冶金机械安装与维护

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。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。

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；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)^2-1]iL/(D/d)^2(KN)(2)对于钢轴，铸铁孔件：P=42[D/d+0.3]iL/(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：：轧轧机机齿齿轮轮座座扁扁头头D=750mm，，d=450mm，，i=0.49mm，，L=575mm,采用用常常温温压压装装P=28[(750/450)^2-1]*0.49*575/(750/450)^2=5048KN需压压床床压压力力P’’=1.3P=1.3*5048=6563KN1、、常常温温下下压压装装用用铁铁锤锤加加铜铜棒棒打打入入即即可可；；2、、依依估估算算增增大大20-30%选选压压床床；；3、、压压入入前前配配合合面面应应涂涂润润滑滑油油；；4、、零零件件配配合合面面粗粗糙糙度度应应不不低低于于12.5；；5、、常常温温压压装装还还可可用用液液压压整整合合法法：：向向孔孔件件内内压压入入高高压压油油，，使使孔孔径径增增大大，，将将轴轴件件压压入入，，此此法法适适用用大大型型或或经经常常拆拆卸卸的的配配合合。。二、、热热装装加热热孔孔件件，，待待孔孔径径膨膨大大后后装装入入轴轴件件，，冷冷却却至至常常温温即即成成。。1、、适适用用于于过过盈盈量量大大，，零零部部件件较较大大，，但但孔孔件件相相对对较较小小的的情情况况，，无无压压床床时时装装配配小小零零部部件件也也用用热热装装。。2、、估估算算加加热热温温度度t的的经经验验公公式式：：t=t。。+（（2-3））i/(k*d)℃℃式中中t。。---环环境境温温度度，，℃℃；；i---实实测测过过盈盈量量，，mm;d---未未加加热热时时实实测测孔孔径径，，mm；；k---孔孔件件材材料料的的膨膨胀胀系系数数，，1/℃℃。。一般般用用半半导导体体测测温温计计、、测测温温蜡蜡笔笔、、测测温温纸纸片片测测温温。。若若用用过过盈盈量量较较大大（（为为配配合合零零部部件件过过盈盈量量3倍倍））的的样样杆杆能能插插入入加加热热后后的的孔孔中中，，即即可可认认为为已已加加热热到到位位，，就就无无需需估估算算温温度度并并测测温温了了。。例：：上上述述齿齿轮轮座座扁扁头头d=450mm，，i=0.49mm，，k=11*10^(-6)/℃℃,t。。=20℃℃，，则则t=20+3*0.49/(11*10^(-6)*450)=370℃℃3、、加加热热方方法法：：浸浸入入热热机机油油，，火火焰焰加加热热（（燃燃烧烧木木柴柴或或焦焦炭炭，，乙乙炔炔燃燃烧烧，，煤煤气气燃燃烧烧）），，电电加加热热（（电电阻阻丝丝加加热热，，电电感感应应加加热热））等等。。重点理解电感感应加热法（（原理和计算算方法）电感应加热法法需绕线匝数数N及导线横横截面F计算算如下式：N=45E/A(匝)F=1.5ΠΠD/(Nαα)mm^2式中：E---线圈内感感应电动势，，依具体情况况而定，V；；A---孔件件（相当于电电感应铁芯））需加热的表表面积，cm^2；D---孔件件平均外径，，cm；α---导线线内电流密度度，α=3-4A/mm^2；加热后用石棉棉板包住保温温。此法加热热均匀，且易易控制。三、冷装冷却轴件到一一定程度后装装入孔件，至至常温即可。。1、适用于过过盈量大，零零部件较大，，但轴件较小小的情况，无无压床时装配配小零部件也也可用冷装。。2、估算冷却却温度t的的经验公式t=t。-（（2~3）i/(k*d)℃(以此公式为为准，书上公公式有错)式中t。---环境温度度，℃；；i---实测过盈量量，mm；d---未冷冷却时实测孔孔径，mm；；k---轴轴件材料的膨膨胀系数，1/℃.3、冷却方法法：固态CO₂+酒精或或丙酮（可冷冷至-75℃℃），液氨（（可冷至-120℃），，液氧（可冷冷至-180℃），液氮氮（可冷至-190℃））等冷却剂。。有制氧设备的的厂家宜用冷冷装方法。四、热装实例例1、已知条件件：Φ500人字齿轮轴轴齿形联轴器器的外齿套。。齿形联轴器器的外齿套相相对于齿轮轴轴小得多，宜宜用热装。装装配时常温t。=20℃℃，轴径d=500mm，过盈量i=0.42mm，联轴轴器的膨胀系系数k=12*10^(-6)/℃。2、计算加热热温度，选择择加热方法，，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机械械传动部件装装配齿轮，蜗杆蜗蜗轮传动是最最常见的机械传动形式式。弹性柱销联轴轴器，齿轮联联轴器是最常常见的两种轴与轴之之间的联结件件。一、齿轮传动动装配圆柱齿轮传动动，圆锥齿轮轮传动，齿条条传动应分别别符合国家有有关装配技术术标准要求。。工厂内所用用齿轮多为7、8、9、、10级四个个精度等级，，装配时可以以依齿轮制造造精度等级确确定装配技术术要求。①齿轮装配配要求：将齿齿轮正确的装装在轴上，装装配位置应准准确，啮合齿齿轮的齿间应应有一定的间间隙，齿的表表面应接触正正确，并具有有一定接触面面积，转动要要灵活。2.3机械械传动部件装装配齿轮，蜗杆蜗蜗轮传动是最最常见的机械传动形式式。弹性柱销联轴轴器，齿轮联联轴器是最常常见的两种轴与轴之之间的联结件件。一、齿轮传动动装配圆柱齿轮传动动，圆锥齿轮轮传动，齿条条传动应分别别符合国家有有关装配技术术标准要求。。工厂内所用用齿轮多为7、8、9、、10级四个个精度等级，，装配时可以以依齿轮制造造精度等级确确定装配技术术要求。①齿轮装配配要求：将齿齿轮正确的装装在轴上，装装配位置应准准确，啮合齿齿轮的齿间应应有一定的间间隙，齿的表表面应接触正正确，并具有有一定接触面面积，转动要要灵活。②对于高速速转动的大齿齿轮，装配前前要进行必要要的静平衡试试验，防止投投入工厂工作作后产生大的的振动。③齿轮装入入轴上后应用用千分表与量量规检测其径径向跳动与端端面跳动。允允许值与齿轮轮分度圆直径径，模数有关关。齿侧间隙隙有零侧隙D，较小侧隙隙Db，标准准Dc，较大大侧隙De四四种，重型机机械的闭式齿齿轮传动多用用侧隙Dc，，开式齿轮传传动多用侧隙隙De，一般般装配时凭经经验取侧隙为为（0.06-0.10）m，此m为齿轮模数数。④可用塞尺尺或千分表测测量齿侧隙；；装配比较重重要的齿轮传传动可用压铅铅法测齿侧隙隙与顶隙。⑤装配后还还要检测啮合合齿轮中心距距偏差，其值值因齿侧隙要要求不同而异异。圆锥齿轮轮应保证相关关节圆锥母线线，顶点分别别重合，啮合合齿轮中心应应无歪斜与偏偏移，保证垂垂斜量不超过过0.05mm-0.1mm，偏移移量在（0.01-0.06）mm范围内，此此m为圆锥齿齿轮端面模数数。⑥要求轮齿齿磨合前沿齿齿高，齿长方方向接触斑点点不小于30-40%，，磨合后达到到50-60%。可用涂涂色检测啮合合接触情况。。在轮齿啮合合比较正常时时，可用研磨磨膏磨合；在在啮合接触较较差时需要刮刮削或镗销齿齿轮。研磨膏膏主要由研磨磨粉和润滑油油脂混合成，，如某种成分分为研磨粉58%，润滑滑油30%，，油酸20%，硬脂10%。应依齿齿轮钢种与齿齿轮硬度选用用适宜的研磨磨粉料粒度，，规格及润滑滑剂。通常研研磨轮齿时，，圆周速度不不超过1.5-2m/s。二、蜗杆传动动装配蜗杆蜗轮装配配要求：1、两轴线相相互垂直，且且蜗杆轴线应应在蜗轮齿轮轮的水平面内内；2、中心距要要正确；3、应有适当当啮合间隙与与足够接触斑斑点。正确的的接触要求斑斑点多分布在在轮齿中部偏偏向蜗杆旋出出方向。齿侧隙可用百百分表测定，，一般设备配配用的蜗杆传传动也可凭经经验用人手盘盘动蜗杆行程程量加以判断断。蜗杆传动要求求的接触斑点点，传动侧隙隙可见国家有有关标准（如如YBJ203-83））规定。三、弹性柱销销联轴器装配配弹性柱销联轴轴器是利用若若干非金属弹弹性材料制成的柱销，，置于两半联联轴器凸缘孔孔中，通过柱销实现两半半联轴器联接接，该联轴器器结构简单，，容易制造，装装拆更换弹性性元件比较方方便，不用移动两联轴器器。弹性元件件（柱销）的的材料一般选用尼龙6，，有微量补偿偿两轴线偏移移能力，弹性性件工作时受受剪切，工作可靠性极极差，仅适用用于要求很低低的中速传动动轴系，不适用于可靠靠性要求较高高的工况。弹弹性柱销联轴轴器轴中的的柱销在工作作时处于剪切切和挤压状态态，其强度条条件就是计算算弹性柱销横横截面上的剪剪切强度和柱柱销与销孔壁壁的挤压强度度。装配要求：按设计要求调调定两半联轴轴器之间的间间隙，一般为为3-8mm，将套有橡橡胶弹性体的的柱销装入成成圆周均布的的孔中，用螺螺母拧紧柱销销固定于主动动端半联轴器器上。制造厂厂应保证半联联轴器大盘圆圆柱面与中心心轴孔同轴度度，且两半联联轴器柱面直直径相等，此此大盘圆柱面面常作为联轴轴器装配安装装时的检测依依据。装配时检测两两大盘的圆柱柱面同轴度，，主动端半联联轴器大盘圆圆柱面应能相相对于从动端端半联轴器旋旋转2-3mm弧长，这这种移动靠弹弹性体与半联联轴器上装配配孔间隙及弹弹性体本身的的弹性实现。。2.4轴承承装配一、滑动轴承承装配一般滑动轴承承由轴承体（（轴承座），，轴瓦（或轴轴套）组成。。轴瓦与与轴颈配合，，构成滑动副副。滑动轴承（slidingbearing）），在滑动摩摩擦下工作的的轴承。滑动动轴承工作平平稳、可靠、、无噪声。在在液体润滑条条件下，滑动动表面被润滑滑油分开而不不发生直接接接触，还可以以大大减小摩摩擦损失和表表面磨损，油油膜还具有一一定的吸振能能力。轴被轴承支承承的部分称为为轴颈，与轴轴颈相配的零零件称为轴瓦瓦。为了改善善轴瓦表面的的摩擦性质而而在其内表面面上浇铸的减减摩材料层称称为轴承衬。。轴瓦和轴承承衬的材料统统称为滑动轴轴承材料。滑滑动轴承应用用场合一般在在低速重载工工况条件下，，或者是维护护保养及加注注润滑油困难难的运转部位位。1、滑动轴承承的损坏形式式：主要是磨磨损。（1）轴与轴轴承（轴瓦与与轴颈）的配配合间隙均匀匀变大（轴瓦瓦均匀磨损））；（2）轴承几几何形状发生生畸变（轴瓦瓦局部磨损严严重，轴颈均均匀磨损）。。2、分析配合合间隙均匀变变大的情况（1）合理选选择初间隙S。（定装配配间隙合理值值）（见图2-9）由流体力学知知滑动轴承在在刚配合时处处于液体摩擦擦状态工作的的最小油膜厚厚度Hmin=nd^2η/18.36qCS。式中n---轴转速d---轴颈颈直径，mmη---润滑滑油动力粘度度，N*sec/m^2q---轴承承单位面积载载荷，N/m^2S。---轴轴承磨合时初初间隙，S。。=D-dmmD---轴瓦瓦内径，mmC---轴颈颈长度影响修修正系数，C=(d+L)/LL---轴颈颈长度，mm只有当相对偏偏心值ε=e/S。/2=0.5时，运转摩摩擦力最小，，由此的偏心心值e=S。/2*0.5=S。/4，，由几何关系系知，Hmin=D/2-d/2-e=S。。/2-e=S。/4可求得初间隙隙理想值：S。=0.47d√【【nη/(qc)】mm可将此作为滑滑动轴承装配配间隙合理值值。（2）正常稳稳定磨损期最最大间隙Smax(定滑滑动轴承报废废标准)按液体摩擦开开始破坏的极极端情况考虑虑，此时最小小油膜厚度Hmin=δδ式中δ---此时轴瓦，，轴颈的粗糙糙度之和。又此时最小油油膜厚度Hmin=nd^2ηη/18.36qCSmax=δ得Smax=S。^2/（4δ））此即为滑动轴轴承允许极限限间隙。滑动动轴承间隙在在S。-Smax间为为正常。3、分析滑动动轴承几何形形状畸变的情情况（P18-20）滑动轴承因不不均匀的局部部磨损而引起起的几何形状状改变，当超超过一定的允允许极限时，，正常的工作作条件同样会会遭到破坏。。作用在轴上上的载荷方向向恒定时易发发生轴承几何何形状畸变现现象：轴瓦局局部磨损，轴轴颈均匀磨损损。磨损后轴轴颈曲率半径径与轴瓦局部部磨损处曲率率半径相同。。磨损到一定定程度（β=120°））就将无法形形成油锲而使使轴瓦报废。。4、实际装配配间隙的确定定（1）经验公公式（P20）轴承径向间隙隙s（顶间隙隙）：采用稀稀油（润滑油油）润滑时，，曲轴轴瓦s=(0.7~1)D/1000mm，D为为轴颈直径，，一般轴瓦s=(1~1.2)D/1000mm。采用用干油（润滑滑脂）润滑时时s=(1~1.5)D/1000mm。合合适的磨合间间隙S。与最最大允许间隙隙Smax推推荐值见P21表2-2。轴承轴向间隙隙（侧间隙））：固定端间间隙0.1~0.2mm，自由端间间隙应大于轴轴的热胀伸长长量。（2）装配间间隙的测量方方法（P20）压铅：适用于于剖分式滑动动轴承测径向向间隙。塞尺：适用于于剖分式，整整体式滑动轴轴承测径向，，轴向间隙。。5、滑动轴承承的装配过程程（P21-22）（1）清洗检查：核对轴承型型号，检查轴轴瓦质量，用用煤油洗净；；（2）轴承座的固定定：先找好两个个或两个以上上共轴轴承座座的水平度及及同心度，这这常用挂线方方法找正。再再把轴放在其其上，用涂色色法检查轴与与轴瓦表面的的接触情况。。一切调整好好后，再将轴轴承座牢固地地固定在机体体或基础上；；（3）轴套的装配：在轴承的所所有零件中，，只允许轴颈颈与轴瓦之间间发生相对滑滑动，其余零零件均不允许许蠕动。因此此轴套必须与与轴承座固定定住。固定时时可以采用压压入配合、销销钉及螺钉等等；（4）轴瓦的装配：轴瓦与轴承承座的配合一一般采用较小小的过盈配合合（过盈量为为0.01-0.05mm）或过渡渡配合。为了了保证在运转转中不致使轴轴瓦在轴承座座内转动，常常在轴瓦与轴轴承座之间安安放定位销。。同时，一般般轴瓦都设计计有翻边或止止口，装配时时，翻边或止止口与轴承座座之间不应该该有轴向间隙隙，以防止轴轴瓦在轴承座座内产生轴向向位移。二、动，静压压滑动轴承的的装配（P23）俗称油膜轴承承，由轴承箱箱，衬套，锥锥形套筒等组组成，锥形套套筒用键固定定在轴颈上，，衬套内表面面与锥形套筒筒外表面形成成滑动副。轧轧钢机支撑辊辊用油膜轴承承装配过程：：（1）清洗，，检查各零部部件；（2）用三个个千斤顶顶住住轴承箱侧时时（轴线铅垂垂）底部（辊辊神侧）调水水平；（3）用特制制吊具将衬套套垂直插入轴轴承箱孔内，，到位后二者者油孔应对准准，用锁销与与螺钉将衬套套固定在轴承承箱内；（4）待锥形形套筒，挡环环联接好后垂垂直插入衬套套内；（5）组装好好推力轴承（（滚动轴承））后固于轴承承箱端部；（6）轴承箱箱转90°成成工作状态放放置（轴线水水平），将组组装好的密封封件固于轴承承箱的辊身侧侧；（7）支承辊辊水平置于工工作台上，轴轴颈固接键朝朝上，将轴承承箱水平穿入入轴颈（辊颈颈）；（8）安装支支承辊端部的的调整环托架架，调整环，，止推板等零零件后即完成成此装配工作作。三、滚动轴承承装配滚动轴承由两两套圈（向心心轴承为内外外套圈，推力力轴承为上下下套圈）与滚滚动体组成。。滚动轴承损损坏形式：滚滚动体表面剥剥落，刮伤，，出现麻坑，，套圈出现裂裂纹，深坑。。1、滚动轴承承配合的选择择（1）对向心心轴承，向心心推力轴承：：内圈与轴颈颈用基孔制，，外圈与轴承承座用基轴制制。在承受局局部载荷的条条件下，心轴轴轴颈与内圈圈的配合用基基孔制间隙配配合，转轮孔孔与外圈的配配合用基轴制制过渡配合；；转轴与内圈圈的配合用基基孔制过渡配配合，轴承座座孔与外圈的的配合用基轴轴制间隙配合合。其他载荷荷情况参照处处理。（2）推力轴轴承：上下套套圈装配都可可紧可松。2、滚动轴承承装配拆卸方方法装拆前应了解解配合零件尺尺寸，表面粗粗糙度情况，，准备好量具具与装拆工具具，装配