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分析机械设备装配精度的影响因素和控制措施

出处:论文网
时间:2017-02-24

分析机械设备装配精度的影响因素和控制措施

  一、设备装配精度

  机械设备装配就是将一系列全部合格的零部件、设备组装成具有一定生产能力的技术装备或生产线系统。产品装配完成后需要进行各种检验和试验,以确保其装配质量和使用性能。为了使机械设备具有正常工作性能,必须保证其装配精度。设备装配精度包含各独立设备之间所需正确联动的位置精度、单台设备重现的制造精度和整台设备在使用中的运行精度。

  二、设备安装配合精度的影响因素

  设备在装配时受到的精度影响因素不是单一的,应从多方面因素综合考虑和分析。下面重点介绍了八种影响因素。

  (一)基础的影响

  设备基础存在强度不够、沉降不均匀和抗振性能不足等一些缺陷对安装精度存在严重的影响。设备找平、找正、找标高及安装检验合格后,若基础强度不足、继续下沉,安装会存在偏差,造成设备安装精度降低。因此,设备安装前,应检查和测试基础强度是否符合设计要求,应观测基础沉降是否稳定,确定都合格后作最终设备调整和固定安装。设备运行过程中可能会产生较大的动载荷或冲击载荷,若设备基础抗振性能不足,也会影响设备安装精度。

  (二)灌浆和垫铁的影响

  在垫铁和二次灌浆层上安装设备。若垫铁本身的质量(表面不平整、有毛刺,尺寸误差大)、垫铁的接触质量(垫铁不平稳、接触不好,未焊牢)、二次灌浆质量(不密实、强度达不到)存在一些问题,会严重影响设备装配精度。应严格按照垫铁的设置和灌浆要求进行合理的施工和安装,使设备装配误差降到最低限度。

  (三)地脚螺栓的影响

  地脚螺栓的位置、标高、垂直度和紧固力矩直接影响设备安装的质量。有些设备(特别是自动化程度高的联动设备)对标高、位置的准确性要求很严。因此,必须在设备安装前,地脚螺栓埋设后对其进行检查和矫正。当发生偏差时,应根据设备的具体情况采用不同的处理方法。地脚螺栓若安装不垂直,在浇灌混凝土时产生偏移,还可能产生局部间隙,造成设备与螺母的接触会倾斜不正,受力不均衡,影响设备的牢固安装固定;螺栓紧固力低于标准要求,装配连接存在松动,设备在工作运行中会产生振动和位移,造成设备安装精度降低。因此,地脚螺栓安装位置、标高偏差、垂直度和预紧力均应按照规范、技术文件及设计图纸的要求进行施工,发生偏差时应认真进行纠正和核准,从而保证整套设备的安装质量和精度。

  (四)设备制造及装配的影响

  1、设备制造对安装精度的影响主要来源于加工精度。若设备制造质量达不到设计要求,对安装精度的影响是最直接、最严重的,且很多问题在现场无法处理和解决,多数需返厂处理,所以设备在未出厂前要严把质量关。

  2、散装或解体设备的装配精度将直接影响设备的运行质量、可靠性、稳定性和使用寿命。装配偏差的大小从各活动部件之间的相对直线运动精度、圆周运动精度、传动精度、配合间隙或过盈的配合精度以及接触质量等多个精度的高低上体现。

  3、影响设备各零部件之间的相互位置精度(如平行度、水平度、铅垂度)和相对运动精度的因素还存在于设备基准件的安装精度等,如龙门刨床的直线运动精度制约于床身导轨安装的直线度和导轨之间的平行度等相关因素。

  (五)测量的影响

  测量误差对设备安装精度的影响主要是测量仪器的检测精度、检测基准的加工精度、安装基准的实际偏差、检测方法的合理性和检测人员的技能水平。

  1、设备检测测量时,要首先选择正确合理的基准位置,否则会严重影响整套设备安装找正找平和调整的质量。安装时测量基准一般以加工面(底座、壳体、机身、机座、床身、台板、基础板)或中心轴线为基准,当设备加工面和轴线有多个时,应突出主要工作面或主要工作轴线。检测过程尽量减少中间环节,避免造成较大的积累偏差。检测还应注意周围环境(如温度、风力)的相应影响。

  2、所选测量工具和检测仪器的精度必须与被测量对象的精度要求相适应,否则达不到质量标准和要求。

  3、测量人员测量时的主观性或视差,以及技能水平不够、压力过大等操作误差,将直接影响安装精度。

  (六)应力的影响

  在材料内部存在着的一种不受任何外力作用的应力称为内应力。这种内应力是不可避免的,设备无论是在制造还是在安装过程中都会产生内应力,内应力的存在会给设备带来一定危害,将使结构材料的刚度和稳定性降低设致使备产生变形而影响构件的装配精度。所以要采取一些合理有效的设计措施和工艺措施来降低和限制内应力。

  (七)温度的影响

  温度的变化对设备安装精度的影响是环境因素中的一个相对重要的因素,对设备基础和设备自身结构的影响比较大,特别对大型、精密机器的安装如精密机床、高精度的大型连轧机组。由于温度变化的原因,设备基础、设备结构会随之变形而影响安装精度,应做出适当的调整。

  1、设备基础的温度变形。如大型机床的基础尺寸比较大、长、深,当温度变化时,基础上下会存在温度差,上面温度变化大、下面温度变化小,使设备基础发生两种变形情况。当气温上升时,设备基础由于受上部温度比下部温度高的原因出现中间上拱的变形;当气温降低时,设备基础由于受上部温度比下部温度低的缘故产生了中间下陷的现象。

  2、设备自身的温度变形。设备在运行时各零部件受到工作状态产生的大量热量而产生热变形,影响其安装装配精度。如汽轮机转子的几个支承因受热条件变化,零部件产生的温度场将有所不同,热变形也就不同,造成转子中心位置发生改变。   3、恶劣环境场所,主要是生产与安装工程同时进行,严重影响作业人员视线、听力、注意力等,可能造成设备安装质量偏差。

  (八)操作的影响

  操作者从事安装工作应具有相应的操作技能、技术水平和责任心,并按正确的工艺标准进行装配和安装,否则将会产生较大的操作误差。解决操作问题的关键是将操作误差控制在允许的范围内。

  三、控制装配精度的措施

  提高安装精度的措施应从人员、机具、设备材料、施工方法、施工环境五个方面着手。特别要重视人的作用,对操作者的工作经验、岗位证书、身体状况、专业技术水平、技能考核、责任心等进行把关和控制,让合格人员去从事相应的安装工作,再结合适当、先进的施工工艺和配备适当的施工机械和检测器具,在施工作业环境和现场自然环境都适宜的条件下操作,设备安装装配精度和质量才能提高和保证。具体控制措施如下:

  1、尽可能排除和避免影响安装精度的许多因素。

  2、综合考虑设备的设计精度要求、结构特征,选择合适的装配和调整方法。过大的安装累计误差抵消时采用可补偿件的位置或选择固定补偿件的办法调整。

  3、选择合理的检测器具和测量方法,其精度等级符合被检测设备的精度要求。

  4、在调整法抵消不了过大的安装累计误差情况下,必要时选用修配法,对补偿件进行加工补充。

  5、设备安装允许存在一定的合理偏差,但要确定偏差的方向。设备安装精度偏差方向的确定是一项复杂的、技术性较高的工作,一种偏差方向往往要考虑多种因素,重点考虑主要因素对安装精度偏差方向的影响。

  四、设备安装偏差方向的控制

  1、温变偏差的补偿

  机械设备通常是在相同环境温度下进行安装的,但许多机器在运行工作中则处在不同温度的状况下。对这类机器的装配安装,要考虑和控制温度变化对安装偏差方向的影响。例如调整两轴心径向位移时,运行中温度高的一端应低于温度低的一端,所以汽轮机、干燥机上部间隙小于发电机、鼓风机下部间隙,得以补偿运行中温度变化引起的偏差。

  2、受力偏差的补偿

  在自重状态下进行设备安装,一旦投入运行承载后,安装精度的偏差有的会发生变化。例如:带悬臂转动机构的设备安装时就应控制轴线与机组中心线垂直度和悬臂轴水平度的偏差,使其能补偿受力引起的向下和向前倾斜的偏差。

  3、磨损偏差的补偿

  装配中的许多配合间隙(如齿轮啮合间隙、轴承间隙、键槽间隙)在设备运行时都会因磨损而增大,使设备在运行中产生振动或冲击,因此安装时要选择、调整适当的配合间隙,补偿磨损偏差引起的不良影响。

  总之,机械设备在安装装配中要受到以上多种因素的影响,要综合分析影响其安装精度的原因,针对性的采取相应措施和方法来严格控制安装精度和偏差,使设备在运行中充分发挥高效率和作用。

分析机械设备装配精度的影响因素和控制措施

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