机械的装配与安装

第6章机械的装配与安装•6.1概述•6.2过盈配合的装配方法•6.3齿轮、联轴节的装配•6.4轴承的装配•6.5密封装置的装配•6.6机械设备的安装•6.7实验实训课题6.1概述•6.1.1机械装配的概念•一部复杂的机械设备都是由许多零件和部件所组成。按照规定的技术要求，由若干个零件组合成组件，由若干个组件和零件组合成部件，最后由所有的部件和零件组合成整台机械设备的过程，称为机械装配。下一页返回6.1概述•机械装配是机器制造和修理的重要环节。机械装配的质量对于机械设备的正常运转、使用性能和使用寿命都有较大的影响。若装配工艺不当，即使有高质量的零件，机械设备的性能也很难达到要求，严重时还可造成机械设备破坏或人身事故。因此，机械装配必须根据机械设备的性能指标，严肃认真地按照技术规范进行。•机械装配是一项非常重要而又十分细致的工作。上一页下一页返回6.1概述•6.1.2机械装配的工艺过程•机械装配的工艺过程一般包括:机械装配前的准备工作、装配、检验和调整。•1.机械装配前的准备工作•熟悉机械设备及各部件总成装配图和用有关技术文件，了解各零部件的结构特点、作用、相互连接关系及连接方式。上一页下一页返回6.1概述•根据零、部件的结构特点和技术要求，制订合适的装配工艺规程、选择装配方法、确定装配顺序;准备装配时所用的工具、夹具、量具和材料。•按清单检测各备装零件的尺寸精度，核查技术要求，凡有不合格者一律不得装配。•零件装配前须进行清洗。对于经过钻孔、铰削、锁削等机械加工的零件，要将其表面的金属屑末清除干净;润滑油道要用高压空气或高压油吹洗干净;有相对运动的配合表面更要保持清洁，以免因脏物或尘粒等混杂其间而加速配合件表面的磨损。上一页下一页返回6.1概述•2.装配•装配要按照工艺过程认真、细致地进行。装配的一般步骤是:先将零件装成组件，再将零件、组件装成部件，最后将零件、组件和部件总装成机器。装配应从里到外，从上到下，以不影响下道工序的原则进行。•每装配完一个部件，应严格仔细地检查和清理，防止有遗漏或错装的零件，严防将工具、多余零件及杂物留存在箱体之中。上一页下一页返回6.1概述•3.检验和调整•机械设备装配后需对设备进行检验和调整。检查零、部件的装配工艺是否正确，装配是否符合设计图样的规定。凡检查不符合规定的部位，都需要进行调整，以保证设备达到规定的技术要求和使用性能。上一页下一页返回6.1概述•6.1.3保证装配精度的工艺方法•机器的性能和精度是在机械零件质量合格的基础上，通过良好的装配工艺来实现的。如果装配不正确，即使零件的加工质量很高，机器也达不到设计的使用要求。因此，保证装配精度是机械装配工作的根本任务。装配精度包括配合精度和尺寸链精度两种。•1.配合精度•在机械装配过程中大部分工作是保证零、部件之间的正常配合。目前常采用的保证配合精度的装配方法有以下几种:上一页下一页返回6.1概述•(1)完全互换法。就是机器在装配过程中每个待装配零件不需要挑选、修配和调整，装配后就能达到装配精度。它是通过控制零件加工误差来保证装配精度的一种方法，该方法操作简单、方便，装配生产率高，便于组织流水线及自动化装配，但对零件的加工精度要求较高。适用于配合零件数较少、批量较大的场合。•(2)分组选配法。这种方法是将被加工零件的制造公差放宽若干倍，对加工后的零件进行测量分组，并按对应组进行装配，同组零件可以互换。这种方法，零件可按经济加工精度制造而能获得很高的装配精度，但增加了测量分组工作。适用于成批或大量生产、装配精度较高的场合。上一页下一页返回6.1概述•(3)调整法。此方法是选定配合副中的一个零件制造成多种尺寸作为调整件，装配时通过更换不同尺寸的调整件或改变调整件的位置来保证装配精度。零件按经济加工精度制造而能获得较高的装配精度。但装配质量在一定程度上依赖操作者的技术水平。•(4)修配法。在装配副中某零件预留修配量，装配时通过手工锉、刮、磨修配，以达到要求的配合精度。这种方法，零件按经济加工精度加工而能获得较高的装配精度。但修配劳动量较大，且装配质量很大程度上依赖工人的技术水平。适用于单件小批量生产的场合。上一页下一页返回6.1概述•2.尺寸链精度•机械设备或部件在装配过程中，零件或部件间有关尺寸构成了互相有联系的封闭尺寸组合称为装配尺寸链。这些尺寸关联在一起，就会相互影响并产生累积误差。机械装配过程中，有时虽然各配合件的配合精度满足了要求，但是累积误差所造成的尺寸链误差可能超出设计范围，影响机器的使用性能，因此，装配后必须对尺寸链中的重要尺寸进行检验。上一页下一页返回6.1概述•如图6-1为某装配尺寸链，四个尺寸A1,A2,A3,A0构成了装配尺寸链。其中为装配过程中最后形成的环，是尺寸链的封闭环，当A1为最大，A2,A3为最小时，A0最大;反之当A1为最小时，A2,A3为最小时，A0最小。A0值可能超出设计要求范围，因此在装配后进行检验，使A0符合规定。上一页下一页返回6.1概述•6.1.4装配的一般工艺原则•装配时要根据零部件的结构特点，采用合适的工具或设备，严格仔细按顺序装配，注意零部件之间的方位和配合精度要求。•(1)对于过渡配合和过盈配合零件的装配，如滚动轴承的内、外圈等，必须采用相应的铜棒、铜套等专门工具和工艺措施进行手工装配，或按技术条件借助设备进行加温、加压装配。如果遇到装配困难，应先分析原因，排除故障，提出有效的改进方法，再继续装配，千万不可乱敲乱打、鲁莽行事。上一页下一页返回6.1概述•(2)运动零件的摩擦表面，装配前均应涂上适量的润滑油，如轴颈、轴承、轴套、活塞、活塞销和缸壁等。油脂的盛装必须清洁加盖，不使尘沙进入，盛具应定期清洗。•(3)对于配合件装配时，也应先涂润滑油脂，以利于装配和减少配合表面的初磨损。•(4)装配时应核对零件的各种安装记号，防止装错。•(5)对某些装配技术要求，如装配间隙、过盈量、啮合印痕等，应边安装边检查，并随时进行调整，以避免装配后返工。•(6)每一部件装配完毕，必须严格仔细地检查和清理，防止有遗漏或错装的零件，防止将工具、多余零件及杂物留存在箱体之中造成事故。上一页返回6.2过盈配合的装配方法•6.2.1压装法•根据施力的方式不同，压装法分为锤击法和压入法两种。锤击法主要用于配合面要求较低、长度较短，采用过渡配合的连接件;压入法使用压力机压入，装配加力均匀、生产效率高，主要用于过盈配合。总的来说压装法操作方法简单，动作迅速，是最为常用的一种装配方法，尤其是过盈量较小的场合。•压装法的装配工艺为验收装配件、计算压入力、装入。下一页返回6.2过盈配合的装配方法•1.验收装配件•装配件的验收主要应注意其尺寸和几何形状偏差、表面粗糙度、倒角和圆角是否符合图样的要求，是否刮掉了毛刺等•如果尺寸和几何形状偏差超出了允许的范围，可能造成机件胀裂、配合松动等后果。表面粗糙度不符合要求会影响配合质量。倒角不符合要求没光掉毛刺，装配时不易导正、可能损伤配合表面。•装配件尺寸和几何形状的检查，一般用千分尺或游标卡尺，其他内容一般采用检视法，即靠样板和日视进行检查。•在验收的同时，也得到了配合机件实际的过盈数据，它是计算压入力、选择装配方法等的主要依据。上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•2.计算压入力•压装时压入力必须克服压入时的摩擦力，其大小与轴的直径、有效压入长度和零件表曲粗糙度等因素有关。在实际装配中，压入力常采用经验公式来计算，即•(6-1)(0.3)6.35DaildPDd上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•式中a—系数，当孔、轴件均为钢时，a=73.5，当轴件为钢、孔件为铸铁时，a=42;•P—压入力(kV);•D—孔件内径(mm);•i—实际过盈量(mm);•l—配合面的长度(mm);•d—轴件外径(mm)。•可根据上式计算出压入力，再增加20%~30%来选用压力机为宜。上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•3.装入•为了减少装入时的阻力和防止装配过程中损伤配合面，应使装配表面保持清洁，并涂上润滑脂;另外应注意加力要均匀，并注意控制压入的速度，压入速度一般为2~4mm/s，不宜超过10mm/s,否则不易顺利装入，而且可能损伤配合表面。用锤击法压入时，不允许使用铁锤直接敲击零部件，以防损坏零部件。上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•6.2.2热装法•若过盈量较大，可利用热胀冷缩的原理来装配。即对孔件进行加热，使其膨胀后，再将与之配合的轴件装入包容件中。其装配工艺如下。•1.验收装配件•热装时装配件的验收与压入法相同。•2.确定加热温度•热装时孔件的加热温度用下式计算:上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•（6-2）•式中t—加热温度(℃);•to—室温(℃);•i—实测过盈量(mm);•ka—孔件材料的线膨胀系数(℃-1);•d—孔的公称直径(mm)。0(2~3)aittkd上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•3.选择加热方法•常用的加热方法有以下几种。•(1)热浸加热法。将机油放在铁盒内加热，再将需加热的零件放入油内。这种方法加热均匀、操作方便，常用于尺寸及过盈量较小的连接件。•(2)氧乙炔焰加热法。这种加热方法操作简单，但易于过烧，因此要求具有熟练的操作技术，常用于较小零件的加热。•(3)电阻加热法。用镍铬电阻丝绕在耐热瓷管上，放入被加热零件的孔里，将电阻丝通电便可加热。这种方法适用于精密设备或有易爆易燃的场合。上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•(4)电磁感应加热法。利用交变电流通过铁芯(被加热零件可视为铁芯)外的线圈，使铁芯产生交变磁场，在铁芯内与磁力线垂直方向产生感应电动势，此感应电动势以铁芯为导体产生电流，在铁芯内电能转化为热能，使铁芯变热。这种加热方法操作简单，加热均匀，也无炉灰，无火灾危险，适用于装有数精密设备或有易燃易爆的场所，以用特大零件的加热。上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•4.测定加热温度•在加热过程中，可采用半导体点接触测温计测温。在现场常用油•类或有色金属作为测温材料。如机油的闪点是200℃~300℃,锡的•熔点是232℃;，纯铅的熔点是327℃。也可以用测温蜡笔及用测温纸片测量。上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•由于测温材料的局限性，一般很难测准加热温度，故现场常用样杆进行检测，如图6-2所示。样杆尺寸按实际过盈量的3倍制作，当样杆刚能放入孔时，则加热温度正合适•5.装入•装入时应去掉孔表面的灰尘、污物;必须将零件装到预定位置，•并将装入件压装在轴肩上，直到机件完全冷却为止。不允许用水冷却机件，避免造成内应力，降低机件的强度。上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•6.2.3冷装法•当孔件较大而压入的零件较小时，采用热装法既不方便又不经济，甚至无法加热，这种情况可采用冷装法。即采用干冰、液氮和液氧等介质将轴件进行低温冷却，缩小尺寸，然后迅速将其装入到孔件中去。冷装时零件的冷却温度用下。上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•(6-2)•式中t—加热温度(℃);•to—室温(℃);•i—实测过盈量(mm);•ka—被冷却件材料的线膨胀系数(℃-1);•d—孔的公称直径(mm)0(2~3)aittkd上一页下一页返回6.2过盈配合的装配方法•常用冷却剂及冷却温度:•固体二氧化碳加酒精或丙酮—-75℃•液氨—-120℃•液氧—-180℃•液氮—-190℃•冷却装配要特别注意操作安全，以防冻伤操作者。上一页返回6.3齿轮、联轴节的装配•6.3.1齿轮的装配•齿轮传动是机械设备中应用最广的一种传动装置，它主要用来传递动力和改变速度。常用的齿轮传动装置有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动等三种。下一页返回6.3齿轮、联轴节的装配•齿轮装配的内容包括将齿轮装配和固定在传动轴上，再将传动轴装进齿轮箱体。齿轮装配后的基本要求是保证两啮合齿轮具有准确的相对位置，以达到规定的运动精度和接触精度，齿轮副齿轮之间的啮合侧隙，以及保证轮齿的工作面能良好的接触。装配正确的齿轮传动装置在运转时，应该是速度均匀、没有振