《钳工》第十四章 机器安装的找平与对中要点.docx

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《钳工》第十四章机器安装的找平与对中要点

第十四章机器安装的找平与对中

工厂中大多数的机器，都必须经过反复细致的找平和对中等工作，安装在相应的基础上。

机器设备在基础上安装得好坏，往往影响到机器设备的使用寿命。

比如一台金属切削机床，因为安装得不正确，工作起来就会产生振动，加工零件时精度达不到要求，机床导轨本身磨耗加剧等不良现象。

因此，机器安装的找平与对中，主要是保持稳固性、减轻振动、避免变形、防止不合理磨损，从而保证加工零件时的精度。

首先，要选定找平与对中基准面，选定的原则是：

务求能正确反映机器的安装精度和各部件之间的相互关系。

例如：

（1）主要工作台面：

如龙门刨床工作台面、卧式镗床工作台面等等。

（2）支承滑动部件的导向面：

如车床床身导轨、龙门刨床身导轨、水压机立柱等等。

（3）保持转动部件的导向面或中心线：

如柴油机曲轴轴颈表面或轴承中心线等。

（4）部件上加工精度较高的表面：

如锻锤砧座的上平面等。

第一节垫铁的选用

大多数机器安装的找平与对中，是使用安装垫铁来调整安装水平与几伺精度的。

垫铁的另一个作用是使机器安装在基础上，有较稳定的支承和较均匀的荷重分布。

因此，对垫铁型式、数量和安装部位的选择，都应十分注意。

1．对振动较小的机器安装，可选用普通垫铁（如图16—1）和开口垫铁（如图16—2）。

对振动较大的机器安装，可选用勾头垫铁（如图16—3），其安装使用，可参看如图16—4。

选用普通垫铁时，可参考表16—1所列尺寸，加以选择。

2．对于水平面直线度要求较严格的，如精密金属切削机床，可采用水平方向带支承螺钉的可调整垫铁（如图16—5）。

3．对于一些大、中型的，如龙门刨床、铣床、大型立式车床、大型镗床、大型齿轮加工机床等等，往往在安装后，投入生产时受切削力作用，使部件相互间的几何精度发生变化，因而需要定期进行调整，以保证安装的几何精度。

调整时，可选用调整式垫铁（如图16—6）。

4。

垫铁的数量和总面积的计算：

通常，垫铁组是放置在混凝土基础上或地坪上的，其总面积可按下述近似公式进行计算：

式中：

A——垫铁底面的总面积（厘米2）

Q1——机器设备和最大工件的总重量（公斤）

Q2——地脚螺栓的总拧紧力[通常取地脚螺栓的抗拉强度值（公斤）

R——混凝土设计抗压强度（公斤／厘米2）

C——安全系数（一般采用1.5～3）

根据上述计算所得的垫铁总面积，可进行计算垫铁组数。

垫铁组数的确定，原则上每一个地脚螺栓应有一组，计算公式如下：

式中：

Z——垫铁的组数

A——垫铁底面的总面积

K——有效接触系数（一般0.65～0.85）

F——每一组垫铁的底面积（毫米2）

应该指出：

垫铁底面应尽可能与基础表面密切接触，垫铁最好放置在地脚螺栓处，或紧靠地脚螺栓处。

第二节安装找平

安装工作中，往往遇到找平（找正）问题，例如安装机床，首要问题是将床身调整水平，又如机床修整时，床身磨耗严重的，要重新进行刮削，这也要求先调整床身水平，以便跟着使床身导轨面在垂直平面内的不直度调至最小值。

因此，找平（找正）技术是机器设备安装和修理的一个重要环节。

找平（找正）工作主要是测量与调整技术问题。

下面分别谈谈这两方面的问题。

1．测量方面：

机床安装，首先要对床身导轨进行精度测量，即测量导轨表面在垂直面及水平面内的不直度。

测量工具通常使用水平仪（参看如图10—30）、平尺（如图16—7）、钢丝和读数显微镜（如图16—8）。

（1）垂直面内的不直度测量：

可选用0.02／1000毫米规格的水平仪进行测量。

因水平仪的规格、测量的长度、水平仪读数与测量段上的实际偏差之间有一定比例关系，在测量时，应按下式进行换算：

式中：

δ——测量段上的实际偏差（毫米）

L——测量长度（毫米）

K——水平仪的读数（毫米）

表16—2列举测量长度L为250、500、1000毫米时，实际偏差（δ）与水平仪读数（K）之间的关系。

（2）水平面内的不直度测量：

可用钢丝读数显微镜或用百分表尺结合6～24伏低压电信号灯观测。

钢丝直径取0.1～0.2毫米，钢丝拉紧力应不小于钢丝极限应力的三分之一。

用钢丝作测量工具，要考虑钢丝下挠度的影响，钢丝的下挠度，可按下列经验公式进行计算：

式中：

f——下挠度（毫米）

L1L2——由两支承点到所求挠度点间的距离（米）

W——钢丝自重（克／米）

P——拉紧力（公斤）

上列公式的使用，当床身导轨长度小于18米时比较可靠。

使用这种方法测量时，应该注意周围环境的风力的影响，因为风吹动钢丝时会影响测量的精确性。

2．调整方面：

找平（找正）的工作大多数是在现场进行的。

对于大、中型机床来说，通常按组装程序，一件一件找平（找正）。

例如安装龙门刨床，首先找平（找正）床身、左右立柱、顶梁、横梁，然后才安装刀架及传动机构。

如图16—9所示为已放置好地脚螺栓和调整垫铁的龙门刨床床身，怎样把床身调整至水平呢？

我们可以按照上述找平（找正）基准面的原则中的第二条，即以它的V型平面导轨为基准，调整时将全部地脚螺栓松开，使床身处于自由状态，以进行调整及测量，程序如下：

（1）以V型导轨为基准，将水平仪安置于V型水平仪座上，每隔500毫米移动水平仪座，将测量结果记录下来，用座标方格纸绘画出导轨形状曲线图，从而得出导轨在垂直平面内的不直度。

从如图16—10可以看出，V型导轨表面呈中间凹形状，其最大误差位于离起点5500毫米，不直度允差值为-0.045。

（2）如图16—11所示，将钢丝与床身V型导轨平行绷紧，显微镜的镜头垂直安置于显微镜支架座上，在床身导轨两端调整钢丝与显微镜刻线使之重合，然后移动显微镜支架座，在全长上分段测量，将测量结果绘画出导轨形状曲线，便可知道在水平面内不直度。

（3）如图16—12所示，是使用一块专用桥形板和两个水平仪按上述方法在全长上进行分段测量。

纵向水平仪是检查平导轨在垂直平面内的不直度，横向水平仪是检查两导轨的不平行度。

平导轨在垂直平面内的不直度也是用绘画曲线形状表示的，而两导轨的不平行度计算，则是以测量读数的最大代数差值表示的。

通过以上的测量，对床身所处的技术状态有所了解，根据机床的技术规定标准，参照所绘画的各形状曲线图进行调平。

调整顺序如下：

（1）找平V型导轨面在垂直面内的不直度。

（2）找平V型导轨面在水平面内的不直度。

（3）找平V型导轨对平面导轨的不平行度。

如图16—10所示的V型导轨面在垂直平面内的不直度，是不符合要求的。

找平工作，首先以床身中段为基础，依次顺序向两端扩展，调整两边垫铁的高度。

经过多次反复调整，使之最后达到技术要求。

调整后导轨形状曲线，如图16—13所示。

在上述三方面找平工作达到要求后，再均匀地紧固全部地脚螺栓，紧固地脚螺栓的次序，可参看如图11—1（狭长零件上螺栓的旋紧次序）。

第三节安装对中

对中工作是安装工作中重要的一环，由于对中不准，常常会引起轴承的发热、振动，严重的会烧坏轴瓦，损坏机器。

因此，对中情况直接反映出安装工作的好坏。

最经常碰到的对中是柴油机带各种类型的机器（例如发电机、各种泵浦，在船舶上则带船尾轴），它们是通过各种类型联轴节来实现的。

常见的有刚性接连（例如法兰联轴节），活动连接（例如齿轮联轴节）和弹性连接（例如弹性柱销联轴节）。

但最通用的是两个大小相等的刚性法兰联轴节。

1．联轴节的对中检查：

对中的机械放在底座时，两中心线可能发生下列情况：

（1）两中心线不重合，但互相平行，这称为“偏移”现象（俗称外圆差）；

（2）两中心线相交，形成一定的角度，这称为“倾斜”现象（俗称平面差折曲）；

（3）偏移和倾斜兼有之，这是最常见的现象。

为了检查对中情况，可将两法兰靠拢，其间为1毫米左右间隙，以便测量。

如果法兰上有定心脐子，则必须把它分开，然后将直尺放在某一个法兰上，并用厚薄规测量直尺与另一法兰之间隙，如图16—14a）所示。

直尺放在上面所测量出的数值为z上（毫米），测量下面的数值为z下（毫米）。

测量在垂直方向的偏移度为：

如图16—14b）所示，用厚薄规测量两法兰平面的间隙y上（毫米）和y下（毫米），则垂直方向的倾斜度为：

式中：

D——法兰直径（米）。

以同上方法测量水平方向的间隙，其偏移度和倾斜度为：

式中：

z右和y右——在右边测得的间隙。

z左和y左——在左边测得的间隙。

如果计算所得的偏移值为负数，即表示前面的法兰偏低或偏左，如果计算所测得的倾斜度为负数，则表示该组的法兰是下叉口或左叉口现象。

调整方法见如图16—15和如图16—16。

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*Z的正负，如在前面的法兰上放直尺时，所测数值为正，如在后面法兰上放直尺时，所测数值为负。

在工厂内通常备有表格以便记录上列数值。

（表16—3）

2．机器的对中应用下列的公差标准进行：

（1）对于用刚性联轴节的连接：

1）偏移0.05毫米，

2）倾斜0.05毫米／米。

（2）对于用活动联轴节的连接（爪牙式、齿轮式、联轴节）o

1）偏移0.10毫米，

2）倾斜0.10毫米／米。

（8）对于用弹性联轴节的连接。

1）偏移0.10毫米，

2）倾斜0.15毫米／米。

采用两对指针工具来测定偏移度与倾斜度是比较准确的。

如图16—17所示，三角铁指针固紧在法兰上，用厚薄规测量间隙z及y值。

每对指针都有相应的代号Ⅰ和Ⅱ，且通常是将两轴同时转动900°、180°和270°，每转一次都能量出四个读数。

当指针在原始位置（0°）时测量，z1上和y1上是一对指针Ⅰ在上部时所测得的读数；Z2下和y2下是另一对指针Ⅱ在下部时所测得的读数。

这样测量轴转到90°、180°和270°时的间隙，记入表16—4内，并计算其偏移差及倾斜度（见表16—5的实例）进行调整。