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浅议纺织设备安装过程中的位置度要求
机械产品的装配和现场安装是保证机器正常使用的重要环节。合格的零部件,如果不能做到精确安装,就无法保证机器的使用精度。而合理的安装不仅可以满足机器的正常使用,甚至可以弥补制造过程中的某些缺陷和不足。我们经常以“瑞士手表拆开后再重新安装,精度就无法恢复原样”为例来说明机械产品安装的重要性。
纺织机械作为我国传统的机械门类,在产品技术条件编写规定中,专门明确应通过“全机总装质量要求”章节对机器安装提出要求,可见,机械产品安装知识是技术人员不可或缺的技能。但在现实工作中,大多数技术人员往往重视产品设计和制造,对机器安装的质量要求不够重视,或者由于种种原因不知道机器的安装要求,当然也就提不出具体的装配指标和安装质量要求。
结合作者近年来编制纺织机械设备工程安装与质量验收相关国家标准的体会,对机械产品安装过程中零部件安装的相对位置要求的表达、指标的选取以及检测方法等进行了深度探讨。
纺织机械设备安装过程中常用的位置公差项目
在GB/T1182《形状和位置公差》国家标准中,将形位公差中的位置公差分为平行度、垂直度、倾斜度、位置度、同轴度、圆跳动、全跳动等,这些位置公差的对象是单一工件自身的各个点、线、面,同时,标准中对这些位置公差有专门的公差符号。
而机械产品安装过程中常用的位置公差通常是指两个工件之间或工件和基准面之间的关系,一般包括水平度、平行度和垂直度三类。需要注意的是,机械安装过程中的“平行度”和“垂直度”只是借用了《形状和位置公差》中“平行度”和“垂直度”的概念,其含义和要求相差甚远,且没有公差符号表示;“水平度”的概念类似于形位公差中的“平面度”,但仅限于平行于地面的平面。
以“平行度”为例,单一工件要素平行度测量的主要工具是百分表或千分表,而机械安装过程中的平行度则根据对象的不同采取不同的检测工具和手段。
以下为纺织机械安装过程中常见的几种平行度的情况:
1、上、下平面间的平行度
上、下平面问的平行度类似于以机架下平面为基准测量上平面的水平度,检测仪器一般为平尺和水平仪,如图1所示。条式水平仪的工作面为底面,主要用于测量水平度和平面度;框式水平仪有四个相互垂直的工作面,除具有条式水平仪的性能外,还可以检测零件的垂直度。
2、前后两个垂直且平齐平面间的平行度
一般而言,前后两个垂直且平齐平面间的平行度用平尺或刀口尺贴靠在工件表面,用塞尺检测。
3、两个工作辊间的平行度
如果两个辊子紧贴,其安装平行度可以通过塞尺检测;如果两个辊子之间有一定距离,且平行度要求较高,可采用专用卡规和塞尺检测;如果两个辊子之间有一定距离,但平行度要求不高,可采用线锤法和钢板尺检测。
可见,纺织机械安装工程中的“平行度”和“垂直度”的内涵,与《形状和位置公差》标准相差很大。
位置公差的技术指标及检测方法
在《形状和位置公差》中,公差值基本上都是以数值表示,数值大小由主参数(长度或直径)和公差等级决定。而机械安装过程中的位置公差值,用千分比表示的较多,且通过角度实际换算后,其数值量级要大于《形状和位置公差》中的数值。
1、水平度
简单地讲,水平度就是某个面或线相对水平面的倾斜程度,在《形状和位置公差》中没有水平度。在机械产品工程安装中,经常用到水平度的场合有地基基础面和轴的找平。 
纺织机械基础面的水平度一般允许偏差为“5/1000”,全长方向上不超过10mm,也有的机器要求安装基础面的平面度不大于8mm,基本上属于同一种类型的要求。基础面水平度的检测仪器一般为水准仪、电子经纬仪,见图2。纺织机械安装现场也常采用平尺和水平仪结合的方法检测基础面的水平度,此时,所用水平仪(亦称为水平尺)为建筑工程用水平仪,最小刻度一般为0.5mm;有时也采用小刻度的水平仪,配合塞尺进行找平。
机架横向、纵向水平度和工作辊的水平度允许偏差一般不大于“0.2/1000”,要求不高时可放宽至“0.5/1000”,用平尺和水平仪检测。此时所用的水平仪是精度相对较高的水平仪,测量精度一般为0.02mm/m和0.05mm/m。
纺织机械安装工程中,水平度的指标通常采用“干分之几”的数值表达形式,如机架横跨水平度为“2/1000”,表示机架平面横向和地基水平面之间的不平行度(或倾斜程度)不超过“2/1000”,即该两面之间夹角的正切值最大为“2/1000”,一般通过查看水平仪的水泡刻度直接检测。目前,数字式水平仪已被广泛应用,数字式水平仪读出的数值为角度,则需要将角度的正切值乘以横跨长度,再通过测算,看是否满足指标要求。
2、平行度
纺织机械安装工程中,平行度允许偏差用数值表示的情形较为常见,但也有采用“千分之几”表示形式,这主要是和平行度的测量方式不同有关。在染整机械安装资料中,平行度采用“千分之几”表示的情形较多,实际上,线、面之间相互平行的程度,归根到底还是一个倾斜角的问题,因此,平行度用“千分之几”表示也可以理解。根据平行度的应用场合和检测方法的不同,我们对以下几类平行度的进行讨论:
a. 上、下平面间的平行度。此时,一般用平尺和水平仪检测,平行度允许偏差采用“千分之几”表示没问题,采用数值表示反而需要换算。
b. 前后两个垂直且平齐表面的平行度。一般用平尺或刀口尺贴靠在工作面上,用塞尺检测,平行度允许偏差一般用数值表示。如前后墙板侧面问的平行度、电机轴与工作辊轴之间的平行度(有时也称同轴度)。
c. 两个工作辊之间的平行度。一般用塞尺或线锤法、钢直尺检测,平行度允许偏差一般用数值表示。
对于上述b、c两种情况,平行度允许偏差如果采用“千分之几”表示,由于测出的都是数值,需要将测出的数值除以公称跨度,再换算成“千分之几”,才能进行判别。 
在纺织机械产品中,罗拉、辊子的安装水平度要求一般为“0.2/1000”,前文已有说明。正是基于同样的对倾斜角的要求,罗拉、辊子之间的平行度要求一般也为“0.2/1000”。如果按公称幅宽2000mm计算,罗拉之间“0.2/1000”的平行度用数值表示为0.4ram,即400斗m,按GB/T1184《形位公差未注公差值》参考测算,相当于8~9级精度,要求并不算高。
3、垂直度
纺织机械产品安装过程中,垂直度是指某个线、面和地基基础面之间的垂直程度,其数值量级一般在1/1000左右,如墙板侧面垂直度、机架立柱垂直度、管道法兰面的垂直度。测量方法一般用框式水平仪,有时也用角尺和塞尺检测。 
当工件尺寸太大或垂直度要求较低时,也可采用线锤法检测。
垂直的程度,也还是一个倾斜角的问题,因此,垂直度用“千分之几”和用数值表示都可以。
本文所述的位置公差是机械产品安装过程中常见的容易混淆的一个问题。纺织机械设备的安装是一个系统工程,除了零部件的安装外,设备基础施工和弹线、地脚螺栓与灌浆、垫铁的使用、电气的布线、风机和泵等通用设备的安装、设备的开箱、机器的试运转等等,在相关的纺织机械设备工程安装标准中都有明确要求。
目前,已经发布实施的纺织机械设备工程安装国家标准包括棉纺设备、印染设备、涤纶和锦纶设备、粘胶设备、麻纺设备、非织造设备、丝绸设备等七大类纺织机械,针织和色织设备工程安装标准也即将进入报批阶段,这些标准的内容涵盖了国内外相关设备的设计和安装经验,以及各单位长期积累的安装调试、使用、维修知识,希望能够引起技术人员的重视,以期对提升纺织机械产品安装质量、保证设备安全运行起到积极的作用。
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