一建機電教材解讀:1H413014機械設備安裝的精度控制要求


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1H413014機械設備安裝的精度控制要求
機械設備安裝的任務就是經過裝配、就位、找正、固定,使其安裝精度達到設計、規范和標準的要求。本條知識點是:機械設備安裝精度;影響設備安裝精度的因素;安裝精度的控制方法。
一、機械設備安裝精度
機械設備安裝工程是將一系列設備組合成一套裝置或一條生產線,從而構成一個技術裝備系統,并最終形成生產能力。設備安裝精度是指安裝過程中為保證整套裝置正確聯動所需的各獨立設備之間的位置精度;單臺設備通過合理的安裝工藝和調整方法能夠重現的制造精度;整臺(套)設備在使用中的運行精度等三個方面的精度。
一、影響設備安裝精度的因素
(一)設備基礎因素
設備基礎對安裝精度的影響主要是強度不夠、沉降不均勻和抗振性能不足。設備安裝調整檢驗合格后,基礎若強度不夠,或繼續沉降,安裝偏差會發生變化,影響設備安裝精度。因此,設備安裝應在基礎強度符合設計要求后進行,找正調平應在沉降觀測確定基礎穩定后進行,或在基礎穩定后作最終調整。設備運行后可能會產生較大的動載荷或沖擊載荷,若設備基礎抗振性能不足,也會影響設備安裝精度。
(二)墊鐵和一、二次灌漿因素
設備支承在墊鐵和二次灌漿層上。當墊鐵不平穩、接觸不好,一次、二次灌漿不密實、強度不夠時,會影響設備安裝精度。因此,墊鐵應平齊、無毛刺,墊鐵與基礎、墊鐵之間、墊鐵與設備之間接觸應良好,每組墊鐵不超過5塊,墊鐵要壓緊,墊鐵間點焊定位,一次、二次灌漿應振搗密實,強度應符合設計或有關規范規定。
(三)地腳螺栓因素
地腳螺栓安裝的垂直度和緊固力影響設備安裝精度,地腳螺栓安裝若不垂直,螺母(墊圈)與設備的接觸會偏斜,局部還可能產生間隙,受力不均,會影響設備固定,螺栓緊固力不夠,同樣影響設備固定。設備若固定不牢,在運行中會產生振動和位移。因此,地腳螺栓應安裝垂直,防止在澆灌混凝土時產生偏移。地腳螺栓應按要求緊固,設計有緊固力要求的應使用定扭矩扳手或液壓螺栓拉伸器緊固,保證預緊值。
(四)設備制造及裝配因素
1.設備制造對安裝精度的影響主要是加工精度。設備制造質量達不到設計要求,對安裝精度產生最直接影響,且多數問題無法現場處理,因此設備出廠前的質量檢驗至關重要。
2.解體設備的裝配精度將直接影響設備的運行質量,包括各運動部件之間的相對運動精度,配合面之間的配合精度和接觸質量?,F場組裝大型設備各運動部件之間的相對運動精度包括直線運動精度、圓周運動精度、傳動精度等,如大型滾齒機安裝時若傳動鏈末端的渦輪副因安裝精度超差,產生運行誤差,將會影響加工齒輪的加工精度。配合精度是指配合表面之間達到規定的配合間隙或過盈的接近程度,它直接影響配合的性質。接觸質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,從而影響配合性質的穩定性和壽命,如齒輪嚙合。
3.設備基準件的安裝精度包括標高差、水平度、鉛垂度、直線度、平行度等,將直接影響設備各部件間的相互位置精度和相對運動精度。如龍門刨床的床身導軌的直線度和導軌之間的平行度將影響工作臺的直線運動精度。
(五)測量因素
測量過程包括測量對象、計量單位、測量方法和測量精度四個要素。測量誤差對設備安裝精度的影響主要是測量儀器的檢測精度、檢測基準的加工精度、安裝基準的實際偏差、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定
(1)主要形狀誤差:是指被測實際要素對其理想要素的變動量。主要形狀誤差有直線度、平面度、圓度、圓柱度等。
(2)位置誤差:關聯實際要素的位置對基準的變動全量稱為位置誤差。主要位置誤差有平行度、垂直度、傾斜度、圓軸度、對稱度等。
(3)檢測方法及其誤差評定:在確定檢測方法時,關鍵是如何將理想要素體現出來。采用不同的測量方法比較的結果,經一定數據處理后,可得到其誤差。
2.設備檢測基準的選擇,直接關系到整臺設備安裝找正找平的質量,應選擇在正確的部位,通常在加工面或軸線上檢測(如設備底座、機身、殼體、機座、床身、臺板、基礎板、機械軸等加工面),當設備有多個加工面和軸線時,應選擇在主要工作面或主要工作軸線上。檢測應減少中間環節,避免積累偏差。檢測應注意環境的影響,例如日照溫度、風力等因素的影響。
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,否則達不到質量要求。
4.測量人員操作誤差,如測量時的主觀性或視差,以及技能水平不夠、壓力過大等,將直接影響安裝精度。
(六)應力因素
當設備不受任何外力的作用時,在材料內部存在的應力成為內應力。設備在制造或安裝
過程中都會產生內應力,所產生的內應力將使設備產生變形而影響設備的安裝精度。內應力因素影響安裝精度,要消除和限制。
(七)環境因素
如溫度的變化對設備基礎和設備本身的影響很大(包括基礎、設備和測量裝置),尤其是大型、精密設備的安裝如精密機床、高精度的大型連軋機組。設備安裝時應避免設備基礎、設備因溫度變形而影響安裝精度。
1.設備基礎溫度變形。例如大型設備(如機床)的基礎尺寸長、大、深,當氣溫變化時,由于基礎上下溫度變化不一致,上面溫度變化大、下面溫度變化小,這樣就使設備基礎產生了兩種情況的變形。當氣溫升高時,由于上部溫度比下部溫度高,設備基礎中間上拱;當氣溫下降時,由于上部溫度比下部溫度低,設備基礎中間下陷。
2.設備溫度變形。設備在運行時,由于工作狀態的特點可能產生大量的熱量,各零部件受熱而產生熱變形,影響其安裝精度。如汽輪機轉子幾個支承因受熱條件不同,零部件將產生不同的溫度場,產生不同的熱變形,因此導致轉子中心位置的改變。
3.惡劣環境場所,主要是生產與安裝工程同時進行,嚴重影響作業人員視線、聽力、注意力等,可能造成的安裝質量偏差。
(八)操作因素
從事安裝工作的人員應具有相應的操作技能,按正確的工藝進行裝配和安裝。操作者產生操作誤差是不可避免的,問題的關鍵是將操作誤差控制在允許的范圍內,主要取決于操作者的技術水平和責任心。
三、安裝精度的控制方法
提高安裝精度的方法應從人、機、料、法、環等方面著手。尤其要強調人的作用,應選派具有相應技術水平和責任心的人員去從事相應的安裝工作,再加上有適當、先進的施工工藝,配備完好適當的施工機械和安裝精度要求相適應的測量器具,在適宜的環境下操作,才能提高安裝質量,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.根據設備的設計精度、結構特點,選擇適當、合理的裝配和調整方法。采用可補償件的位置或選擇裝入一個或一組合適的固定補償件的辦法調整,抵消過大的安裝累計誤差。
3.選擇合理的檢測方法,包括測量器具和測量方法,其精度等級應與被檢測設備的精度要求相適應。
4.必要時選用修配法,對補償件進行補充加工,抵消過大的安裝累計誤差。這種方法是在調整法解決不了時才使用。
5.設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,在設備技術文件中一般會有規定,當設備技術文件中無規定時,可按下列原則進行:
(1)有利于抵消設備附屬件安裝后重量的影響;
(2)有利于抵消設備運轉時產生的作用力的影響;
(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。
設備精度偏差方向的確定是一項復雜的、技術性極強的工作,對于一種偏差方向,往往要考慮多種因素,應以主要因素來確定安裝精度的偏差方向。
四、設備安裝偏差方向的控制
1.補償溫度變化所引起的偏差
機械設備安裝通常是在同一環境溫度下進行的,許多設備在生產運行時則處在不同溫度的條件下。例如:汽輪機、干燥機在運行中輸送介質或物料因素,溫度比與之連接的發電機、鼓風機、電動機高,在對這類機組的聯軸器裝配定心時,應考慮溫差的影響,控制安裝偏差的方向。調整兩軸心徑向位移時,運行中溫度高的一端(汽輪機、干燥機)應低于溫度低的一端(發電機、鼓風機、電動機),調整兩軸線傾斜時,上部間隙小于下部間隙,調整兩端面間隙時選擇較大值,使運行中溫度變化引起的偏差得到補償。
2.補償受力所引起的偏差
機械設備安裝通常僅在自重狀態下進行,設備投入運行承載后,安裝精度的偏差有的會發生變化。例如:帶懸臂轉動機構的設備,受力后向下和向前傾斜,安裝時就應控制懸臂軸水平度的偏差方向和軸線與機組中心線垂直度的方向,使其能補償受力引起的偏差變化。
3.補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允許的范圍內選擇的,例如,齒輪的嚙合間隙,可調軸承的間隙,軸封等密封裝置的間隙,滑道與導輪的間隙、導向鍵與槽的間隙等。設備運行時,這些間隙都會因磨損而增大,引起設備在運行中振動或沖擊,安裝時間隙選擇調整適當,能補償磨損帶來的不良后果。
4.設備安裝精度偏差的相互補償
連續生產機組是由許多單體設備組成的,在安裝中將各個單體設備安裝的允許偏差從整個機組考慮,控制其偏差方向,合理排列和分布,不產生偏差積累,而是相互補償的效果,對機組的運行是很有益的。例如:控制相鄰輥道軸線與機組中心線垂直度偏差的方向相反,控制相鄰設備水平度偏差的方向相反,就可以減少產品在機組運行中的跑偏。
設備安裝精度的控制即對設備安裝偏差的控制。設計文件和有關設備安裝驗收規范對每臺(套)設備安裝的檢查驗收項目和允許偏差作出規定。設備安裝中要控制偏差,達到精度要求。
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