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(cè)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(chǎng)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(chǎng)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(cè)量因素

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

　　1.主要形狀誤差、位置誤差的檢測(cè)方法及其誤差評(píng)定

　　(1)主要形狀誤差：是指被測(cè)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(cè)方法及其誤差評(píng)定：在確定檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)(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(cè)應(yīng)減少中間環(huán)節(jié)，避免積累偏差。檢測(cè)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(cè)量?jī)x器和檢測(cè)工具的精度必須與被測(cè)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(cè)量人員操作誤差，如測(cè)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(cè)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(zhǎng)、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(chǎng)，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(chǎng)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(cè)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(cè)方法，包括測(cè)量器具和測(cè)量方法，其精度等級(jí)應(yīng)與被檢測(cè)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。