能提高安裝質(zhì)量，保證安裝精度。

　　1.盡量排除和避免影響安裝精度的諸因素。

　　2.根據(jù)設(shè)備的設(shè)計(jì)精度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇適當(dāng)、合理的裝配和調(diào)整方法。采用可補(bǔ)償件的位置或選擇裝入一個(gè)或一組合適的固定補(bǔ)償件的辦法調(diào)整，抵消過大的安裝累計(jì)誤差。

　　3.選擇合理的檢測方法，包括測量器具和測量方法，其精度等級(jí)應(yīng)與被檢測設(shè)備的精度要求相適應(yīng)。

　　4.必要時(shí)選用修配法，對(duì)補(bǔ)償件進(jìn)行補(bǔ)充加工，抵消過大的安裝累計(jì)誤差。這種方法是在調(diào)整法解決不了時(shí)才使用。

　　5.設(shè)備安裝允許有一定的偏差，需合理確定偏差及其方向。有些偏差有方向性，在設(shè)備技術(shù)文件中一般會(huì)有規(guī)定，當(dāng)設(shè)備技術(shù)文件中無規(guī)定時(shí)，可按下列原則進(jìn)行：

　　(1)有利于抵消設(shè)備附屬件安裝后重量的影響;

　　(2)有利于抵消設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的作用力的影響;

　　(3)有利于抵消零部件磨損的影響;

　　(4)有利于抵消摩擦面間油膜的影響。

　　設(shè)備精度偏差方向的確定是一項(xiàng)復(fù)雜的、技術(shù)性極強(qiáng)的工作，對(duì)于一種偏差方向，往往要考慮多種因素，應(yīng)以主要因素來確定安裝精度的偏差方向。

　　四、設(shè)備安裝偏差方向的控制

　　1.補(bǔ)償溫度變化所引起的偏差

　　機(jī)械設(shè)備安裝通常是在同一環(huán)境溫度下進(jìn)行的，許多設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)則處在不同溫度的條件下。例如：汽輪機(jī)、干燥機(jī)在運(yùn)行中輸送介質(zhì)或物料因素，溫度比與之連接的發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)高，在對(duì)這類機(jī)組的聯(lián)軸器裝配定心時(shí)，應(yīng)考慮溫差的影響，控制安裝偏差的方向。調(diào)整兩軸心徑向位移時(shí)，運(yùn)行中溫度高的一端(汽輪機(jī)、干燥機(jī))應(yīng)低于溫度低的一端(發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī))，調(diào)整兩軸線傾斜時(shí)，上部間隙小于下部間隙，調(diào)整兩端面間隙時(shí)選擇較大值，使運(yùn)行中溫度變化引起的偏差得到補(bǔ)償。

　　2.補(bǔ)償受力所引起的偏差

　　機(jī)械設(shè)備安裝通常僅在自重狀態(tài)下進(jìn)行，設(shè)備投入運(yùn)行承載后，安裝精度的偏差有的會(huì)發(fā)生變化。例如：帶懸臂轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)備，受力后向下和向前傾斜，安裝時(shí)就應(yīng)控制懸臂軸水平度的偏差方向和軸線與機(jī)組中心線垂直度的方向，使其能補(bǔ)償受力引起的偏差變化。

　　3.補(bǔ)償使用過程中磨損所引起的偏差

　　裝配中的許多配合間隙是可以在一個(gè)允許的范圍內(nèi)選擇的，例如，齒輪的嚙合間隙，可調(diào)軸承的間隙，軸封等密封裝置的間隙，滑道與導(dǎo)輪的間隙、導(dǎo)向鍵與槽的間隙等。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，這些間隙都會(huì)因磨損而增大，引起設(shè)備在運(yùn)行中振動(dòng)或沖擊，安裝時(shí)間隙選擇調(diào)整適當(dāng)，能補(bǔ)償磨損帶來的不良后果。

　　4.設(shè)備安裝精度偏差的相互補(bǔ)償

　　連續(xù)生產(chǎn)機(jī)組是由許多單體設(shè)備組成的，在安裝中將各個(gè)單體設(shè)備安裝的允許偏差從整個(gè)機(jī)組考慮，控制其偏差方向，合理排列和分布，不產(chǎn)生偏差積累，而是相互補(bǔ)償?shù)男Ч瑢?duì)機(jī)組的運(yùn)行是很有益的。例如：控制相鄰輥道軸線與機(jī)組中心線垂直度偏差的方向相反，控制相鄰設(shè)備水平度偏差的方向相反，就可以減少產(chǎn)品在機(jī)組運(yùn)行中的跑偏。

　　設(shè)備安裝精度的控制即對(duì)設(shè)備安裝偏差的控制。設(shè)計(jì)文件和有關(guān)設(shè)備安裝驗(yàn)收規(guī)范對(duì)每臺(tái)(套)設(shè)備安裝的檢查驗(yàn)收項(xiàng)目和允許偏差作出規(guī)定。設(shè)備安裝中要控制偏差，達(dá)到精度要求。