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大法兰均布孔试装方法

 论文栏目:重工业论文     更新时间:2019/3/13 8:32:35   

摘要:中信重工机械股份有限公司(以下简称“中信重工”)的主产品是矿用磨机、回转窑和破碎机等大型的矿山和水泥冶金设备,其中采用大法兰上的均布孔螺栓联结是此类回转式大型设备的常用联结结构。近期,公司提出要降本增效,通过有效的尺寸测量来确保产品现场装配成功,同时减少装配钳工的工作量,缩短产品的生产周期。本文以矿用磨机上大法兰均布孔联结的位置度测量为切入点,提出一种通过尺寸测量并进行数据处理的方法来确定孔位置度的办法,从而为公司节约成本。

关键词:矿用磨机;大法兰;均布孔;位置度

1用两孔之间的弦长误差代替弧长误差

根据《形状和位置公差检测规定》(GB1958—80)中确定的位置度定义,如图1所示,在极坐标系下,孔的位置度可由式(1)计算得出:(1)式中,fR为各孔相对基准孔D的半径误差,R为半径,fa为各孔相对标准角的角向弧度误差,R·fa为弧长误差。所以,按照式(1),我们只需要求得径向误差fR和弧长误差R·fa即可以算出各孔的位置度[1]。fR测量相对较为简便,在实际中可以利用法兰上定位止口孔和外圆作基准求得。但是,在实际中,想要测量fa却比较困难[2]。在这里,可以利用大法兰上孔的数目比较多,其弦长误差近似等于弧长误差来求得。如图2所示,仍假定ΦD法兰上均布了n-Φd孔,A、B为相邻孔的圆心,连接△AOB,则---AB为∠AOB对应弦长,AB为∠AOB对应的弧长,在△AOB中可以证明下列结论:随着圆周上均布孔数量的增加,相应的圆心角对应的弦长逐渐接近弧长,当圆周孔的数量超过20个时,就可以认为弦长近似等于弧长,弦长误差近似等于弧长误差,只要测得相邻孔的弦长,计算出弦长误差,用来代替弧长误差,再测得径向误差,带入(1)式,就可以求得圆周孔的位置度。中信重工所生产的矿用磨机筒体部的圆周均布孔的数量一般为几十个甚至上百个,可以利用上面的方法来求得位置度,从而取消试装,为公司节省成本。

2实际应用

本文以一个筒体内径为8.5m的矿用磨机的筒体部的圆周孔计算为例,来说明这种计算圆周孔位置度的方法在实践中的应用。图3是筒体部的简图及局部放大图,图纸要求位置度为1.5,通过Excel表格的公式功能,可以较为方便地实时显示数据,如表1所示。

3加工控制方法以及适用范围

为了提高数控预钻定位孔和钻床钻孔的位置精度,规范加工方法,满足装配需求,需要对预钻定位孔的方法做出如下规定。①数控机床预钻定位孔的找正要求。按已加工端面找平,筒体、端盖、大齿轮、中空轴、进料口和出料口在数控机床找正范围内找正允差不大于0.2mm[3-7]。②数控机床预钻定位孔的加工要求。预钻定位孔的直径按图纸尺寸等直径加工,预钻定位孔的深度要求定位孔的圆柱面加工深度不小于3mm(即保证钻床钻孔时钻头圆柱面的定位深度不小于3mm)。③钻床钻孔的找正要求。按已加工端面找平,筒体、端盖、大齿轮、中空轴、进料口、出料口在钻床摆臂范围内找正允差不大于0.3mm。④应用范围。加工磨机筒体两端面上的连接孔,端盖两端面上的联接孔,大齿轮法兰面上的连接孔,中空轴两端面上的连接孔或联接螺孔,进料口与端盖联接的联接孔,出料口与端盖联接的连接孔。

4结论

①当大法兰圆周均布孔的数量大于20个时,可以利用弦长误差代替弧长误差的方法来计算位置度。②可以利用Excel表格中的公式功能,在表格中实时显示位置度的计算结果。③可以通过规定数控机床预钻孔的找正方法和加工精度来更加精确地控制圆周孔的位置度。④公司通过该方法逐步地取消了相关部件的试装,在用户现场一次装配合格,有效实现了降本增效的目的。

参考文献:

[1]国家标准总局.形状和位置公差检测规定:GB1958—80[S].北京:中国标准出版社,1981.

[2]崔国辉.圆周布置孔位置度误差的补偿[J].工业计量,1999(s1):249-250.

[3]许光华,伍承庆.蒸气锤泄漏的治理[J].轨道交通装备与技术,2000(3):5-7.

[4]田瑞娟,廖俊必,金丰护.孔位置度综合量规设计计算的一种新方法[J].工具技术,2004,38(6):62-64.

[5]谢小能.提高D型主轴端面孔位置度的新方法[J].组合机床与自动化加工技术,2000(7):32.

[6]杨文章.孔位置度检测量规的设计计算[J].机械设计与制造,2002(1):88-89.

[7]梁爱琴,全林斯,李冠峰.孔位置度综合量规的设计方法研究[J].河南农业大学学报,1995(2):161-166

作者:杨英哲 寇艳芳 宋登科 单位:中信重工机械股份有限公司

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