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=6563KN1、常温下压装用铁锤加铜棒打入即可；2、依估算增大20-30%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=450mm，i=0.49mm，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=1.5ΠD/(Nα)mm^2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）需加热的表面积，cm^2；D---孔件平均外径，cm；α---导线内电流密度，α=3-4A/mm^2；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。-（2~3）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CO₂+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-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：Φ500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。①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，装配时可以依齿轮制造精度等级确定装配技术要求。①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。③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。④可用塞尺或千分表测量齿侧隙；装配比较重要的齿轮传动可用压铅法测齿侧隙与顶隙。

⑤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。⑥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、蜗杆唉传动装配蜗杆蜗秆轮装配霞要求：1、两轴狱线相互垂圈直，且蜗剑杆轴线应圣在蜗轮齿厨轮的水平纷面内；2、中贱心距要忽正确；3、应有病适当啮合亩间隙与足壶够接触斑乐点。正确模的接触要馒求斑点多敲分布在轮锣齿中部偏辩向蜗杆旋庆出方向。齿侧隙逗可用百俭分表测锋定，一获般设备蚂配用的弓蜗杆传因动也可限凭经验穿用人手屑盘动蜗牛杆行程枪量加以介判断。蜗杆传犁动要求草的接触吗斑点，其传动侧驻隙可见扫国家有张关标准皇（如Y仰BJ2葛03-胀83）棒规定。三、弹性静柱销联轴惜器装配弹性柱胃销联轴资器是利地用若干彩非金属六弹性材晴料制成的柱滚销，置于债两半联轴挥器凸缘孔畏中，通过柱销实饭现两半叼联轴器柳联接，丹该联轴赚器结构肠简单，容易制袋造，装联拆更换般弹性元骄件比较宽方便，弓不用移动两哭联轴器烛。弹性决元件（缎柱销）讨的材料察一般选用尼龙偏6，有微拘量补偿两脱轴线偏移朽能力，弹称性件工作古时受剪切搏，工作可靠旧性极差，件仅适用于租要求很低湿的中速传虚动轴系，不适用于狼可靠性要蹄求较高的射工况。弹脏性柱销联繁轴器轴荷中的柱销坡在工作时辆处于剪切列和挤压状径态，其强哨度条件就莲是计算弹渗性柱销横励截面上的宾剪切强度舰和柱销与懂销孔壁的粉挤压强度血。装配要求阀：按设计真要求调秀定两半贝联轴器磁之间的萍间隙，疗一般为搞3-8饱mm，籍将套有堂橡胶弹紫性体的吴柱销装吸入成圆行周均布皱的孔中少，用螺锻母拧紧除柱销固绍定于主搅动端半扛联轴器第上。制婶造厂应搜保证半麦联轴器含大盘圆借柱面与塘中心轴植孔同轴巨度，且江两半联饼轴器柱畜面直径莫相等，暗此大盘抗圆柱面该常作为衣联轴器阻装配安精装时的展检测依旁据。装配时夕检测两船大盘的乒圆柱面残同轴度蛾，主动饮端半联剧轴器大日盘圆柱型面应能漠相对于信从动端浆半联轴溪器旋转剂2-3畏mm弧慌长，这蜡种移动冷靠弹性注体与半刻联轴器挽上装配眉孔间隙网及弹性肚体本身盖的弹性爹实现。2.4唐轴承谋装配一、滑命动轴承部装配一般滑动单轴承由轴猛承体（轴奸承座），恢轴瓦（或逼轴套）组朵成。咽轴瓦与轴临颈配合，铜构成滑动付副。滑动轴搅承（s筋lid椒ing想be永ari势ng）姿，在滑奋动摩擦半下工作颜的轴承悄。滑动骄轴承工帖作平稳轻、可靠裁、无噪尿声。在谁液体润毯滑条件失下，滑敞动表面狭被润滑刘油分开革而不发胸生直接妖接触，圣还可以里大大减桶小摩擦椒损失和尊表面磨桑损，油欣膜还具广有一定栋的吸振漆能力。轴被轴承庄支承的部怎分称为轴猜颈，与轴助颈相配的厚零件称为答轴瓦。为眉了改善轴毒瓦表面的冤摩擦性质敞而在其内欣表面上浇剧铸的减摩丧材料层称醉为轴承衬卖。轴瓦和塞轴承衬的蛾材料统称梢为滑动轴鸦承材料。年滑动轴承裁应用场合裁一般在低房诚速重载工线况条件下讨，或者是补维护保养变及加注润自滑油困难婚的运转部嫂位。1、滑动姐轴承的损御坏形式：蒸主要是磨颂损。（1）轴迹与轴承（顺轴瓦与轴叹颈）的配赵合间隙均衡匀变大（血轴瓦均匀厚磨损）；（2）术轴承几妨何形状峡发生畸惑变（轴轰瓦局部抱磨损严增重，轴择颈均匀该磨损）扛。2、分锈析配合眼间隙均纪匀变大膀的情况（1）率合理选幼择初间尤隙S。渡（定装斤配间隙椒合理值）（见图铜2-9）由流体力郊学知滑动严轴承在刚按配合时处双于液体摩柴擦状态工呼作的最小略油膜厚度Hmin附=nd^劲2η/1依8.36订qCS。式中n-俗--轴转灿速d---放轴颈直径铸，mmη--坚-润滑胜油动力液粘度，环N*s型ec/井m^2q--句-轴承丽单位面侮积载荷吓，N哑/m^匠2S。--祥-轴承磨付合时初间南隙，S。江=D-d粥mmD---凯轴瓦内径垦，mmC--雪-轴颈炮长度影茧响修正抱系数，灵C=(树d+L按)/LL--脉-轴颈明长度，剃mm只有当相途对偏心值滥ε=e/移S。/富2=0.罚5时，运担转摩擦力毅最小，由押此的偏心诞值e=益S。/齐2*0.塌5=S危。/4，翁由几何关雁系知，H颂min=绢D/2-供d/2-上e=S点。/2-爪e=S戴。/4可求得初软间隙理想辛值：S。蜘=0.4划7d√买【nη/祸(qc)站】mm可将此作昏为滑动轴亮承装配间鸟隙合理值港。（2）正苹常稳定磨区损期最大魔间隙Sm孔ax(定歼滑动轴承伪报废标准公)按液体慈摩擦开诉始破坏庙的极端尿情况考吹虑，此挥时最小吨油膜厚未度Hmi架n=δ式中δ-垄--此时腹轴瓦，轴演颈的粗糙从度之和。又此时最鸟小油膜厚砌度Hmin狸=nd套^2η/静18.3糠6qCS粒max=卖δ得Sma连x=S赞。^2/缴（4δ）此即为蒙滑动轴掌承允许劝极限间因隙。滑隶动轴承钥间隙在伶S。-转Sm夺ax间枯为正常杰。3、分析朽滑动轴承吩几何形状穗畸变的情断况（P1隐8-20塔）滑动轴承杨因不均匀拆的局部磨锁损而引起除的几何形均状改变，慢当超过一梯定的允许前极限时，素正常的工颤作条件同凝样会遭到饿破坏。作敏用在轴上抚的载荷方身向恒定时漂易发生轴辱承几何形宝状畸变现年象：轴瓦亡局部磨损闻，轴颈均岁匀磨损。或磨损后轴曾颈曲率半释径与轴瓦涨局部磨损均处曲率半蹈径相同。溉磨损到一拣定程度（龙β=12刊0°）就尊将无法形浇成油锲而解使轴瓦报管废。4、实际溜装配间隙嫂的确定（1）璃经验公色式（P隙20）轴承径定向间隙弯s（顶扒间隙）风：采用弓稀油（货润滑油榆）润滑鸣时，曲秩轴轴瓦溜s=(猴0.7剥~1)伏D/1晒000甲mm耳，D为屠轴颈直讨径，一异般轴瓦裳s=(额1~1缩慧.2)舰D/1万000途mm述。采用盆干油（鱼润滑脂孩）润滑演时s=痰(1~壳1.5被)D/扮100古0m朋m。合棒适的磨需合间隙挠S。与肉最大允蜻许间隙呼Sma基x推荐店值见P叼21表律2-2勒。轴承轴骂向间隙信（侧间渗隙）：理固定端旬间隙0商.1~碍0.2远mm，槐自由端郊间隙应脖大于轴抄的热胀宽伸长量此。（2）遍装配间挠隙的测健量方法煌（P2债0）压铅：适阳用于剖分麻式滑动轴唯承测径向俭间隙。塞尺：适总用于剖分妨式，整体汁式滑动轴粥承测径向冤，轴向间蹄隙。5、滑动缠轴承的装说配过程（呢P21-化22）（1）清洗检泻查：核对轴敌承型号，饶检查轴瓦报质量，用些煤油洗净嫁；（2）轴承座的抖固定：先找好轨两个或两卖个以上共价轴轴承座息的水平度泰及同心度评，这常用岁挂线方法村找正。再吃把轴放在投其上，用慈涂色法检撒查轴与轴绍瓦表面的课接触情况续。一切调客整好后，枯再将轴承秆座牢固地评固定在机杆体或基础涨上；（3）轴套的装阴配：在轴承嗓的所有零舱件中，只览允许轴颈圆与轴瓦之搞间发生相容对滑动，仁其余零件雹均不允许史蠕动。因贼此轴套必缸须与轴承脏座固定住菜。固定时喷可以采用洋压入配合档、销钉及示螺钉等；（4）轴瓦的额装配：轴瓦召与轴承驰座的配填合一般皮采用较理小的过凭盈配合员（过盈建量为0柜.01河-0.彼05m底m）或俊过渡配样合。为截了保证某在运转勤中不致汉使轴瓦单在轴承河座内转卡动，常俱在轴瓦露与轴承贩座之间锋安放定遇位销。持同时，吧一般轴侧瓦都设拼计有翻密边或止籍口，装枯配时，鄙翻边或群止口与佳轴承座其之间不偶应该有么轴向间隆隙，以僚防止轴盏瓦在轴蹄承座内另产生轴而向位移造。二、动，肠静压滑动袄轴承的装弯配（P2里3）俗称油壁膜轴承衔，由轴赔承箱，内衬套，悦锥形套社筒等组部成，锥处形套筒肿用键固谷定在轴质颈上，这衬套内船表面与黎锥形套奥筒外表诱面形成蹈滑动副结。轧钢骂机支撑蚁辊用油逆膜轴承颂装配过祥程：（1）清怀洗，检查毯各零部件敬；（2）鱼用三个余千斤顶堂顶住轴待承箱侧票时（轴房诚线铅垂筐）底部偷（辊神隶侧）调侵水平；（3）蜓用特制脖吊具将悲衬套垂介直插入蠢轴承箱抢孔内，模到位后腹二者油索孔应对闭准，用倾锁销与哲螺钉将饿衬套固佛定在轴歉承箱内浊；（4）待娘锥形套筒刷，挡环联灶接好后垂折直插入衬带套内；（5）肯组装好寺推力轴较承（滚狐动轴承汉）后固妄于轴承彼箱端部性；（6）非轴承箱漫转90女°成工脆作状态登放置（贴轴线水缎平），验将组装颗好的密摸封件固佳于轴承鞋箱的辊现身侧；（7）宽支承辊强水平置扰于工作于台上，决轴颈固恐接键朝绪上，将我轴承箱梅水平穿炮入轴颈痕（辊颈尊）；（8）检安装支闭承辊端艘部的调情整环托县架，调患整环，汁止推板汇等零件鲜后即完芝成此装含配工作渠。三、滚动余轴承装配滚动轴板承由两秋套圈（显向心轴圈承为内目外套圈对，推力茅轴承为总上下套述圈）与柱滚动体老组成。谷滚动轴暑承损坏闷形式：盘滚动体纹表面剥旺落，刮眠伤，出毒现麻坑识，套圈偏出现裂呢纹，深舱坑。1、滚动爷轴承配合瓶的选择（1）对韵向心轴承肝，向心推贪力轴承：歌内圈与轴橡颈用基孔逃制，外圈移与轴承座察用基轴制袜。在承受橡局部载荷育的条件下否，心轴轴环颈与内圈步的配合用捷基孔制间低隙配合，影转轮孔与圆外圈的配萝合用基轴像制过渡配淋合；转轴衡与内圈的音配合用基柄孔制过渡陕配合，轴松承座孔与慰外圈的配率合用基轴劲制间隙配站合。其他滚载荷情况守参照处理况。（2）是推力轴恒承：上轨下套圈倘装配都御可紧可卷松。2、滚禾动轴承受装配拆顿卸方法装拆前应旧了解配合最零件尺寸昂，表面粗皆糙度情况暂，准备好饥量具与装诱拆工具，盒装配前还解要清洗干若净相关零谨件。装拆方法蚂：压装，生压拆（锤扣击或用压幸力机）；活热装，热登拆（热油狐浸油，电们感应加热鄙）。3、滚凶动轴承稳轴向间陪隙调整预留轴去向间隙症是为了援使轴受大热时候供有膨胀袖余地，姑使轴在谈轴承中蕉始终能门转动灵愚活。其垦间隙有黄可调与拦不可调竿两种形裂式。（1）蹲不可调毯式间隙向心球戴轴承，猴双列球浆面滚子李轴承。洁圆锥滚偿子轴承扭