机械设备安装技术

机械设备安装机电最重要章节之一，因为这章学懂了，对后面有好处。机械设备安装工程,除技术复杂、质量要求高、工作繁重外,还 有工程任务不定型、现场分散、流动性大、高空作业多等特点。

机械设备安装技术

• 设备基础的种类及验收要求
  • 一、设备基础的种类及应用
    • 1. 材料组成不同的设备基础种类及应用
      • 素混凝土基础
        • 适用于承受载荷较小，变形不大的设备基础
      • 钢筋混凝土基础
        • 适用于承受载荷较大，变形较大的设备基础
      • 垫层基础
        • 11年单选
        • 适用于使用后允许产生沉降的结构，例如大型储罐
    • 2. 埋置深度不同的设备基础种类及应用
      • 13年单选
      • 浅基础
        • 扩展基础
        • 联合基础
          • 适用于底部面积受限、地基承载力较低、对允许的振动线位移控制较为严格的大型动力设备基础，如轧机
        • 独立基础
      • 深基础
        • 桩基础
          • 15年单选
          • 适用于需要建设基础振幅、减弱基础振动或控制基础沉降和沉降速率的精密、大型设备的基础，如透平压缩机、汽轮发电机组
          • 分为预制桩和灌注桩
        • 沉井基础
          • 适用于冶炼、石油化工的烟囱和火炬
    • 3. 结构形式不同的设备基础种类及应用
      • 大块式基础
      • 箱式基础
      • 框架式基础
        • 适用于电机、压缩机等设备
      • 记忆：大相框
    • 4. 使用功能不同的设备基础种类及应用
      • 减振基础
      • 绝热层基础
        • 可以消减振动能能量的基础
        • 适用于有特殊保温要求的设备基础
  • 二、设备基础施工质量验收要求
    • 1. 设备基础混凝土强度的验收要求
      • 09年多选
      • 基础施工单位应提供设备基础质量合格文件，主要验收其混凝土配合比、混凝土养护及混凝土强度是否符合设计要求
      • 如果对设备基础强度有怀疑时，可请有检测资质的工程检测单位的强度进行复测。
      • 重要的设备基础应做预压强度试验，预压合格并有预压沉降详细记录
        • 对比：流动式起重机地站位的地基处理，地面耐压力测试
        • 大型锻压设备
        • 汽轮发电机组
        • 大型油罐
    • 2. 设备基础位置和尺寸的验收要求
      • 14年案例
      • 机械设备安装前，应按规范允许误差对设备基础的位置和尺寸进行复检
      • 设备基础位置和尺寸的主要检查项目
        • 基础坐标位置
        • 不同平面的标高
        • 平面外形尺寸
        • 凸台上表面的外形尺寸
        • 凹槽尺寸
        • 平面水平度；基础垂直度
        • 预埋地脚螺栓的标高和中心距
        • 预埋地脚螺栓孔的中心线位置、深度和孔壁垂直度
        • 预埋活动地脚螺栓锚板的标高、中心线位置
        • 带槽锚板和带螺纹孔锚板的平整度
    • 3. 预埋地脚螺栓的验收要求
      • 预埋地脚螺栓的位置、标高及露出基础的长度应符合设计或规范的要求
      • 地脚螺栓的螺母和垫圈配套，预埋地脚螺栓的螺纹和螺母保护完好
      • T型头地脚螺栓与基础板应按照规格配套使用，埋设T型头地脚螺栓基础应牢固、平正，地脚螺栓光杆部分和基础板应该刷防锈漆
      • 安装胀锚地脚螺栓的基础混凝土强度≥10MPa，基础混凝土或者钢筋混凝土有裂缝部位不得使用胀锚地脚螺栓
• 机械设备的安装程序
• 机械设备安装方法
  • 一、机械设备安装的分类
    • 整体安装
      • 适合于体积和重量都不大的设备
      • 关键在于保证设备的①定位位置精度和②设备间相互位置的精度
    • 解体安装
      • 不仅要保证设备的①定位位置精度和②设备间相互位置的精度
      • ③还必须再现制造、装配精度
      • ④达到制造厂的标准，保证其安装精度要求
    • 模块化安装
      • ①保证组装精度
      • ②保证安装精度要求
      • ③达到制造厂的标准
  • 二、机械设备典型的零部件安装
    • 齿轮装配要求
      • ①齿轮装配时，齿轮的基准面端面与轴肩或者定位套端面端面应靠紧贴合，且用0.05mm的塞尺检查不用塞入； ②基准端面与轴线的垂直度应该符合传动要求
        • 17年
      • 相互啮合的圆柱齿轮副的轴向错位，应符合以下要求
        • ①齿宽B≤100mm，轴向错位应≤5%B
        • ①齿宽B＞100mm，轴向错位应≤5mm
      • 用压铅法检查齿轮啮合间隙时，①铅丝直径不宜超过间隙的3倍，②铅丝长度≥5个齿距，③沿齿宽方向应均匀放置至少2根铅丝
      • 用着色法检查传动齿轮啮合的接触斑点，应符合以下要求
        • ①应将颜色涂在小齿轮上，在轻微制动下，用小齿轮驱动大齿轮，使大齿轮转动3~4转；
        • ②圆柱齿轮和蜗轮的接触斑点，应该区域齿侧面中部；圆锥齿轮接触斑点，应该趋于齿侧面的中部并接近小端；齿顶和齿端棱边不应有接触
        • 可逆转的齿轮副，齿的两面均匀应检查
    • 联轴器装配要求：两轴心径向位移、两轴线倾斜和端面间隙的测量方法应符合以下要求：
      • ①将两个半联轴器暂时相互连接，应在圆周上画出对准线或装设专用工具，其测量工具可以采用：
        • 塞尺直接测量
        • 塞尺和专用工具测量
        • 百分表和专用工具测量
      • ②将两个半联轴器一起转动，应每转动90°测量一次，并记录5个位置的径向位移测量值和位于同一直径两端测点的轴向测量值；
      • ③测量联轴器端面间隙时，应将两轴的轴向相对施加适当的推力，消除轴向窜动的间隙后，再测量其端面间隙值
    • 轴承装配要求
      • 滑动轴承装配
        • ①对于厚壁轴瓦，在未拧紧螺栓时，用0.05mm塞尺从外侧检查上下轴瓦接合面，任何部位塞入深度不大于接合面宽度的1/3;
        • ②对于薄壁轴瓦，在装配后，在中分面处用0.02mm塞尺检查，不应塞入；
        • ③薄壁轴瓦的接触面不宜研刮；
        • ④轴径与轴瓦的侧间隙可用塞尺检查，单侧间隙为顶间隙的1/2~1/3；
        • ⑤轴径与轴瓦的顶间隙有压铅法检查，铅丝直径不宜大于顶间隙的3倍。
      • 滚动轴承装配
        • ①装配方法有压装法和温差法两种；
        • ②采用压装法装配时，压入力应通过专用工具或者在固定圈上垫以软金属棒，金属套传递，不得通过轴承的滚动体和保持架传递压入力；
        • ③采用温差法装配时，应均匀地改变轴承温度，轴承的加热温度≤120℃，冷却温度≥-80℃；
        • ④轴承外圈与轴承座孔在对称中心线120°范围内，与轴承盖孔在对称于中心90°范围均匀接触，且用0.03mm的塞尺检查时，塞尺不得塞入轴承外圈宽度的1/3;
        • ⑤轴承装配后应灵活转动。采用润滑脂的轴承，应在轴承1/2空腔内加注规定的润滑脂；采用稀油润滑的轴承不应加入润滑脂
  • 三、机械设备固定的方式
    • 地脚螺栓
      • 固定地脚螺栓（短地脚螺栓）
        • ①用来固定没有强烈振动和冲击的设备
        • ②如直钩、弯钩、弯折、U型、爪式、锚板螺栓
      • 活动地脚螺栓（长地脚螺栓）
        • ①是一种可拆的地脚螺栓
        • ②用来固定强烈振动和冲击的重型机械设备
        • ③如T型头、拧入式、对拧式地脚螺栓
      • 胀锚地脚螺栓
        • ①适用于部分静置的简单设备或者辅助设备
        • ②胀锚地脚螺栓中心到基础边缘的距离不少于7倍的胀锚地脚螺栓直径
        • ③安装胀锚地脚螺栓的基础强度不得小于10MPa；
        • ④钻孔出不得有裂缝，钻孔时应防止钻头与基础中的钢筋、埋管等相碰；
        • ⑤钻孔直径和深度应与胀锚地脚螺栓相匹配
      • 粘接地脚螺栓
        • ①其方法和要求与胀锚地脚螺栓基本相同
        • ②在粘接时、应该把孔内杂物吹净、且不得受潮
    • 垫铁
      • 垫铁安装方法
        • 大部分机械设备采用垫铁调整和承载的安装方法
      • 垫铁种类
        • 平垫铁、斜垫铁
        • 开口垫铁、开孔垫铁
        • 钩头成对斜垫铁
        • 调整垫铁
      • 垫铁的施工方法
        • 坐浆法和压浆法
  • 四、机械设备安装新技术应用
    • ①激光对中技术和②激光检测技术的应用
    • 伞大型设备采用计算机控制的液压同步提升技术和④无线遥控液压同步技术
    • ⑤设备模块化集成技术（BIM技术）
• 机械设备安装精度及控制要求
  • 一、机械设备安装精度，主要分为三大类
    • ①安装过程中，为了保证整套装置正确联动所需的各独立设备之间的位置精度；
    • ②单台设备通过合理的安装工艺和调整方法能够重现的制造精度；
    • ③整台（套）设备在使用中的运行精度
  • 二、影响机械设备安装精度的因素
    • 1. 设备基础
      • 强度
      • 沉降
      • 抗振性能
    • 2. 垫铁的埋设
      • 承载面积
      • 接触情况
    • 3. 设备灌浆
      • 强度
      • 密实度
    • 4. 地脚螺栓
      • 紧固力
      • 垂直度
    • 5. 设备制造
      • ①加工精度
        • 设备制造质量达不到设计要求，对安装精度产生直接影响，且多数问题无法现场处理
        • 因此设备出厂前的质量检查很重要
      • ②解体设备的装配精度
        • 现场组装大型设备各运动部件之间的相对运动精度包括：
          • 直线运动精度
          • 圆周运动精度
          • 传动精度
        • 配合精度是指配合表面之间达到规定的
          • 配合间隙和配合过盈的接近程度
          • 如轴承装配
        • 接触质量
          • 配合表面之间的接触面积的大小和分布情况
          • 如齿轮啮合
      • ③安装精度
        • 高差、水平度、铅垂度、直线度、平行度
    • 6. 测量误差
      • ①包括仪器精度和基准精度
      • ②主要的形状误差
        • 直线度
        • 平面度
        • 圆度
        • 圆柱度
        • 自己和自己比
      • ③主要的位置误差
        • 平行度
        • 垂直度
        • 倾斜度
        • 同轴度
        • 对称度
        • 自己和别人比
    • 7. 环境因素
      • ①设备基础温度变形
        • 气温升高时、上部温度比下部温度高，设备中间上拱
        • 气温下降时，上部温度比下部温度低，设备中间下陷
        • 变形方向与温度变化方向相同
      • ②设备温度变形
      • ③恶劣环境场所
  • 三、安装精度的控制方法
    • 1. 提高安装精度的方法
      • ①应从人机料法环境着手，尽量排除和避免影响安装精度的诸因素；
      • ②采用可补偿件的位置或选择装入一个或者一组合适的固定补偿件的办法调整，抵消过大的安装累积误差；
      • ③选择合理的检测方法，包括测量器具和测量方法，其精度等级要求相适应；
      • ④必要时选用修配法，对补偿件进行补充加工，抵消过大的安装累积误差
      • ⑤有些偏差有方向性，在设备技术文件中一般会有规定，当设备技术文件中无规定时，可按下列原则进行：
        • 有利于抵消设备附属件安装后重量的影响；
        • 有利于抵消设备运转时产生的作用力的影响；
        • 有利于抵消零部件磨损的影响；
        • 有利于抵消摩擦面间油膜的影响
    • 2. 设备安装偏差方向的控制
      • ①补偿温度变化所引起的偏差
        • 调整两轴心径向位移时，运行中温度高的一段（汽轮机、干燥机）应低于温度低的一端（发电机、鼓风机、电动机）；
        • 调整两轴线倾斜时，上部间隙小于下部间隙，调整两端面间隙时选择较大值，使得运行中温度补偿变化引起的偏差得到补偿。
        • 16年多选
      • ②补偿受力所引起的偏差
        • 例如，带悬臂转动的设备，受力后向下和向后倾斜，安装时就控制悬臂轴水平度的偏差方向和轴线与机组中心垂直度的方向，使其能补偿受力引起的偏差变化
      • ③补偿使用过程中磨损所引起的偏差：如齿轮
      • ④设备安装精度偏差的相互补偿
        • 例如，控制相邻辊道轴线与机组中心垂直度偏差的方向相反，控制相邻设备水平偏差的方向相反，就可以减少产品的机组运行中的跑偏
• 机械设备安装的一般程序
  • 15年案例
  • 开箱检查
    • 根据设备设备清单和随机技术文件对设备及零部件按名称、规格和型号逐一清点、等级和检查
    • 其中重要的零部件还需按质量标准进行检验、形成检验记录
  • 基础测量放线
    • 设备基础测量放线是实现设备平面、空间位置定位要求的重要环节，设备安装的定位依据通常称为基础线（平面）和基准点（高程）
    • 机械设备就位前，应按照工艺布置图并依据相关建筑物轴线、边缘线、标高线，划定设备安装的基准线和基准点
    • 生产线的纵横中心以及主要设备的中心线应埋设永久性中心标板
    • 主要设备旁边应埋设永久性标高基准点，使安装过程和生产维修均有可靠的依据。
    • 对于重要、重型、特殊设备需要设置沉降观测点
    • 用于监视、分析设备在安装、使用过程中基础的变化情况，如汽轮发电机组，透平压缩机组
    • 06单、10多
  • 基础检查验收
  • 垫铁设置
    • 设置垫铁的作用
      • 一是找正调平设备，通过调整垫铁的厚度，可使设备安装达到设计或者规范要求的标高和水平度；
      • 二是能把设备重量、工作载荷和拧紧地脚螺栓产生的预紧力通过垫铁均匀地传递到基础
    • 垫铁设置应按规范、设计图、设备图纸规定设置
  • 吊装就位
    • 特殊作业场所、大型或超大型设备的吊装运输应编制专项施工方案；方案拟利用建筑结构作为起吊、搬运设备承力点时，应对建筑的承载能力进行核算，并经过设计单位同意方可利用。
    • 随着技术进度、计算机控制和无线遥控液压同步提升新技术在大型或者超大型的构件和设备安装工程中得到了推广应用
      • 电视塔钢天线
      • 大型轧机牌坊
      • 超大型龙门吊
      • 石化反应塔
  • 安装精度调整与检测
    • 精度检测设备与零部件之间的相对位置误差，如垂直度、平行度、同轴度
  • 设备固定与灌浆
    • 一次灌浆
      • 在设备粗找正后
      • 对地脚螺栓进行的灌浆
    • 二次灌浆
      • 在设备精找正后
      • 对设备底座和基础间进行的灌浆
  • 设备装配
    • 随着建筑工业的推荐，BIM技术、模块式在机电工程广泛应用。对于解体机械设备和超过防锈保存期的整体机械设备，应进行拆卸、清洗与装配。设备装配步骤如下：
      • ①熟悉装配图、技术说明、零部件结构和配合要求，确定装配或者拆卸的方法
      • ②按装配或拆卸程序进行装配件摆放和妥善保护，按照规范要求处理配装配件表面锈蚀、油污和油脂。
      • ③对装配件配合尺寸、相关精度、配合面、滑动面进行复查和清洗干净，如齿轮啮合、滑动齿轮的侧间隙、顶间隙等做好记录。
      • ④清洗的零部件涂抹润滑油（脂）后、按标记及装配顺序进行装配，一般装配顺序：组合件装配-部件装配-总装配
  • 润滑与设备加油
    • 一般分为：分散润滑和集中润滑
  • 试运转