高速大型機(jī)械維修裝配理論分析

丁月強(qiáng)

（天津忠旺鋁業(yè)有限公司，天津 301700）

大型機(jī)械高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)引起振動(dòng)，這會(huì)給設(shè)備自身造成嚴(yán)重的傷害，從而降低工作性能或使機(jī)械停止工作。除此之外，較大的機(jī)械振動(dòng)會(huì)加快各零部件的摩擦，可能使其破裂，減短大型機(jī)械的壽命，甚至造成大型事故，帶來(lái)不可預(yù)估的損失。所以，大型機(jī)械的維修裝配要有嚴(yán)格的要求。

大型機(jī)械高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)該滿(mǎn)足一定的振動(dòng)要求，從而避免事故的發(fā)生。在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，各部分之間會(huì)有嚴(yán)重的磨損，所以保證機(jī)械各銜接部分的潤(rùn)滑性也非常重要，這樣可以延長(zhǎng)大型機(jī)械的使用壽命。此外，為了在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)保持穩(wěn)定，大型機(jī)械設(shè)備對(duì)精密度有較高的要求。

1 轉(zhuǎn)子

在大型機(jī)械高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，主要引起振動(dòng)的部件就是高速機(jī)械的轉(zhuǎn)子。在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，轉(zhuǎn)子會(huì)暴露出零件摩擦和損壞的問(wèn)題，所以，轉(zhuǎn)子質(zhì)量至關(guān)重要，裝配者應(yīng)該嚴(yán)格挑選轉(zhuǎn)子。在挑選轉(zhuǎn)子時(shí)，不管是新轉(zhuǎn)子還是舊轉(zhuǎn)子，都要盡量降低其在軸頸的圓度和圓柱度的誤差，一般控制在0.02mm以?xún)?nèi)。軸徑的圓度會(huì)影響轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，一旦軸頸的圓度產(chǎn)生較大誤差就會(huì)變成橢圓形，橢圓形軸徑的軸承與圓形軸徑的軸承相比，就會(huì)產(chǎn)生兩倍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速頻率的較大振動(dòng)，也就是兩倍頻振動(dòng)。所以，軸承的軸徑誤差要控制好，最好不超過(guò)0.005mm。

軸頸的圓柱度也是影響振動(dòng)的一個(gè)重要原因，其原理卻不盡相同。當(dāng)軸徑的圓柱度產(chǎn)生較大誤差時(shí)，軸頸就會(huì)從一個(gè)圓柱變成一個(gè)椎體。軸頸產(chǎn)生錐度時(shí)，錐形軸頸在軸承中受油膜壓力的軸向分力作用，在轉(zhuǎn)子產(chǎn)生徑向振動(dòng)時(shí)，軸向振動(dòng)也會(huì)增大。當(dāng)軸頸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其油膜在寬度上會(huì)受力不均，就會(huì)使軸承不能正常工作，影響其工作性能，甚至造成“燒瓦”的嚴(yán)重后果。所以，一旦軸頸的圓度或者圓柱度沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，就要不斷磨準(zhǔn)和修整。

造成磨損的原因還有軸頸表面的粗糙度，粗糙度越小說(shuō)明其表面越光滑。表面光滑度提高，軸承就會(huì)有一個(gè)良好的工作環(huán)境，自然就會(huì)減小其磨損程度。因此，裝配修理時(shí)，人們要嚴(yán)格保護(hù)軸頸，認(rèn)真檢查。

2 軸承

軸承是高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件，它具備一些特殊性能。除了承受轉(zhuǎn)子的徑向載荷和軸向載荷，它還有摩擦阻力小、壽命長(zhǎng)以及高速下運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的性能?；瑒?dòng)軸承有液體摩擦潤(rùn)滑的特殊性能，使其壽命長(zhǎng)、噪音小的同時(shí)能適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)和較大的溫度變化，因此這種軸承被廣泛用在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械上。

除此之外，圓柱形和橢圓形軸承也被廣泛應(yīng)用。每種軸承都有它的存在價(jià)值，也就是其特殊性，橢圓形軸承可以解決滑動(dòng)軸承在高速旋轉(zhuǎn)下發(fā)生的油膜振蕩的問(wèn)題，從而保證其工作的穩(wěn)定性。圓形軸承作為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的軸承，也可以發(fā)揮巨大作用，其作用就是在低速重載的情況下，轉(zhuǎn)子在軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)偏心距較大，使其工作穩(wěn)定。而在高速輕載的情況下，偏心距較小，常常出現(xiàn)半旋渦動(dòng)或油膜振蕩的問(wèn)題。

3 聯(lián)軸器

大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械一般會(huì)使用聯(lián)軸器，聯(lián)軸器分為兩種，一種是剛性聯(lián)軸器，一種是半撓性聯(lián)軸器。其中，半撓性聯(lián)軸器又分為兩類(lèi)：彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器和齒輪聯(lián)軸器。這兩種半撓性聯(lián)軸器又各有特點(diǎn)。齒輪聯(lián)軸器應(yīng)用廣泛，對(duì)內(nèi)齒輪和外齒輪有鉸鏈鏈接作用，所以在兩軸軸心線存在一定的同軸度偏差時(shí)，對(duì)振動(dòng)的敏感性很小。但是，它也有較高的要求，如齒輪加工精度較高、充分潤(rùn)滑，如果達(dá)不到會(huì)影響其工作性能和使用壽命。齒輪受到較大磨損，會(huì)造成內(nèi)齒輪質(zhì)量偏心，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。在安裝工程中，人們可以運(yùn)用熱脹冷縮原理，保障圓柱形內(nèi)孔安裝時(shí)的過(guò)盈量。

4 軸系找中

軸系找中就是將同軸線的兩軸連接并進(jìn)行同軸度的檢查，也叫聯(lián)軸器找中。一旦軸系在檢查工作中沒(méi)有對(duì)中，就會(huì)導(dǎo)致高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械出現(xiàn)振動(dòng)故障，如果偏差度過(guò)大，會(huì)造成油膜振蕩的嚴(yán)重后果。軸系找中一般有兩個(gè)重要的前提，一是聯(lián)軸器的加工精度，二套裝在軸上的精度。所以，高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的一些參數(shù)要保證高度精確，如聯(lián)軸器和內(nèi)外圓的同軸度、端面與軸心線的垂直度等。測(cè)量工具的選擇對(duì)軸系找中十分重要，一般采用百分表，特殊情況下也會(huì)使用其他方法，例如，百分表繞軸頸旋轉(zhuǎn)而不能通過(guò)時(shí)。軸系找中是一項(xiàng)重要的工作，其程序很復(fù)雜而且要求較高的精確度，精確度越高就會(huì)使高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)有力，還會(huì)延長(zhǎng)其使用壽命，但是它最重要的目的還是使兩個(gè)轉(zhuǎn)子達(dá)到同軸度的要求。

5 潤(rùn)滑

潤(rùn)滑可以保障高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械正常完成旋轉(zhuǎn)工作，其潤(rùn)滑油脂也是非常重要的。如果潤(rùn)滑油中有雜質(zhì)或者不時(shí)斷油就會(huì)造成轉(zhuǎn)子或者軸承的嚴(yán)重?fù)p壞。通常，高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械都有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的潤(rùn)滑系統(tǒng)來(lái)避免斷油現(xiàn)象的發(fā)生。在新安裝和大修后的潤(rùn)滑系統(tǒng)中，一般都會(huì)進(jìn)行一些提前準(zhǔn)備，這個(gè)準(zhǔn)備一般就是油循環(huán)。在油循環(huán)開(kāi)始時(shí)，一般不會(huì)使?jié)櫥椭苯油ㄟ^(guò)軸承，它只在油循環(huán)系統(tǒng)的其他部分進(jìn)行循環(huán)。對(duì)于雜質(zhì)，最簡(jiǎn)易的方法就是在進(jìn)油處安裝過(guò)濾網(wǎng)。除此之外，要保證一定要求的油溫、較大的流量和較高的油壓。

6 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)論述了高速精密大型機(jī)械裝配維修中的一些常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法。為了使高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械正常工作，增加其使用壽命，人們不僅要保障設(shè)備安裝質(zhì)量，進(jìn)行精密檢修，還要正確操作，細(xì)心維護(hù)。