第一章程装配基础知识

第一章程装配基础知识1、装配工艺概述1.1装配工作及其重要性在生产过程中,按图纸及技术要求的规定,将经检查合格的零件,通过各种形式连接起来,成为组件、部件，最终组成一台整机的工世进程，称为装配。装配工作是机器制造过程中最后一道工序，装配工作的好坏，对产品的质量起着决定性的作用。在装配时，若零件间的配合不符合规定的技术要求，或各零部件之间的相互位置不正确，刚装配后必将影响机器的工作性能，使机器无法正常运行。一台装配质量差的机器必然精度低，性能差，寿命短。相反，尽管某些零部件质量不高，但在装配时经过仔细的修配和调整，亦能装配出性能良好的产品，因此装配工作是一项非常重要的工作，必须认真做好。作为检修钳工，如能熟悉和掌握一定的装配知识，必能在很大程度上提高检修工作的技术水平。1.2装配工作的划分一台机器设备的设计图纸，根据它的不同结构和作用，可分成若干部分。如一台机床可分为主轴箱部分、给进机构部分、液压和电气部分等。参照设计图纸，装配工序一般可划分为组件装配、部件装配和总装配等。（1）组件装配它是从设计图纸中的一部分里分出来的，通常有几个零件连接组成一个单独的构件。一般称为装配的基本单元。（2）部件装配它是指以设计图纸的现代战争部分为单位，将这个部分的所有零件和组件装配成一体，成为一个完整机构的过程。例如在各种设备中常见到的减速机，它本身是一个完整的机构，又从属于设备里的一个部件。（3）总装配它是指将零件、组件、部件连接成一台整体机器或设备的过程。（4）总装试车一般总装完毕的机器或设备，都要求在总装后进行试车，经检验合格后方能出厂。在试车过程中可对机器或设备进行调试，发现或解决装配时未能发现的问题，保证其使用性能达到设计图纸及有关技术文件规定要求。1.3零件在装配中连接种类在装配过程中，零件间相互连接的性质对确定装配的次序和方法有直接的影响。按照零件连接松紧程度和连接方式的不同，可分为以下几种类型。（1）固定连接它在装配后，零件之间不能相对运动。固定连接又可分为以下两种连接。①可拆卸的因定连接。连接后零件还可以拆开，并在拆开时不会损坏其他连接零件。如螺纹连接、键连接、销连接等。②不可拆卸的固定连接。连接后零件不能再拆开，若拆开则零件必然遭到不同程度的损坏，则不能直接再使用。如过盈连接、铆接、焊接和粘接等。（2）活动连接装配后零件之间在工作中按规定要求能作相对运动。活动连接也可分为以下两种。①可拆卸的活动连接。拆卸后不损坏零件的配合面。如各种圆柱面、圆锥面、螺旋面间隙配合的零件。③不可拆卸的活动连接。拆卸后将损坏零件的配合面。如各种活动连接的铆合头、滚动轴承等。1.4装配尺寸链与装配方法1）装配尺寸链在装配过程中，当有关的零件相互配合（或连接）之后，必然会产生一个新的尺寸。如图①所示的键与键槽，原来就有两个不同的尺寸（A1、A2），而配合后的间隙（N1）则是一个新的尺寸。如果不考虑其结构图形，而只将这些相互有关部门的尺寸简化起来，排成像链环一样的封闭尺寸图，见图②，然后分析研究找出其相互关系，计算各尺寸的偏差和公差，这样的链式尺寸图就叫尺寸链。组成尺寸链上的各个尺寸称为组成环，常用大写ABC表示。按装配的顺序，最后得到新尺寸称为封闭环，常用大写N表示。在尺寸链中如果某组成环的尺寸增加，封闭环的尺寸也随之增加，则该组成环称为增环；如果某组成环的尺寸增加，封闭环的尺寸反而减小，则该组成环称为减环。如图中，A1为增环，A2为减环。增环、减环和封闭环之间的关系可用下式表示：N=A1-A2式中N——封闭环的公称尺寸；A1——增环的公称尺寸；A2——减环的公称尺寸。如果组成环较多，则各组成环和封闭环之间的关系是：N=∑AZ-∑AJ式中∑AZ——增环公称尺寸的总和；∑AJ——减环公称尺寸总和。如果所有增环的尺寸都是最大值，而减环的尺寸都是最小值，则封闭环的尺寸最大，反之封闭环的尺寸最小。其关系也可表示如下：N最大=∑AZ最大-∑AJ最小N最小=∑AZ最小-∑AJ最大封闭环的公差为：从以上关系式可看出，封闭环的公差是所有组成环公差的总和。在装配尺寸链中，由于封闭环反映了装配的技术和精度要求，因而减少装配尺寸链中的组成环数，可以使封闭环的公差减少，从而提高装配精度。2）装配方法这里讲的装配方法，是指零件和部件间最终能达到配合精度的方法。从装配尺寸链的角度来看，装配方法就是解尺寸链，即通过调整各组成环的制造公差，来达到装配后封闭环的预定精度。装配的方法可分为完全互换法、选配法、调整法、修配法四种。①完全互换法在装配尺寸链中各组成环的公差之和小于或等于封闭环的公差，这样的零件具有较高的互换性。②选配法适当放大装配尺寸链中各组成环零件的制造公差，然后选择尺寸合适的零件进行装配，以满足封闭环的公差要求。它又可分为直接选配法和分组选配法两种。③调整法将装配尺寸链中各组成环零件的制造公差适当放大。装配时通过一个或几个零件的位置，来消除其他零件间的积累误差，从而达到装配要求的方法④修配法与调整法相似，通过适当放大装配尺寸链中的各组成环的制造公差，使之便于制造。1.5产品装配工艺过程产品装配的工艺过程主要由以下四个阶段组成。①装配前的准备阶段它是指装配前的钳工修配工作：单件的加工工作（指需钳工加工的），旋转件的平衡，拉力试验，密封零件的密封试验以及零件的清理、清洗工作。②装配阶段它包括组件装配、部件装配和总装配。③调整、检验试车阶段该阶段调整各零件、机构间的相互位置、配合间隙，并检验机器的工作精度、几何精度，最后通过试车对机器做综合性检验。④油漆刷油漆，涂油防锈，装箱阶段。2、旋转零件、部件的平衡机器中的旋转件或部件（如皮带轮、齿轮、飞轮等），由于材料内部的组织不匀，外部形状不对称，或加工有误差，将引起其重心与旋转中心产生偏移（简称偏重），这样一来在零件或部件高速运转时，偏重将产生很大的离心力或力偶，从而引起机器振动，使各部分连接处发生松动，加速机器内部的摩擦和部件、零件的磨损，不能保证机器的正常运转。为了消除因偏重而产生的离心力，必须在装配前给以平衡。消除旋转件或部件不平衡的工作称为平衡，可分为静平衡和动平衡两种。由于动平衡需专业人员在动平衡机上进行，所以本文着重介绍静平衡。2.1静平衡凡是可以在一些专用工装上、不需要旋转的状态下测定旋转部件不平衡所在的方位，同时又能确定平衡力应加的位置和大小，这种找平衡的方法称为静平衡。找静平衡时一般先判定不平衡重力的方位，然后在其相反方向上选择一个适当的位置，加上一定的平衡力（或去掉一定的重力）来平衡。当旋转件转数低于20转时，除非图纸有特殊的要求，一般情况下不需做平衡了。通常找平衡都是在工装上进行的，常用的是平行导轨式的平衡架。导轨的断面有平刀形和梯形等，由于顶部接触面不能变动，所以必须具有顶部宽度各不相同的导轨，才能满足不同重量的旋转件找平衡的要求。在这种平衡架上进行平衡架上进行工作时，若旋转零件的轴颈与导轨间的滚动摩擦系数愈小，则平衡工作的精度愈高。因此，为了减少摩擦系数，导轨的工作面应淬硬，而且要磨光到粗糙度为1.6以下，导轨工作面宽度b应尽可能做得窄些，窄到不会在轴颈表面上刻出凹痕为限。一般导轨的宽度b可由下式计算：b=1.5Gmm式中b--------导轨面宽度，mm；G--------被平衡零件的重力，N或kg.在实际工作中可按表选用b。导轨面宽度G,kg50100150200250300350400b,mm3.354.755.806.707.508.90--平行导轨的长度不能小于轴颈周长或芯轴周长的3倍，平行导轨两工作表面水平度和平行度误差不得大于0.04mm/m，并应有足够的刚度。还有滚轮式平衡架和圆盘式平衡架，其平衡方法与平等导轨式平衡架基本相同，但是其被平衡零件不能滚动，而是就地旋转。这种工装较平行导轨式的平衡精度低，但对于一些重量圈套超过1000kg以上的旋转件或平衡件两端轴颈不相等的件，用这种工装，既方便又好用。对于有些平衡精度要求低，而又无工装的旋转件，也可用自身组装的滚动轴承和箱体进行平衡工作。作旋转件的静平衡，通常按以下几个方面进行。（1）测定被平衡零件的方位首先让被平衡零件在平衡工装上自由滚动数次，若最后一次是顺时针方向旋转，则零件的重心一定位于垂直中心线的右侧（因摩擦阻力关系），此时在零件的最低点处用白粉笔作一标记。然后让零件自由滚动，最后一次滚摆是在逆时针方向完成，则被平衡零件重心一定位于垂直中心线的左侧，同样再用白粉笔作一记号，那么两次记号的中心就是偏重的方位。（2）确定平衡重的大小首先将零件的偏重方位转动水平位置，并且在对面选择适当的一点加上适当的试重。选择加试重点时应该考虑到这一点的部位，将来是否能进行加配重的减重，并且的试重加上后，仍能保持水平位置或轻微摆动。然后再将零件反转180°使其偏重和试重重新处于水平位置，调整试重的重点，使其保持水平位置，反复几次，试重确定不变后，将试重取下称重量，这就确定了平衡重的重力。按所称重量加以配重或者减重，平衡工作就完成了。加试重的最简单办法，是用黄泥或者选择磁铁。但对于大的零部件，偏重较大的在粗找平衡时，可以估算一下，选择较偏重的钢料作为配重，将其临时固定上，然后在试重块上加减重量，进行平衡工作。找旋转件的平衡，可以采取加重或减重的办法，具体采取何种方法，应视平衡零件的具体情况和有关要求确定。采取减重方法，就是在偏重处去除与试重相等重量的金属，可采用钻孔或用机床加工掉多余的金属。加重就是将与试重块相等重量的金属，采取焊接或螺栓坚固等方法，将配重固定在试重块位置上。但要注意，不论采取何种方法，都要保证配重块永不松动或滑落下来。像螺栓紧固，要将螺母端面与本体焊牢固。（3）平衡质量检测静平衡（单面平衡）的许用不平衡力矩为：M=eGN.cm式中M——许用不平衡力矩E——许用偏心矩，cm;G——转子重力（重量），N。许用不平衡力矩为作静平衡时的依据，只要不超出其规定的数值，相对来说，就视为所作的旋转件的静平衡已经平衡了。一般情况下设计图纸或有关技术要求已将许用不平衡力矩给出，但有些零部件图中未做规定，但根据其使用性能应该作静平衡，也应由技术人员根据各行业的通用技术标准，计算出该件的许用不平衡力矩，在工艺上做出规定。知道了许用不平衡力矩，再测出加重部位至旋转中心的距离，就可以算出所加重力的允许偏差了。2.1动平衡动平衡是在零件或部件旋转时进行的。动平衡不但要平衡偏重所产生的离心力，而且还要平衡离心力所组成的力偶矩，所以动平衡实际上包括静平衡。但在动平衡前，一般要先校正静平衡。对于长径比很大的旋转件，或高速旋转的零件，一般都要求作动平衡，像各类高速运转的转子、叶轮等。零件或部件的动平衡要在动平衡机上进行，应按零部件的大小选择合适的动平衡机，同时需要专业人员进行操作。一般厂家不具备这种条件，只有专业生产的厂家才能够作动平衡。在装配或检修工作中，如有的零件或部件需作动平衡，应根据该零件或部件外形尺寸选择合适的厂家。3、零件的热装与冷装3.1零件的热装利用物体受热后膨胀的原理，采用各种手段使零件加热到一定的温度，然后再进行装配的方法称为热装。热装是装配的重要方法之一，不但较小的零件可以热装，许多大的零件受机械设备的制约不能进行装配，通过热装的方法都可以得到解决。尤其是无键连接的零件必须进行热装（此类件不允许油加温热装）。对一些要求不高的零件，用焦炭炉或将零件垫在木材上加热也可以进行热装。对于检修钳工掌握这种装配方法非常重要。1）零件的热装分析热装方法适用于配合零件，尤其是过盈配合的零件。确定配合件采用热装方法，要根据零件的大小、配合尺寸公差、零件的材料、零件的批量、工厂现有设备状况等条件才能确定。对于大直径的齿轮件中的轮与齿圈的装配，一般蜗轮减速机中轮与蜗轮圈的装配等，因其属于无键连接传递扭矩，一般多采用热装。对于一般轴与孔的装配，看其过盈量大小，轮与孔件的材料来确定装配方法。一般过盈量大的应采用热装方法，其过盈量不太大的，如果轴与孔件都是钢质材料，也应优先考虑热装，也可以选择压装方法，但压装的质量合格率远不及热装。因压装受设备压力限制、人员操作水平