分析機械設備裝配精度的影響因素和控制措施

【摘要】機械設備裝配精度的高低是影響設備正常運行、穩(wěn)定性和耐久性的關鍵因素。為滿足機械設備使用安全和功能良好特性，使其裝配質量和精度達到圖紙設計、施工規(guī)范和工程標準的要求。本文重點從設備裝配精度的內涵和影響裝配精度的多種因素以及相應的控制措施來進行分析和探討。

【關鍵詞】設備；裝配精度；影響；措施

一、設備裝配精度

機械設備裝配就是將一系列全部合格的零部件、設備組裝成具有一定生產(chǎn)能力的技術裝備或生產(chǎn)線系統(tǒng)。產(chǎn)品裝配完成后需要進行各種檢驗和試驗，以確保其裝配質量和使用性能。為了使機械設備具有正常工作性能，必須保證其裝配精度。設備裝配精度包含各獨立設備之間所需正確聯(lián)動的位置精度、單臺設備重現(xiàn)的制造精度和整臺設備在使用中的運行精度。

二、設備安裝配合精度的影響因素

設備在裝配時受到的精度影響因素不是單一的，應從多方面因素綜合考慮和分析。下面重點介紹了八種影響因素。

（一）基礎的影響

設備基礎存在強度不夠、沉降不均勻和抗振性能不足等一些缺陷對安裝精度存在嚴重的影響。設備找平、找正、找標高及安裝檢驗合格后，若基礎強度不足、繼續(xù)下沉，安裝會存在偏差，造成設備安裝精度降低。因此，設備安裝前，應檢查和測試基礎強度是否符合設計要求，應觀測基礎沉降是否穩(wěn)定，確定都合格后作最終設備調整和固定安裝。設備運行過程中可能會產(chǎn)生較大的動載荷或沖擊載荷，若設備基礎抗振性能不足，也會影響設備安裝精度。

（二）灌漿和墊鐵的影響

在墊鐵和二次灌漿層上安裝設備。若墊鐵本身的質量（表面不平整、有毛刺，尺寸誤差大）、墊鐵的接觸質量（墊鐵不平穩(wěn)、接觸不好，未焊牢）、二次灌漿質量（不密實、強度達不到）存在一些問題，會嚴重影響設備裝配精度。應嚴格按照墊鐵的設置和灌漿要求進行合理的施工和安裝，使設備裝配誤差降到最低限度。

（三）地腳螺栓的影響

地腳螺栓的位置、標高、垂直度和緊固力矩直接影響設備安裝的質量。有些設備（特別是自動化程度高的聯(lián)動設備）對標高、位置的準確性要求很嚴。因此，必須在設備安裝前，地腳螺栓埋設后對其進行檢查和矯正。當發(fā)生偏差時，應根據(jù)設備的具體情況采用不同的處理方法。地腳螺栓若安裝不垂直，在澆灌混凝土時產(chǎn)生偏移，還可能產(chǎn)生局部間隙，造成設備與螺母的接觸會傾斜不正，受力不均衡，影響設備的牢固安裝固定；螺栓緊固力低于標準要求，裝配連接存在松動，設備在工作運行中會產(chǎn)生振動和位移，造成設備安裝精度降低。因此，地腳螺栓安裝位置、標高偏差、垂直度和預緊力均應按照規(guī)范、技術文件及設計圖紙的要求進行施工，發(fā)生偏差時應認真進行糾正和核準，從而保證整套設備的安裝質量和精度。

（四）設備制造及裝配的影響

1、設備制造對安裝精度的影響主要來源于加工精度。若設備制造質量達不到設計要求，對安裝精度的影響是最直接、最嚴重的，且很多問題在現(xiàn)場無法處理和解決，多數(shù)需返廠處理，所以設備在未出廠前要嚴把質量關。

2、散裝或解體設備的裝配精度將直接影響設備的運行質量、可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命。裝配偏差的大小從各活動部件之間的相對直線運動精度、圓周運動精度、傳動精度、配合間隙或過盈的配合精度以及接觸質量等多個精度的高低上體現(xiàn)。

3、影響設備各零部件之間的相互位置精度（如平行度、水平度、鉛垂度）和相對運動精度的因素還存在于設備基準件的安裝精度等，如龍門刨床的直線運動精度制約于床身導軌安裝的直線度和導軌之間的平行度等相關因素。

（五）測量的影響

測量誤差對設備安裝精度的影響主要是測量儀器的檢測精度、檢測基準的加工精度、安裝基準的實際偏差、檢測方法的合理性和檢測人員的技能水平。

1、設備檢測測量時，要首先選擇正確合理的基準位置，否則會嚴重影響整套設備安裝找正找平和調整的質量。安裝時測量基準一般以加工面（底座、殼體、機身、機座、床身、臺板、基礎板）或中心軸線為基準，當設備加工面和軸線有多個時，應突出主要工作面或主要工作軸線。檢測過程盡量減少中間環(huán)節(jié)，避免造成較大的積累偏差。檢測還應注意周圍環(huán)境（如溫度、風力）的相應影響。

2、所選測量工具和檢測儀器的精度必須與被測量對象的精度要求相適應，否則達不到質量標準和要求。

3、測量人員測量時的主觀性或視差，以及技能水平不夠、壓力過大等操作誤差，將直接影響安裝精度。

（六）應力的影響

在材料內部存在著的一種不受任何外力作用的應力稱為內應力。這種內應力是不可避免的，設備無論是在制造還是在安裝過程中都會產(chǎn)生內應力，內應力的存在會給設備帶來一定危害，將使結構材料的剛度和穩(wěn)定性降低設致使備產(chǎn)生變形而影響構件的裝配精度。所以要采取一些合理有效的設計措施和工藝措施來降低和限制內應力。

（七）溫度的影響

溫度的變化對設備安裝精度的影響是環(huán)境因素中的一個相對重要的因素，對設備基礎和設備自身結構的影響比較大，特別對大型、精密機器的安裝如精密機床、高精度的大型連軋機組。由于溫度變化的原因，設備基礎、設備結構會隨之變形而影響安裝精度，應做出適當?shù)恼{整。

1、設備基礎的溫度變形。如大型機床的基礎尺寸比較大、長、深，當溫度變化時，基礎上下會存在溫度差，上面溫度變化大、下面溫度變化小，使設備基礎發(fā)生兩種變形情況。當氣溫上升時，設備基礎由于受上部溫度比下部溫度高的原因出現(xiàn)中間上拱的變形；當氣溫降低時，設備基礎由于受上部溫度比下部溫度低的緣故產(chǎn)生了中間下陷的現(xiàn)象。

2、設備自身的溫度變形。設備在運行時各零部件受到工作狀態(tài)產(chǎn)生的大量熱量而產(chǎn)生熱變形，影響其安裝裝配精度。如汽輪機轉子的幾個支承因受熱條件變化，零部件產(chǎn)生的溫度場將有所不同，熱變形也就不同，造成轉子中心位置發(fā)生改變。

3、惡劣環(huán)境場所，主要是生產(chǎn)與安裝工程同時進行，嚴重影響作業(yè)人員視線、聽力、注意力等，可能造成設備安裝質量偏差。

（八）操作的影響

操作者從事安裝工作應具有相應的操作技能、技術水平和責任心，并按正確的工藝標準進行裝配和安裝，否則將會產(chǎn)生較大的操作誤差。解決操作問題的關鍵是將操作誤差控制在允許的范圍內。

三、控制裝配精度的措施

提高安裝精度的措施應從人員、機具、設備材料、施工方法、施工環(huán)境五個方面著手。特別要重視人的作用，對操作者的工作經(jīng)驗、崗位證書、身體狀況、專業(yè)技術水平、技能考核、責任心等進行把關和控制，讓合格人員去從事相應的安裝工作，再結合適當、先進的施工工藝和配備適當?shù)氖┕C械和檢測器具，在施工作業(yè)環(huán)境和現(xiàn)場自然環(huán)境都適宜的條件下操作，設備安裝裝配精度和質量才能提高和保證。具體控制措施如下：

1、盡可能排除和避免影響安裝精度的許多因素。

2、綜合考慮設備的設計精度要求、結構特征，選擇合適的裝配和調整方法。過大的安裝累計誤差抵消時采用可補償件的位置或選擇固定補償件的辦法調整。

3、選擇合理的檢測器具和測量方法，其精度等級符合被檢測設備的精度要求。

4、在調整法抵消不了過大的安裝累計誤差情況下，必要時選用修配法，對補償件進行加工補充。

5、設備安裝允許存在一定的合理偏差，但要確定偏差的方向。設備安裝精度偏差方向的確定是一項復雜的、技術性較高的工作，一種偏差方向往往要考慮多種因素，重點考慮主要因素對安裝精度偏差方向的影響。

四、設備安裝偏差方向的控制

1、溫變偏差的補償

機械設備通常是在相同環(huán)境溫度下進行安裝的，但許多機器在運行工作中則處在不同溫度的狀況下。對這類機器的裝配安裝，要考慮和控制溫度變化對安裝偏差方向的影響。例如調整兩軸心徑向位移時，運行中溫度高的一端應低于溫度低的一端，所以汽輪機、干燥機上部間隙小于發(fā)電機、鼓風機下部間隙，得以補償運行中溫度變化引起的偏差。

2、受力偏差的補償

在自重狀態(tài)下進行設備安裝，一旦投入運行承載后，安裝精度的偏差有的會發(fā)生變化。例如：帶懸臂轉動機構的設備安裝時就應控制軸線與機組中心線垂直度和懸臂軸水平度的偏差，使其能補償受力引起的向下和向前傾斜的偏差。

3、磨損偏差的補償

裝配中的許多配合間隙（如齒輪嚙合間隙、軸承間隙、鍵槽間隙）在設備運行時都會因磨損而增大，使設備在運行中產(chǎn)生振動或沖擊，因此安裝時要選擇、調整適當?shù)呐浜祥g隙，補償磨損偏差引起的不良影響。

總之，機械設備在安裝裝配中要受到以上多種因素的影響，要綜合分析影響其安裝精度的原因，針對性的采取相應措施和方法來嚴格控制安裝精度和偏差，使設備在運行中充分發(fā)揮高效率和作用。

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作者簡介

王翠玲（1974-）女，山東濟寧人，碩士學位，濟寧市技師學院講師，研究方向：材料加工工程.