4.1 机械设备安装技术

  （1）基准线和基准点的设置要求   ① 机械设备就位前，按工艺布置图并依据测量控制网或相关建筑物轴线、边缘线、标高线，划定安装的基准线和基准点。   ② 基准线和基准点用测量仪器按测量规程设定。当因辅助安装、设备检修检测需要时，可根据已有的基准线和基准点临时引出辅助基准线和基准点使用。   ③ 对于与其他设备有机械联系的机械设备，应划定共同的安装基准线和基准点。   ④ 平面位置安装基准线与基础实际轴线或与厂房墙、柱的实际轴线、边缘线的距离，允许偏差为20mm。   ⑤ 对于与其他设备无机械联系的机械设备，其定位基面、线或点与安装基准线的允许偏差为20mm，与安装基准点的允许偏差为-10~+20mm。   ⑥ 对于与其他设备有机械联系的机械设备，其定位基面、线或点与安装基准线的允许偏差为2mm，与安装基准点的允许偏差为1mm。   （2）永久基准线和基准点的设置要求   ① 需要长期保留的基准线和基准点，则应设置永久中心标板和永久基准点，最好采用铜材或不锈钢材制作，用普通钢材制作需采取防腐措施，需涂漆或镀锌。   ② 永久中心标板和基准点的设置，通常是在主轴线和重要的中心线部位，应埋设在设备基础或现浇楼板框架梁的混凝土内。例如：烧结机的主轴线（纵向中心线）和头部大星轮轴线（横向中心线）。   ③ 永久中心标板和基准点的设置必须先绘出布置图，并对各中心标板和基准点加以编号，由测量人员测量和刻线，并提交测量成果。记录有实测结果的永久中心标板和基准点布置图，应作为交工资料移交给建设单位保存并存入档案。   ④ 对于重要、重型、特殊设备，需设置沉降观测点，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、大型储罐等。

  （1）垫铁与设备基础之间应接触良好；每组垫铁应放置整齐平稳、接触良好。   （2）每个地脚螺栓旁边至少应有一组垫铁，并应设置在靠近地脚螺栓和底座主要受力部位下方。   （3）设备底座有接缝处的两侧，应各设置一组垫铁，每组垫铁的块数不宜超过5块。   （4）放置平垫铁时，厚的宜放在下面，薄的宜放在中间，垫铁的厚度不宜小于2mm。设备调平后，每组垫铁均应压紧。   （5）垫铁端面应露出设备底面外缘，平垫铁宜露出10～30mm，斜垫铁宜露出10～ 50mm，垫铁组伸入设备底座底面的长度应超过设备地脚螺栓的中心。   （6）除铸铁垫铁外，设备调整完毕后各垫铁相互间用定位焊焊牢。

  采用无收缩灌浆料或环氧树脂做二次灌浆的机器设备宜采用无垫铁安装。   （1）根据设备重量、底座结构，确定临时支撑件或调整螺钉的位置和数量。   （2）设备底座上设有安装用调整螺钉时，其调整螺钉支承板上表面水平度允许偏差不大于1/1000，且与基础接触面积不小于50%，相邻支承板的顶面标高偏差宜小于±2mm。   （3）采用无收缩混凝土或自密实灌浆料，捣实灌浆层，达到设计强度75%以上时，撤出调整工具，再次紧固地脚螺栓，复查设备精度，将临时支撑件的空隙用灌浆料填实。   （4）在二次灌浆前，对调整螺钉和临时垫铁采取保护性措施，防止调整螺钉和临时垫铁被二次灌浆料污染。

  （1）灌浆一般宜采用细碎石混凝土或水泥浆，其强度等级比基础的混凝土等级高一级。   （2）灌浆时应捣实，并不应使地脚螺栓倾斜和影响设备的安装精度。   （3）当灌浆层与设备底座面接触要求较高时，宜采用无收缩混凝土或水泥砂浆。灌浆层厚度不应小于25mm，如仅用于固定垫铁或防止油、水进入的灌浆层，且灌浆无困难时，其厚度可小于25mm。   （4）灌浆前应设外模板，外模板至设备底座面外缘的距离不宜小于60mm，模板拆除后表面应进行抹面处理，当设备底座下不需要全部灌浆，且灌浆层需承受设备负荷时，应设内模板。   （5）灌浆工作一定要一次灌完，安装精度要求高的设备二次灌浆，应在精平后24h内灌浆，否则应对安装精度重新检查测量。

  设备安装精度是指安装过程中为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。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；整台（套）设备在使用中的运行精度。

  影响设备安装精度的因素有：设备基础、垫铁埋设、设备灌浆、地脚螺栓、设备制造、设备基准件、测量误差、环境因素等。   （1）设备基础对安装精度的影响   ① 设备基础对安装精度的影响主要是强度、沉降和抗振性能。设备安装调整检验合格后，基础若强度不够、沉降不均或继续沉降，会引起安装偏差发生变化。   ② 设备运行后可能产生较大的动载荷或冲击载荷，若基础抗振性能不足，也会影响设备的安装精度。   （2）垫铁埋设对安装精度的影响   ① 垫铁埋设对安装精度的影响主要是承载面积和接触情况。   ② 垫铁承受载荷的有效面积不够，或垫铁与基础、垫铁之间、垫铁与设备之间接触不好，会引起安装偏差发生变化。   （3）设备灌浆对安装精度的影响   ① 设备灌浆对安装精度的影响主要是强度和密实度。   ② 地脚螺栓预留孔一次灌浆、基础与设备之间的二次灌浆强度不够、不密实，会造成地脚螺栓和垫铁松动，引起安装偏差发生变化。   （4）地脚螺栓对安装精度的影响   ① 地脚螺栓对安装精度的影响主要是紧固力和垂直度。   ② 地脚螺栓紧固力不够、安装不垂直，会造成设备固定不牢，引起安装偏差发生变化。   （5）设备制造对安装精度的影响   设备制造对安装精度的影响主要是加工精度和装配精度。   ① 设备制造质量达不到设计要求，对安装精度直接产生影响，且多数问题无法现场处理，因此设备出厂前的质量检验至关重要。   ② 解体设备的装配精度将直接影响设备的运行质量，包括各运动部件之间的相对运动精度，配合面之间的配合精度和接触质量。   ③ 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、传动精度等。如大型滚齿机安装时，若传动链末端的蜗轮副因安装精度超差，产生运行误差，将会影响加工齿轮的加工精度。   ④ 配合精度是指配合表面之间达到规定的配合间隙或过盈的接近程度，它直接影响配合的性质，如轴承装配。   ⑤ 接触质量是指配合表面之间的接触面积的大小和分布情况，它主要影响相配零件之间接触变形的大小，从而影响配合性质的稳定性和寿命，如齿轮啮合。   （6）设备基准件对安装精度的影响   设备基准件的安装精度包括标高差、水平度、铅锤度、直线度、平行度等，将直接影响设备各部件间的相互位置精度和相对运动精度。如龙门刨床的床身导轨的直线度和导轨之间的平行度将影响工作台的直线运动精度。   （7）测量误差对安装精度的影响   ① 测量误差对安装精度的影响主要是仪器精度和基准精度。选用的测量仪器和检测工具精度等级偏低，划定的基准线、基准点实际偏差过大，测点部位选择不当，会引起安装偏差发生变化。   ② 测量过程包括测量对象、计量单位、测量方法和测量精度四个要素。   ③ 测量的主要形状误差、位置误差的检测方法及其误差评定。主要形状误差有直线度、平面度、圆度、圆柱度等。主要位置误差有平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度等。检测方法及其误差评定；在确定检测方法时，关键是如何将理想要素体现出来。采用不同的测量方法比较的结果，经一定数据处理后，可得到其误差。   ④ 设备检测基准的选择，直接关系到整台设备安装、找正、找平的质量。   应选择在正确的部位。通常在加工面或轴线上检测，如设备底座、机身、壳体、机座、床身、台板、基础板、机械轴等加工面。   当设备有多个加工面和轴线时，应选择在主要工作面或主要工作轴线上。检测应减少中间环节，避免积累偏差。检测应注意环境的影响，例如：日照温度、风力等因素的影响。   ⑤ 选用的测量仪器和检测工具的精度必须高于被测量装置的精度并与之要求相适应，否则达不到质量要求。   ⑥ 测量人员操作误差，如测量时的主观性或视差，以及技能水平不够、压力过大等，将直接影响安装精度。   （8）环境因素对安装精度的影响   环境因素对安装精度的影响主要是设备基础温度变形、设备温度变形和恶劣环境场所。   ① 设备基础温度变形。例如：大型精密机床、高精度的大型连轧机组、大型透平压缩机的基础尺寸长、大、深，当气温变化时，由于基础上下温度变化不一致，上部温度变化大，下部温度变化小，使设备基础产生两种变形情况。气温升高时，上部温度比下部温度高，设备基础中间上拱；气温下降时，上部温度比下部温度低，设备基础中间下陷。   ② 设备温度变形。设备运行时，由于工作状态可能产生大量的热量，各零部件受热而产生热变形，影响安装精度。例如：汽轮机转子几个支承因受热条件不同，零部件将处于不同的温度场，产生不同的热变形，导致转子中心位置改变。   ③ 恶劣环境场所，主要是指生产与安装工程同时进行，严重影响作业人员视线、听力、注意力等，可能造成安装质量偏差。

  （1）提高安装精度的方法   ① 从人、机、料、法、环等方面着手，尽量排除和避免影响安装精度的诸因素。   ② 根据设备的设计精度、结构特点，选择适当、合理的装配和调整方法。采用可补偿件的位置或选择装入一个或一组合适的固定补偿件的办法调整，抵消过大的安装累计误差。   ③ 选择合理的检测方法，包括测量器具和测量方法，其精度等级应与被检测设备的精度要求相适应。   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。这种方法是在调整法解决不了时才使用。   ⑤ 设备安装允许有一定的偏差，偏差方向的确定是一项复杂的、技术性极强的工作，对于一种偏差方向，往往要考虑多种因素，应以主要因素来确定安装精度的偏差方向。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   机械设备安装通常是在同一环境温度下进行的，许多设备在生产运行时则处在不同温度的条件下。例如：汽轮机、干燥机在运行中输送介质或物料因素，温度比与之连接的发电机、鼓风机、电动机高，在对这类机组的联轴器装配定中心时，应考虑温差的影响，控制安装偏差的方向。调整两轴心径向位移时，运行中温度高的一端（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，使运行中温度变化引起的偏差得到补偿。   ② 补偿受力所引起的偏差   机械设备安装通常在自重状态下进行，设备投入运行承载后，安装精度的偏差有的会发生变化。例如：带悬臂转动机构的设备，受力后向下和向前倾斜，安装时就应控制悬臂轴水平度的偏差方向和轴线与机组中心线垂直度的方向，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   装配中的许多配合间隙是可以在一个允许的范围内选择的。例如：齿轮的啮合间隙、可调轴承的间隙、轴封等密封装置的间隙、滑道与导轮的间隙、导向键与槽的间隙等。设备运行时，间隙都会因磨损而增大，引起设备在运行中振动或冲击，安装时间隙选择调整适当，能补偿磨损带来的不良后果。   ④ 设备安装精度偏差的相互补偿   连续生产机组是由许多单体设备组成的，利用尺寸链原理，在安装中将各个单体设备安装的允许偏差从整个机组考虑，控制其偏差方向，合理排列和分布，不产生偏差积累，而是产生相互补偿的效果，对机组的运行是很有益的。例如：控制相邻辊道轴线与机组中心线垂直度偏差的方向相反，控制相邻设备水平度偏差的方向相反，就可以减少产品在机组运行中的跑偏。   设备安装精度的控制即对设备安装偏差的控制。设计文件和有关设备安装验收规范对每台（套）设备安装的检查验收项目和允许偏差做出规定。例如：联轴器两轴同轴度允许最大偏差是指在工作状态下，由于制造误差、安装误差和工作载荷变化引起振动、冲击、变形、温度变化等综合因素，形成的两轴相对偏移量，而联轴器安装的同轴度允许偏差值只是其中的一部分。因此，设备安装中要控制偏差达到精度要求。