冶金机械安装与维护解读

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1、第二章 机械零部件装配 新设备由零部件装配而成；机械设备使用一 定时间后进行检修也需要装配工作。本课程偏重讲检 修，多介绍设备检修后的装配。所谓装配，就是将零 部件按一定技术要求组合连接成整台设备。 2.1 机械装配工艺管理 装配工作对机械设备的性能，质量影响很大，如果装配不当，即使 所有零部件加工都合乎质量要求，也不一定能生产出合格的，高质 量的设备. 一、装配工作组织形式 固定式：全部装配工作固定在一个或几个工作地点完成。旧设 备检修后多用这种装配组织形式。 移动式：将零部件用运输小车或运输带从一个装配地点移送到 下一个装配地点，在一个装配地点只完成一部分装配工作，各装配 地点装配工作的总

2、和就是设备的全部装配工作。某些大型新设备采 用这种流水线式装配组织形式。 二、装配工艺规程设计 1、分析设备样图，掌握装配的技术要求与验收标准。 2、依设备结构与装配精度要求选用合适的装配方法及所需机具。 3、确定装配顺序，最好依设备结构先定出一个装配基准件。 4、确定工时定额及要求的工人技术等级。 三、装配精度与装配尺寸链 1、装配精度 包括零部件之间的尺寸精度，位置精度，相对运动精度，接触精度 。 2、装配尺寸链 包括直线尺寸链，角度尺寸链，平面尺寸链，空间尺寸链。 四、零部件联接方式 1、固定联接 如螺栓联接，键联接，焊接，粘接，铆接，过盈配合联接等。 应注意零部件的相对位置与紧固性。

3、2、活动联接 如滑动轴承与轴颈联接、齿轮啮合等。 应保证零部件的正常接触，运转灵活。 五、常用装配方式 旧设备检修装配可用单件修配法。 如果成批设计制造多台新设备可用互换装配法（完全互换装配法 ，大数互换装配法），选择装配法（直接选择装配法，分组装配法 ，复合选择装配法），修配装配法（单件修配法，合件加工装配法 ，自身加工装配法），调整装配法（固定调整装配法，可动调整装 配法，误差抵消调整装配法）。 六、编写装配工艺文件 包括装配工艺过程卡片，装配工序卡片。 2.2 过盈配合装配 配合的种类 （1）间隙配合 具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。此时，孔的 公差带在轴的公差带之上。

4、 由于孔、轴的实际尺寸允许在各自的公差带内变动，所以孔、轴配合 的间隙也是变动的。当孔为最大极限尺寸而轴为最小极限尺寸时，装 配后的孔、轴为最松的配合状态，称为最大间隙Xmax；当孔为最小 极限尺寸而轴为最大极限尺寸时，装配后的孔、轴为最紧的配合状态 ，称为最小间隙Xmin。 （2）过盈配合 具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。此时，孔 的公差带在轴的公差带之下。 在过盈配合中，孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的差值为最 小过盈Ymin，是孔、轴配合的最松状态；孔的最小极限尺寸减轴的最大 极限尺寸所得的差值为最大过盈Ymax ，是孔、轴配合的最紧状态。 （3）过渡配合 可能

5、具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。此时，孔的公差带与轴的公 差带交叠。 孔的最大极限尺寸减轴的最小极限尺寸所得的差值为最大间隙Xmax ，是孔、轴配合的最松状态；孔的最小极限尺寸减轴的最大极限尺寸所 得的差值为最大过盈Ymax ，是孔、轴配合的最紧状态。 三种配合类别的区别 （1）间隙配合 a孔的实际尺寸永远大于或等于轴的实际尺寸； b孔的公差带在轴的公差带的上方； c允许孔轴配合后能产生相对运动； （2）过盈配合 a孔的实际尺寸永远小于或等于轴的实际尺寸； b孔的公差带在轴的公差带的下方； c允许孔轴配合后使零件位置固定或传递载荷； （3）过渡配合 a孔的实际尺寸可能大于或小于轴的实际尺寸；

6、 b孔的公差带与轴的公差带相互交叠； c孔轴配合时，可能存在间隙，也可能存在过盈； 过盈配合装配的目的：采用过盈配合主要是使配合零件的联接能承受 足够大的扭矩，轴向力及动载荷，故零件的材料应能承受最大过盈所 引起的应力。配合零件的联接强度应在最小过盈时得到保证。 过盈配合装配的要求：需保证相关零部件材料强度，即这些材料应能 承受最大过盈量引起的应力；还需保证联接强度，即过盈配合应能保 证在最小过盈量的联接条件下仍能传递规定的轴向力或扭矩，包括动 载荷。 一、常温下的压装配 适用过盈量不大的情况。 压装方法：对于过盈量很小的小型零部件。可用人工锤击压入；对于 过盈量较大，零部件较大的情况，可用压

7、床压装。 估算压入力P的经验公式（常温下）， (1)对于钢轴，钢孔件： P=28(D/d)2-1iL/(D/d)2 (KN) (2)对于钢轴，铸铁孔件： P=42D/d+0.3iL/(D/d+6.35) (KN) 式中D-孔件内径，mm；d-轴件外径，mm; i-实测过盈量，mm；L-配合面长度。 例：轧机齿轮座扁头D=750mm，d=450mm，i=0.49mm，L=575mm, 采用常温压装 P=28(750/450)2-1*0.49*575/(750/450)2=5048KN 需压床压力 P=1.3P=1.3*5048=6563KN 1、常温下压装用铁锤加铜棒打入即可； 2、依估算增大2

8、0-30%选压床； 3、压入前配合面应涂润滑油； 4、零件配合面粗糙度应不低于12.5； 5、常温压装还可用液压整合法：向孔件内压入高压油，使孔径增大，将 轴件压入，此法适用大型或经常拆卸的配合。 二、热装 加热孔件，待孔径膨大后装入轴件，冷却至常温即成。 1、适用于过盈量大，零部件较大，但孔件相对较小的情况，无压床时装配小零部 件也用热装。 2、估算加热温度t 的经验公式： t=t。+（2-3）i/(k*d) 式中t。-环境温度， ；i -实测过盈量，mm; d-未加热时实测孔径，mm；k-孔件材料的膨胀系数，1/。 一般用半导体测温计、测温蜡笔、测温纸片测温。若用过盈量较大（为配合零部 件

9、过盈量3倍）的样杆能插入加热后的孔中，即可认为已加热到位，就无需估算 温度并测温了。 例：上述齿轮座扁头d =450 mm，i =0.49 mm，k=11*10(-6) /, t。=20，则 t=20+3*0.49/(11*10(-6)*450)=370 3、加热方法：浸入热机油，火焰加热（燃烧木柴或焦炭，乙炔燃烧，煤 气燃烧），电加热（电阻丝加热，电感应加热）等。 重点理解电感应加热法（原理和计算方法） 电感应加热法需绕线匝数N及导线横截面F计算如下式： N=45E/A (匝) F=1.5D/(N) mm2 式中：E-线圈内感应电动势，依具体情况而定，V； A-孔件（相当于电感应铁芯）需加热

10、的表面积，cm2； D-孔件平均外径，cm； -导线内电流密度，=3-4A/mm2； 加热后用石棉板包住保温。此法加热均匀，且易控制。 三、冷装 冷却轴件到一定程度后装入孔件，至常温即可。 1、适用于过盈量大，零部件较大，但轴件较小的情况，无压床时装配小 零部件也可用冷装。 2、估算冷却温度t 的经验公式 t=t。-（23）i/(k*d) (以此公式为准，书上公式有错) 式中t。-环境温度， ；i -实测过盈量，mm；d-未冷却时实测孔 径，mm；k-轴件材料的膨胀系数，1/. 3、冷却方法：固态CO+酒精或丙酮（可冷至-75），液氨（可冷至- 120），液氧（可冷至-180），液氮（可冷至-

11、190）等冷却剂。 有制氧设备的厂家宜用冷装方法。 四、热装实例 1、已知条件：500人字齿轮轴齿形联轴器的外齿套。齿形联轴器的 外齿套相对于齿轮轴小得多，宜用热装。装配时常温t。=20，轴径 d=500mm，过盈量i=0.42mm，联轴器的膨胀系数k=12*10(-6) /。 2、计算加热温度，选择加热方法，趁热装配。 t=t。+3i/(k*d) =20+3*0.42/12*10(-6)*500 =230 3、加热。 4、测温。 5、装配。 2.3 机械传动部件装配 齿轮，蜗杆蜗轮传动是最常见的机械传动形式。 弹性柱销联轴器，齿轮联轴器是最常见的两种轴与轴之间的联结件。 一、齿轮传动装配 圆

12、柱齿轮传动，圆锥齿轮传动，齿条传动应分别符合国家有关装配技 术标准要求。工厂内所用齿轮多为7、8、9、10级四个精度等级，装配 时可以依齿轮制造精度等级确定装配技术要求。 齿轮装配要求：将齿轮正确的装在轴上，装配位置应准确，啮合齿 轮的齿间应有一定的间隙，齿的表面应接触正确，并具有一定接触面积 ，转动要灵活。 2.3 机械传动部件装配 齿轮，蜗杆蜗轮传动是最常见的机械传动形式。 弹性柱销联轴器，齿轮联轴器是最常见的两种轴与轴之间的联结件。 一、齿轮传动装配 圆柱齿轮传动，圆锥齿轮传动，齿条传动应分别符合国家有关装配技 术标准要求。工厂内所用齿轮多为7、8、9、10级四个精度等级，装配 时可以依

13、齿轮制造精度等级确定装配技术要求。 齿轮装配要求：将齿轮正确的装在轴上，装配位置应准确，啮合齿 轮的齿间应有一定的间隙，齿的表面应接触正确，并具有一定接触面积 ，转动要灵活。 对于高速转动的大齿轮，装配前要进行必要的静平衡试验，防 止投入工厂工作后产生大的振动。 齿轮装入轴上后应用千分表与量规检测其径向跳动与端面跳动 。允许值与齿轮分度圆直径，模数有关。齿侧间隙有零侧隙D，较小 侧隙Db，标准Dc，较大侧隙De四种，重型机械的闭式齿轮传动多用 侧隙Dc，开式齿轮传动多用侧隙De，一般装配时凭经验取侧隙为（ 0.06-0.10）m，此m为齿轮模数。 可用塞尺或千分表测量齿侧隙；装配比较重要的齿轮

14、传动可用 压铅法测齿侧隙与顶隙。 装配后还要检测啮合齿轮中心距偏差，其值因齿侧隙要求不同而 异。圆锥齿轮应保证相关节圆锥母线，顶点分别重合，啮合齿轮中心 应无歪斜与偏移，保证垂斜量不超过0.05mm-0.1mm，偏移量在（0.01 -0.06）mm范围内，此m为圆锥齿轮端面模数。 要求轮齿磨合前沿齿高，齿长方向接触斑点不小于30-40%，磨合 后达到50-60%。可用涂色检测啮合接触情况。在轮齿啮合比较正常时 ，可用研磨膏磨合；在啮合接触较差时需要刮削或镗销齿轮。研磨膏 主要由研磨粉和润滑油脂混合成，如某种成分为研磨粉58%，润滑油 30%，油酸20%，硬脂10%。应依齿轮钢种与齿轮硬度选用适

15、宜的研 磨粉料粒度，规格及润滑剂。通常研磨轮齿时，圆周速度不超过1.5- 2m/s。 二、蜗杆传动装配 蜗杆蜗轮装配要求： 1、两轴线相互垂直，且蜗杆轴线应在蜗轮齿轮的水平面内； 2、中心距要正确； 3、应有适当啮合间隙与足够接触斑点。正确的接触要求斑点多分布 在轮齿中部偏向蜗杆旋出方向。 齿侧隙可用百分表测定，一般设备配用的蜗杆传动也可凭经验用人 手盘动蜗杆行程量加以判断。 蜗杆传动要求的接触斑点，传动侧隙可见国家有关标准（如YBJ203 -83）规定。 三、弹性柱销联轴器装配 弹性柱销联轴器是利用若干非金属弹性材料 制成的柱销，置于两半联轴器凸缘孔中，通过 柱销实现两半联轴器联接，该联轴器

16、结构简单， 容易制造，装拆更换弹性元件比较方便，不用 移动两联轴器。弹性元件（柱销）的材料一般 选用尼龙6，有微量补偿两轴线偏移能力，弹性件工作时受剪切， 工作可靠性极差，仅适用于要求很低的中速传动轴系， 不适用于可靠性要求较高的工况。弹性柱销联轴器 轴中的柱销在工 作时处于剪切和挤压状态，其强度条件就是计算弹性柱销横截面上 的剪切强度和柱销与销孔壁的挤压强度。 装配要求：按设计要求调定两半联轴器之间的间隙，一般为 3-8mm，将套有橡胶弹性体的柱销装入成圆周均布的孔中，用螺母 拧紧柱销固定于主动端半联轴器上。制造厂应保证半联轴器大盘圆 柱面与中心轴孔同轴度，且两半联轴器柱面直径相等，此大盘圆柱 面常作为联轴器装配安装时的检测依据。 装配时检测两大盘的圆柱