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1、引言 零件裝配和維修結(jié)構(gòu)工藝性對于產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程有很大影響。它是評定機(jī)器設(shè)計好壞的標(biāo)志之一。裝配過程的難易、成本的高低、以及機(jī)器使用質(zhì)量是否良好，在很大程度上取決于它本身的結(jié)構(gòu)。 機(jī)器的裝配工藝性要求機(jī)器結(jié)構(gòu)在裝配過程中，使相互聯(lián)接的零部件不用或少用修配和機(jī)械加工，就能按要求順利地、花比較少的勞動量裝配起來并達(dá)到規(guī)定的裝配精度。 裝配對零部件結(jié)構(gòu)工藝性的要求，主要是使裝配周期最短、勞動量最少、而且操作方便容易達(dá)到裝配精度要求。 2、裝配單元的劃分 整臺機(jī)器應(yīng)能分拆成若干可以單獨裝配的單元一部件、組合件。由于各部件、組合件構(gòu)成的裝配單元可平行作業(yè)，因此可縮短裝配周期，且便于維修(只需要將檢修的部分拆下)。 采用這種設(shè)計法，常需要增加一些連接零件，但裝配工藝性有很大改善，故在實際生產(chǎn)中常常應(yīng)用。 為了多快好省地裝配機(jī)器，必須最大限度縮短裝配周期，而把機(jī)器分成若干個裝配單元是縮短裝配周期的基本措施。因為機(jī)器分拆成若干個裝配單元后，可以在 裝配工作上組織平行裝配作業(yè)，擴(kuò)大裝配工作面，而且能使裝配按流水線組織生產(chǎn)。同時，各裝配單元能預(yù)先調(diào)整試驗。各部分能以較完善的狀態(tài)送去總裝，有利于保證機(jī)器的最終質(zhì)量。 將機(jī)器分拆成若干獨立裝配單元，除上述優(yōu)點外，還有： 1）便于部件規(guī)格化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，并可減少勞動量，提高裝配生產(chǎn)率和降低成本。 2）有利于機(jī)器質(zhì)量不斷的改進(jìn)和提高。這對重型機(jī)器尤為重要，因為它們壽命周期較長，不會輕易報廢。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和要求的不斷提高，經(jīng)常在使用過程中需加以改進(jìn)。若機(jī)器具有獨立裝配單元，則改進(jìn)起來很方便。 3）便于協(xié)作生產(chǎn)?？捎筛鲗I(yè)工廠分別生產(chǎn)獨立單元，然后再集中進(jìn)行裝配。 4）給重型機(jī)械包裝運輸帶來很大方便。 5）裝配工作中，可在組織平行裝配作業(yè)基礎(chǔ)上安排流水作業(yè)生產(chǎn)。 6）各獨立裝配單元可預(yù)先進(jìn)行調(diào)整實驗，各部分以比較完善狀態(tài)進(jìn)入總裝，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量和總裝順利進(jìn)行。 3、能夠方便裝拆 設(shè)計機(jī)器結(jié)構(gòu)時，必須考慮裝配工作簡單方便。很重要的一點是套件的幾個表面不應(yīng)該是同時地裝入基準(zhǔn)零件（如箱體零件）的配合孔中，而應(yīng)該按先后次序，依次裝入。 綜上所述，一般裝配和維修對零件結(jié)構(gòu)工藝性的要求主要包括：能夠組成單獨的部件或裝配單元、應(yīng)具有合適的裝配基面、考慮裝配和拆卸的方便性、考慮設(shè)備維護(hù)的方便性、選擇合理的調(diào)整或補(bǔ)償環(huán)以及盡量減少修配工作量等。 3.1、要留有足夠的裝拆空間 機(jī)器設(shè)計時，要使所設(shè)計機(jī)器的各零、部(組)件之間易于裝配和拆卸(也有不要拆卸的)，并力求裝配工作量小。如圖2(a)所示的結(jié)構(gòu)，螺釘過長，無法裝入。應(yīng)采用圖2 (b)所示的結(jié)構(gòu)(或采用雙頭螺栓連接)，考慮螺釘要有足夠的空間裝入和拆下。對螺紋連接還要注意留足夠扳手空間，否則無法用扳手?jǐn)Q緊，如圖2(c)所示，所留扳手空間太小，應(yīng)改成如圖2(d)所示的結(jié)構(gòu)(圖中所示尺寸A、B、C可由有關(guān)手冊中查出)。  圖2 螺釘裝拆 如圖3所示，當(dāng)圓柱面配合較緊時，應(yīng)設(shè)有拆卸螺釘以便維修時拆卸。  圖3 便于拆卸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 3.2、滾動軸承的裝拆 滾動軸承在軸上的裝拆時應(yīng)避免從外圈施力，因此在設(shè)計時，應(yīng)使軸肩高度小于軸承內(nèi)圈厚度，如圖4(b)所示，使軸承內(nèi)圈露出于軸肩，便于用工具通過內(nèi)圈將軸承拆下。圖4(a)的結(jié)構(gòu)設(shè)計是不合理的。又如圖4(C)所示，為圓錐滾子軸承座孔的設(shè)計是不合理的，因軸承外圈的拆卸是困難的。應(yīng)采用圖4(d)所示的結(jié)構(gòu)，使軸承座孔的凸肩高度小于軸承外圈的厚度。  圖4 軸頸結(jié)構(gòu)尺寸的合理選擇 如圖5所示，裝配零件1時，其鍵槽要與軸上的鍵對準(zhǔn)，而圖5(a)所示的軸結(jié)構(gòu)，不如圖5(b)和5(C)的結(jié)構(gòu)易于對準(zhǔn)。  圖5 較易對準(zhǔn)裝配的結(jié)構(gòu) 另外，為了便于安裝，在設(shè)計中要避免兩段配合面同時進(jìn)入裝配。例如圖6所示，蝸桿軸裝入箱體時，兩軸承外圈不應(yīng)同時裝入軸承座孔，而是一先一后地進(jìn)入軸承座孔配合面。   圖6 兩軸承不應(yīng)同時裝入箱體孔圖 圖7 整體式箱體示意圖 3.3、箱體類零件裝配 對于箱體類零件，為了便于裝拆常設(shè)計成剖分式結(jié)構(gòu)。例如齒輪箱，設(shè)計成沿軸承孔的軸線把箱體分為上箱蓋、下箱座兩部分。軸上的齒輪、滾動軸承、軸套等零件，可先與軸進(jìn)行裝配，然后一起放人下箱座的軸承孔中，再裝上箱蓋。若為圖7所示的整體式箱體，當(dāng)齒輪頂圓直徑大于軸承孔孔徑時，只能將齒輪放人箱體內(nèi)，將軸從軸承孔穿人進(jìn)行裝配。顯然，這種整體式箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，造成裝配工作不方便，特別是當(dāng)齒輪與軸采用過盈配合時，裝配困難更大。 但剖分式箱體比整體式箱體的結(jié)構(gòu)加工工藝較復(fù)雜。剖分面須制出凸緣，并用螺栓和銷釘將剖分的兩部分定位和連接；剖分面要進(jìn)行精加工；軸承孔的加工需將剖分的兩部分用螺栓和銷釘連接定位后組合加工。即剖分式箱體的機(jī)械加工量要增大，加工工藝也明顯復(fù)雜。盡管如此，由于裝配工作難度可大為降低，且裝配方便可靠，剖分式箱體仍常被采用。 表1給出了部分裝配和維修結(jié)構(gòu)工藝性正誤示例。
4、保證正確安裝措施 4.1、裝配零件要有定位基準(zhǔn) 零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要確保在裝配時能方便準(zhǔn)確地達(dá)到所要求的位置。 如圖8所示，兩法蘭盤用普通螺栓連接，兩法蘭盤軸孔有同軸度要求。圖8(a)無定位基準(zhǔn)，難于滿足同軸度要求，而圖8(b)所示結(jié)構(gòu)有定位基準(zhǔn)，則易于保證兩軸孔的同軸度。  圖8 聯(lián)軸器裝配圖 圖9所示的液壓缸要求缸蓋上的孔(活塞桿由此穿出)要求與缸體內(nèi)圓表面同軸。如按圖9(a)所示，缸蓋與缸體用螺紋直接連接，由于螺紋之間有間隙，則不能保證其同軸度，而應(yīng)同時設(shè)有定位基準(zhǔn)，如圖9(b)或圖9(C)所示缸蓋與缸體用螺栓連接，都設(shè)有止口作為定位基準(zhǔn)。 圖9 液壓缸裝配結(jié)構(gòu) 圖10 支承座安裝定位 圖10所示為支座的安裝位置，用兩個銷釘定位。若如圖10(a)所示來布置定位銷，安裝時若將支座轉(zhuǎn)180。則將會產(chǎn)生安裝錯誤。因為左右兩銷釘孔到支座軸線的距離不要求也不可能加工得絕對相等，如果左孑L距離為o+△，右孔距離為。一△，此時若不慎將支座轉(zhuǎn)180。安裝，則此時左孔距離為。一△，右孔距離為o+△，這樣安裝就使支座軸線較原來的正確位置向左偏移2A。按圖10(b)所示的那樣布置定位銷，則可避免產(chǎn)生上述安裝誤差。 4.2、一些補(bǔ)償誤差的結(jié)構(gòu)措施 為了使零件能夠獲得準(zhǔn)確的按裝位置，僅依靠提高加工精度，既不經(jīng)濟(jì)又使加工難度加大，因此常采用一些結(jié)構(gòu)措施補(bǔ)償誤差，以保證裝配質(zhì)量。 例如對于一般圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，設(shè)計時使小齒輪比大齒輪稍寬一些，當(dāng)有裝配誤差時，仍能保證量齒輪沿全齒寬嚙合，這就在保證安裝要求的前提下降低裝配精度。 例如圖11所示的結(jié)構(gòu)，要求軸上套筒1左邊抵住零件2，右邊抵住軸承3的內(nèi)圈，這時軸的結(jié)構(gòu)長度應(yīng)如圖11所示，即左右兩邊的軸肩不應(yīng)與零件2和軸承3內(nèi)圈的端面齊平，這樣既可保證安裝要求，又降低了機(jī)械加工精度的要求并避免了裝配時的修配工作。 圖12所示結(jié)構(gòu)，在軸承外圈與軸承蓋2之間加一環(huán)狀零件1，它的厚度是在裝配時根據(jù)測量結(jié)果配置的。圖示中其它組件的軸向尺寸加工時，可按自由公差加工，積累的軸向誤差用零件1補(bǔ)償，以保證對軸承內(nèi)外圈的固定要求。 圖11 軸承定位 圖12 軸向誤差補(bǔ)償 當(dāng)裝配精度要求較高時，也常采取一些結(jié)構(gòu)措施，在裝配時調(diào)整零件的位置進(jìn)行誤差補(bǔ)償以保證裝配精度。例如圓錐齒輪機(jī)構(gòu)，要求兩齒輪副的節(jié)圓錐共頂，以保證正確嚙合。因此裝配時要使兩輪能沿各自軸線有調(diào)整量，以便將兩齒輪調(diào)整到合適位置。 通常錐齒輪的軸向位移用軸承座處的墊片來調(diào)整，從動大錐齒輪的軸向位移用兩端軸承蓋處的墊片來調(diào)整。又如蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的裝配，圖13(a)所示是正確嚙合位置，而圖13(b)所示為不正確，所以裝配時蝸輪的軸向位置要能調(diào)整。通常用蝸輪兩端軸承蓋處的墊片來調(diào)整蝸輪的軸向位置。 圖13 蝸桿蝸輪裝配 5、盡量減少裝配時的修配和機(jī)械加工 裝配時的修配工作，不僅要求技術(shù)高，而且多半是手工操作，既費工又難以確定工作量。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中就應(yīng)考慮到如何將裝配時的修配工作減少到最低限度。 6、裝配和維修對零件結(jié)構(gòu)工藝性的要求 零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和維修時的拆裝。如圖14a左圖結(jié)構(gòu)無透氣口，銷釘孔內(nèi)的空氣難于排出，故銷釘不易裝入。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖14a右圖。在圖14b中為保證軸肩與支承面緊貼，可在軸肩處切槽或孔口處倒角。圖14c為兩個零件配合，由于同一方向只能有一個定位基面，故圖14c左圖不合理，而右圖為合理的結(jié)構(gòu)。在圖14d 中，左圖螺釘裝配空間太小，螺釘裝不進(jìn)。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖14d 右圖。 (a) (b) (c) (d) 改進(jìn)前的結(jié)構(gòu) 改進(jìn)后的結(jié)構(gòu) 圖14 便于裝配的零件結(jié)構(gòu)示例 圖15為便于拆裝的零件結(jié)構(gòu)示例。在圖15a左圖中，由于軸肩超過軸承內(nèi)圈，故軸承內(nèi)圈無法拆卸。圖15b所示為壓入式襯套。若在外殼端面設(shè)計幾個螺孔，如圖15b右圖所示，則可用螺釘將襯套頂出 改進(jìn)前的結(jié)構(gòu) 改進(jìn)后的結(jié)構(gòu) 改進(jìn)前的結(jié)構(gòu) 改進(jìn)后的結(jié)構(gòu) 圖15 便于拆卸的零件結(jié)構(gòu)示例 |
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