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減速機網 機械設備的調整 減速機網
來源︰減速機信息網    時間︰2010-4-7 14:05:43  責任編輯︰writer  
機械設備的調整,主要是在零部件之間通過選擇適宜的配合關系,使設備具有合理的工作精度和正常的工作機能。因此,從總體上來看,機械設備的調整不能只在零部件裝配以後才著手進行。必須從分析設備故障並確定修理有關零件時,就開始考慮這個問題。
設備精度的誤差來源
設備的精度,主要表現為主軸的回轉精度、導軌的導向精度和傳動鏈的傳動精度。
一、主軸回轉精度的主要誤差源
主軸回轉精度,是指主軸前端工作部件的徑向圓跳動,端面圓跳動和軸向竄動的大小。主軸回轉精度的主要誤差源如下。
(1)主軸的加工誤差
1)主軸上兩個軸頸之間有同軸度誤差。
2)主軸錐孔相對軸頸有同軸度誤差。
3)軸頸有圓度誤差。
4)軸承的軸向定位面與主軸軸線有垂直度誤差。
(2)軸承的加工誤差
1)滾動軸承的滾動體之間有尺寸誤差及圓度誤差;內圓孔相對滾道有偏心;內圓滾道有圓度誤差;前、後軸承之間有同軸度誤差等。
2)滑動軸承有內、外圓的圓度誤差和同軸度誤差;前、後軸承之間有同軸度誤差;軸承孔與軸頸之間有尺寸誤差等。
(3)相配零件的加工誤差及其裝配質量
1)箱體上的軸承孔有圓度誤差;與軸承處圈相配合時有尺寸誤差;軸向定位端面與孔的中凡軸線有垂直度誤差。
2)主軸上鎖緊與調整軸承間隙的螺母有端面平面度誤差;螺母端面與螺紋中心軸線之間有垂直度誤差;螺紋之間存在聯接誤差等。
3)軸承襯套隔圈兩端面有平行度誤差。
4)裝配中,軸承間隙調整是否合適,直接對主軸回轉精度有明顯影響。
二、導軌導向精度的主要誤差源
導軌的導向精度,是指機械設備的運動部件沿導軌運動時,形成運動軌跡的準確性。影響導軌導向精度的因素,除了在設計中所選導軌的類型、組合形式與尺寸之外,設備維修中常見的主要因素有︰
(1)受導軌幾何精度的影響。
(2)受導軌間隙是否合適的影響。
(3)受導軌自身剛度的影響。
三、傳動鏈傳動精度的主要誤差源
傳動精度,是指傳動鏈中,各環節的精度對終端執行件運動的準確性和均勻性的影響程度。
一般機械設備中的傳動鏈都是由齒輪與齒輪、齒輪與齒條、蝸輪與蝸桿、絲杠與螺母等傳動副組成。在整個傳動鏈中,傳動誤差是由動力輸入環節向終端執行件進行傳遞,並且按照傳動比進行累積。傳動鏈的傳動精度對車床加工螺紋和滾齒機滾切齒輪的加工誤差都有明顯的影響。
設備維修過程中,傳動精度常見的誤差源是︰
(1)傳動件的誤差對設備傳動精度有著主要的影響。
(2)相配零件的誤差及其裝配質量對傳動精度有明顯影響。
(3)傳動件在工作中,由于受熱、受力,不可避免地要引起變形,對傳動鏈的傳動精度也會有一定影響。
 設備精度調整的一般方法
設備精度調整的常用方法有調整間隙法、誤差補償法、零件修換法和配加零件法共四種。
一、調整間隙法
在機械設備中,內部零件的相對運動普遍存在。有運動就有摩擦,有摩擦就要引起相關零件之間的尺寸、形狀和表面質量的變化,產生磨損,增大相關零件之間的配合間隙。當間隙超過合理範圍以後,只有通過調整間隙才能保證零件之間相對運動的準確性。因此,機械設備的運動部件之間,普遍設計有間隙調整機構。通過間隙調整機構,調整間隙的方法是保證設備精度穩定的最常用也是最簡單的方法。
1.主軸回轉精度的調整
主軸的回轉精度,在主軸本身的加工誤差符合要求的前提下,一般來說,很大程度上是由軸承來決定。主軸回轉精度的調整關鍵是要調軸承的間隙。保持合理的軸承間隙量,對主軸部件的工作性能和軸承壽命有著重要意義。對于滾動軸承來說,在有較大間隙的情況下工作,不但會使載荷集中作用在處于受力方向上的那個滾動體上面,而且在軸承內、外圈滾道接觸處產生嚴重的應力集中現象,縮短軸承壽命,還會使主軸中心線產生漂移現象,容易引起主軸部件的振動。因此,滾動軸承的調整必須預加載荷,使軸承內部產生一定的過盈量,造成滾動體和內、外圈滾道接觸處出現一定的彈性變形量,以提高軸承的剛性。自然是物極必反,如果預加載荷過大,必將造成滾動軸承的磨損加劇,發生短時期內損壞現象。
2.導軌導向精度的調整
對于普通機械設備來說,滑動導軌之間的間隙是否合適,通常用0.03mm或者0.04mm厚的塞尺在端面部位插入進行檢查,要求其插入深度應小于20mm。如果導軌間隙不合適,必須及時進行調整。
3.絲杠與螺母之間間隙的調整
絲杠螺母傳動是實現直線運動的一種最常見的機構。絲杠與螺母的配合,很難做到沒有間隙。特別是使用一個階段以後,由于磨損,更會加大間隙,影響設備正常工作。因此,在設備維修過程中,注意消除絲杠與螺母之間的間隙是非常必要的。
二、誤差補償法
誤差補償是把零件自身誤差通過恰當裝配,產生一定程度的相互抵消現象,以保證設備運動軌跡準確性的一種調整方法。機械設備維修中,常用的誤差補償方法有移位補償和綜合補償兩種。
1.移位補償
移位補償常用于單項精度的誤差補償。
(1)徑向圓跳動的補償︰對于軸上裝配的零件,例如齒輪、蝸輪等件,應先測量出零件在外圓上和軸在零件裝配處的徑向圓跳動值,並分別確定出最高點處的位置。裝配時,將兩者徑向圓跳動的最高點移動調整,使其處于相差180°的方向上,以相互抵消部分徑向圓跳動誤差。裝配滾動軸承時,可以將軸頸徑向圓跳動的最高點和滾動軸承內孔徑向圓跳動的最低點裝在同一位置處。為了降低主軸前端的徑向圓跳動值,可以使前、後軸承處各自產生的最大徑向圓跳動點位于同一軸向平面內的主軸中心線同側,並且使前軸承的誤差值小于後軸承的誤差值。
(2)軸向竄動的補償︰首先應測量出主軸上軸承定位端面與主軸中心線的垂直度誤差及其方向位置︰再測量出推力軸承的端面圓跳動誤差及其最高點位置最後使軸承定位端面的最高點移位,以便和推力軸承端面圓跳動的最低點裝配在一起,就可減小軸向竄動的誤差量。
2.綜合補償
綜合補償在普通加工機械中,常表現為用設備自身安裝的刀具加工已經裝配調整正確無誤的工作台面,以消除各項精度誤差的綜合結果。
三、零件修換法
調整間隙法和誤差補償法,都屬于範圍有限的調整法。超過規範,就會不靈。這種情況下,只有對有關零件進行修理或者更換才能達到調整設備精度的目的。
四、配加零件法
(1)箱體中的軸承孔由于拆卸軸承次數過多,孔徑往往變大,或者受到其它損壞。若不能再使用時,可以將原軸承孔孔徑鏜大,瓖套後,重新進行加工,以滿足安裝軸承的精度要求。鏜孔時,既要考慮到使瓖套的厚度不能太薄,以增強嵌瓖的牢固度,又要考慮到對箱體的強度不能有過多的削弱。
(2)精度調整中,有時在靜止配合面之間可以加入適當厚度的墊片,以調整配合面之間的運動精度。
(3)在已經弄清設備的傳動關系、發生故障的原因和不影響零件強度的前提下,可以通過增加定位銷、緊定螺釘、定位環等必要零件,提高裝配部件的質量,保證設備精度的穩定性能。
 設備性能狀態的調整方法
一、主軸發熱的一般原因和調整方法
1.軸承發熱的常見原因
無論是滾動軸承,還是滑動軸承,從軸承裝配原因來說,滑動軸承的間隙調整過小,滾動軸承的預加負荷太大,就會加大軸承旋轉中的阻力,造成軸承發熱。從軸承內部原因來說,如果滑動軸承表面粗糙程度、形狀不正確、滾動軸承的制造精度低,使軸承在低精度、高轉速情況下工作,也會增加旋轉阻力,使軸承產生發熱現象。從相配零件的影響來說,主要是因受外力的影響,造成主軸彎曲,箱體前、後軸承孔同軸度超差,或者主軸上的傳動帶調整過緊,或者主軸上安裝的大重量旋轉件制造不準確、受外力變形、內部組織不均勻的影響,出現重心與旋轉軸線同軸度誤差過大的情況,產生過大的離心作用力,也會使軸承受到很大的非正常作用力,引起軸承發熱。
從工作環境來說,軸承發熱的原因,其一是潤滑條件不好。例如,潤滑油供應不暢;加入的潤滑脂量不夠;潤滑油、脂的使用牌號不對,不干淨等。其二是防護措施不好,使工作環境中的髒物、灰塵進入軸承之中。
2.軸承發熱的一般排除方法
(1)首先應檢查軸承的潤滑條件是否得到滿足。
(2)檢查軸承是否受到過大的離心力。
(3)檢查軸承的間隙是否調得合適。
(4)做了以上檢查和調整後,如果軸承還發熱,才能考慮拆卸主軸,檢查軸承內部的質量問題,並且進行修理和更新。
當設備受到非正常外力的作用,或者受到意外損壞時,還應考慮主軸及箱體軸承孔的變形情況。檢查主軸是否彎曲,前、後軸孔是否同軸。發現問題必須進行對癥修理。
二、齒輪噪聲增大的原因及判斷方法
機械設備的齒輪噪聲增大,是維修中常見的機械故障。要減小齒輪噪聲,必須先準確判斷齒輪噪聲增大的起因,才能采取對癥措施進行調整和修理。
1.齒輪噪聲的產生特點
(1)在齒輪的噪聲頻率中,既有齒輪的嚙合頻率,也有其本身的固有頻率。前者隨傳動軸轉速的變化而比例地產生相應的變化,後者則與轉速無關。嚙合頻率是齒輪在回轉中受到強制性連續沖擊而產生的,是齒輪噪聲的重要組成部分。齒輪的固有頻率與其結構密切相關。
(2)齒輪間連續產生沖擊的原因,就齒輪本身而言,如果周節和齒面形狀存在很大的誤差值時,齒輪就不能均勻地嚙合回轉,有時急劇加速,有時急劇減速,使齒與齒之間發生踫撞,輪齒受到很大的附加動態載荷。
此外,還會發生由于外部其它原因,而引起齒與齒之間產生撞擊的現象,例如,傳動環節的負荷變動,驅動軸振擺回轉,及其他環節固有頻率共振等。
(3)需要維修的齒輪噪聲,一般來說,是在設備的總體結構以及齒輪、軸承、軸、箱體等零部件經過計算和實踐的基礎上,長期使用而產生的。因此,需要維修的齒輪噪聲,是與設備出廠時所具有的噪聲相比較而判斷的。噪聲增大的現象不難發現,難的是尋找噪聲源。
2.影響齒輪噪聲增大的主要因素
(1)齒輪旋轉系統的旋轉偏心現象增大。
(2)齒面失效情況嚴重。
(3)存在外界振源的影響。
3.判斷齒輪噪聲源的常用方法
(1)涂紅丹粉法進行判斷。
(2)打表測量法進行判斷。
(3)用傳動圖進行分析。
(4)由直覺觀察進行分析判斷。
噪聲增大的原因找到了,就可以對有缺陷的齒輪,或者有關零件進行更換和修理,對裝配有問題的部位重新進行調整,使設備能夠恢復原有的噪聲水平。
三、機械運動中爬行現象的產生及其消除方法
機械設備中完成進給運動的溜板,在導軌上低速運動時,有時候會出現竄動式滑動,產生“停留-運動-停留”的間歇進給現象。我們稱溜板的這種運動狀況為爬行現象。一般用千分表就可測量出來,用手觸摸也會有明顯感覺。
1.爬行現象的產生原因
溜板低速爬行是很多因素綜合影響的結果。其主要根源是溜板與導軌材料間的動摩擦系數與靜摩擦系數之間,存在有一定的差值,以及運動的傳動系統之中存在有一定的彈性。
在運動開始傳遞時,溜板首先是通過齒輪、光杠等組件組成的彈性系統受到驅動,由靜止變為運動狀態。這時候,摩擦力便從靜摩擦力減小到動摩擦力。力的這種變化使溜板會產生一個加速度,消耗彈性傳動系統在被驅動件靜止時自身先受壓縮而貯存的能量。使其壓縮量減小,直到完全恢復無壓縮狀態。但是,溜板這時由于慣性作用,還會繼續向前移動,從而使彈性傳動系統由原來的受壓縮狀態轉變為被溜板所拉伸的狀態.在這種情況下,溜板在減速運動中將產生一定的超前運動,直到運動停止。由于驅動件始終在作勻速轉動,當驅動件在行程上追上並超過溜板以後,就又壓縮彈性傳動系統,使其貯存能量,待貯存到一定程度,又驅動溜板產生上述的“停留-運動-停留”爬行現象。
2.影響機械運動出現爬行的主要因素
(1)溜板與導軌材料間的動摩擦系數越小于靜摩擦系數,越容易產生爬行。
(2)傳動系統的剛性越差,越容易產生爬行。
(3)溜板與導軌間阻尼越小,越容易產生爬行,增大阻尼有利于減輕爬行。
(4)溜板負載越大,慣性越大,越容易產生爬行。
3.消除爬行現象的主要措施
(1)提高傳動系統的剛性。首先要檢查使傳動系統剛度下降的主要環節和原因。例如,導軌磨損嚴重,就會使其接觸剛度下降,引起爬行現象。因此,應重新刮研導軌。特別是溜板導軌出現凹型形狀時,刮研後能明顯提高接觸剛度,克服溜板的爬行現象。有時溜板上壓板貼軌面磨損變毛;光杠上的位移鍵配合面磨損變毛;傳動軸發生彎曲變形;傳動軸傳動受阻也都容易引起溜板爬行。傳動系統剛度下降的環節找到以後,就可以采取相應措施進行修理和調整。如刮研磨損嚴重的滑動面,更換變毛的位移鍵,校直變彎的軸,排除軸的旋轉阻力,或者改進傳動系統的設計等,以提高薄弱環節的剛性,消除引起溜板爬行的因素。
(2)改善摩擦情況。
1)采用粘度較高並加有油性添加劑的防爬油,可以減少導軌間靜、動摩擦系數的差值。
2)重新進行裝配,選取合適的裝配間隙,減少運動部件之間的摩擦阻力。
3)改進導軌材料,在溜板導軌處粘貼經過表面化學活化處理的聚四氟乙烯薄帶等靜、動摩擦系數差值小的摩擦副材料,以改善導軌間的摩擦情況。

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