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装配工艺基础将加工好各个零件（或部件）依据一定技术条件连接成完整机器（或部件）过程，称为柴油机（或部件）装配。船舶柴油机是由几千个零件组成，其装配工作是一个相当复杂过程。柴油机装配是柴油机制造过程中最终一个阶段工作。一台柴油机能否确保良好工作性能和经济性和可靠地运转，很大程度上决定于装配工作好坏，即装配工艺过程对产品质量起决定影响。所以，为了提升装配质量和生产率，必需对和装配工艺相关问题进行分析研究。比如，装配精度、装配方法、装配组织形式、柴油机装配工艺过程及其应注意问题和装配技术规范等等。第节 装配精度及装配尺寸链一、装配精度船舶柴油机制造时，不仅要求确保各组成零件含有要求精度，而且还要求确保机器装配后能达成要求装配技术要求，即达成要求装配精度。柴油机装配精度既和各组成零件尺寸精度和形状精度相关，也和各组成部件和零件相互位置精度相关。尤其是作为装配基准面加工精度，对装配精度影响最大。比如，为了确保机器在使用中工作可靠，延长零件使用寿命和尽可能降低磨损，应使装配间隙在满足机器使用性能要求前提下尽可能小。这就要求提升装配精度，即要求配合件要求尺寸参数同装配技术要求要求参数尽可能相符合。另外，形状和位置精度也尽可能同装配技术要求中所要求各项参数相符合。为了提升装配精度，必需采取部分方法：提升零件机械加工精度；提升柴油机各部件装配精度；改善零件结构，使配合面尽可能降低；采取合理装配方法和装配工艺过程。柴油机及其部件中各个零件精度，很大程度上取决于它们制造公差。为了在装配时能确保各部件和整台柴油机达成要求最终精度（即各部分装配技术要求），这就有必需利用尺寸链原理来确定柴油机及其部件中各零件尺寸和表面位置公差。依据尺寸链分析，能够确定达成要求装配技术要求所应采取最合适装配方法和工艺方法。二、装配尺寸链装配尺寸链：任何一个机构，如活塞连杆机构、配气机构等，全部是由若干个相互关联零件所组成，这些零件尺寸就反应着它们之间关系，并形成尺寸链。这种表示机构中各零件之间相互关系尺寸链，就称之为装配尺寸链。装配尺寸链可由装配图看出，图1-1所表示为活塞和气缸配合装配尺寸链图。图中b)所表示为其对应尺寸链简图。图1-1 活塞和气缸套配合尺寸链图装配尺寸链中封闭环，它在装配前是不存在，而是在装配后才形成，图1-1（b)中N。封闭环通常就是装配技术要求。其中假如某组成环尺寸增大（其它各组成环不变情况下），使封闭环尺寸也随之增大，则此组成环称为增环，假如某组成环尺寸增大，使封闭环尺寸随之降低，则此组成环称为减环。封闭环基础尺寸等于全部各组成环基础尺寸代数和，即等于全部增环基础尺寸之和减去全部减环基础尺寸之和。它可由下式表示：式中：N封闭环基础尺寸；AzA1、A2、Am，为各增环基础尺寸；m增环数；AjAm+1、Am+2、An-1，为各减环基础尺寸；n尺寸链环数（包含封闭环在内）。为了使装配达成要求装配技术要求，从尺寸链见解看，就是要确保尺寸链中封闭环达成要求精度要求。尺寸链封闭环公差等于全部各组成环公差之和。它可由下式表示：式中：N封闭环公差；Ai各组成环公差；n尺寸链环数（包含封闭环在内）。以上是用完全交换法计算尺寸链基础公式。分析柴油机装配尺寸链时，应从装配图中，找出各个零件或部件之间相互关联尺寸链关系，然后根据装配技术要求，找出以此技术要求为封闭环装配尺寸链。同理，依据各个部件装配技术要求，依次找出机器全部装配尺寸链。例1 柴油机压缩室高度装配尺寸链及其计算。图1-2所表示为柴油机各零件所组成尺寸链关系图。为了确保柴油机压缩比，压缩容积必需保持恒定，即压缩室高度必需一定。压缩室高度以N表示。N是在装配后形成，所以，N为封闭环。从柴油机装配图中，能够找出由固定件和运动件等为组成环所组成尺寸链。a) b)图1-2 柴油机压缩室高度计算尺寸链图图中：A1主轴承孔轴线至机座上平面距离；A2机座垫片厚度；A3机体总高度；B4机体上装气缸套凹坑深度；A5气缸套垫片厚度；A6气缸套凸肩高度；A7气缸盖垫片厚度（压缩后尺寸）；B8气缸盖凸台高度；B9活塞销轴线至活塞顶平面之距离；A10连杆小端孔和活塞销间隙二分之一；B11连杆大小端孔轴线距离；A12连杆大端孔和曲柄销间隙二分之一；B13曲柄半径；A14主轴承孔至主轴颈间隙二分之一。以上各尺寸参数全部直接影响到压缩室高度。所以，压缩室高度N基础尺寸为：而压缩室高度公差N等于全部各组成环公差总和（其中尺寸Bi以Ai来替换），即：式中：Ai各组成环公差。例2 图1-3所表示，在柴油机曲轴主轴颈和止推轴承配合中，由主轴颈、两个止推环、主轴承轴向尺寸和轴向间隙形成一个装配尺寸链。依据使用要求，要求轴向间隙为，由结构设计要求，主轴颈轴向长度基础尺寸为A1，主轴承轴向长度基础尺寸为A3。试计算相关零件轴向基础尺寸和公差带。图1-3 曲轴主轴颈和止推主轴承配合及轴向尺寸尺寸链依据尺寸链方程式，两个止推环基础尺寸可用下式表示：设两个止推环厚度相等，即，得依据封闭环公差方程式，各组成环公差和封闭环公差存在下列不等式：用等公差分配方法求得各组成环平均公差为：因为各组成环零件加工不太困难，而且组成环环数不多，能够采取极值解法。求出平均公差后，还要依据各组成环制造难易程度和经济合理性，进行调整，调整后各组成环公差之和仍应满足不等式要求。组成环A2、A4轻易加工，公差能够减小；组成环A1加工较难确保需要增大公差值而A3维持其平均公差值，加工还不是很困难。确定各组成环上、下偏差：组成环A1为包容尺寸按基准孔考虑，下偏差为零；A3则为被包容尺寸按基准轴考虑，上偏差为零，A2、A4做为协调环，其偏差不能再按单向偏差形式考虑，而由尺寸链计算来确定。为了制造方便取A2、A4上偏差相等（SA2=SA4)和下偏差相等(XA2=XA4)。由下式可分别求得A2、A4上、下偏差。第二节 装配方法装配方法和解装配尺寸链方法是亲密相关。为了达成要求装配技术要求，解尺寸链确定部件或柴油机装配中各个零件公差时，必需确保它们装配后所形成积累误差小于部件或柴油机按其工作性能要求所许可数值。常见装配方法有完全交换装配法、不完全交换装配法、选择装配法、修配法、调整法等五种。一、完全交换装配法完全交换装配法实质是：以完全交换为基础来确定机器中各个零件公差，零件不需要作任何挑选、修配或调整，装配成部件或机器后就能确保达成预先要求装配技术要求。用完全交换装配法时，解尺寸链基础要求是：各组成环公差之和不得大于封闭环公差。可用下式来表示为了实现上述装配方法，应将每个零件制造公差预先给要求，实践中常采取等公差法和等精度法来处理这个问题。用完全交换装配法关键优点是：能够确保完全交换性，装配过程较简单；能够采取流水装配作业，生产率较高；不需要技术水平高工人；机器部件及其零件生产便于专业化，轻易处理备件供给问题。不过，这种方法也存在一定缺点：对零件制造精度要求较高，当环数较多时有零件加工显得尤其困难。所以，这种方法只适适用于生产批量较大、装配精度较高而环数少情况，或装配精度要求不高多环情况中。针对这种情况，尤其对多环且装配精度要求高场所，可采取不完全交换装配法。二、不完全交换装配法不完全交换装配法又称部分交换装配法。这种方法实质是：考虑到组成环尺寸分布情况，和其装配后形成封闭环尺寸分布情况，能够利用概率论给组成环公差要求得比用完全交换装配法时公差大些，这么在装配时，大部分零件不需要经过挑选、修配或调整就能达成要求装配技术要求，但有极少一部分零件要加以挑选、修配或调整才能达成要求装配技术要求。换句话说，用这种装配方法时，有极少一部分尺寸链封闭环公差将超出要求公差范围，不过可将这部分尺寸链控制在一个很小百分数之内，此百分率称为“危率”（或“冒险率”）。这么，依据封闭环公差计算组成环公差时，必需考虑到危率和组成环尺寸分布曲线形状。不完全交换装配法在大批量生产中，装配精度要求高和尺寸链环数较多情况下使用，显得更优越。三、选择装配法选择装配法就是将尺寸链中组成环（零件）公差放大到经济可行程度，然后从中选择适宜零件进行装配，以达成要求装配技术要求。用此法装配时，可在不增加零件机械加工困难和费用情况下,使装配精度提升。选择装配法在实际使用中又有两种不一样形式：直接选配法和分组装配法。1. 直接选配法所谓直接选配就是从很多加工好零件中任意挑选适宜零件来配套。一个不适宜再换另一个，直到满足装配技术要求为止。比如，在柴油机活塞组件装配时，为了避免机器运转时活塞环在环槽内卡住，能够凭感觉直接挑选易于嵌入环槽适宜尺寸活塞环。这种方法优点是不需要预先将零件分组，但挑选配套零件时间较长，所以装配工时较长，而且装配质量在很大程度上取决于装配工人经验和技术水平。2. 分组装配法这种方法实质是将加工好零件按实际尺寸大小分成若干组，然后按对应组中一套零件进行装配，同一组内零件能够交换，分组数愈多，则装配精度就愈高。零件分组数要依据使用要求和零件经济公差来决定。部件中各个零件经济公差数值，可能是相同，也可能是不相同。零件分组数以K表示，可按下式计算：式中：零件经济公差（零件制造公差）；零件组公差（零件分组后在该组内尺寸变动范围）。因为部件中各个零件和不一定相同，所以应按最大K来分组，而且以对应组内完全交换为基础，对应组内各零件尺寸公差及其上、下偏差必需满足完全交换装配法各个公式要求。利用这种方法，可不减小零件制造公差而显著地提升装配精度，但它也有部分缺点。比如，增加了检验工时和费用，在对应组内零件才能交换，所以在部分组级可能剩下多出零件不能进行装配等。所以，分组装配法关键用以处理装配精度要求高、环数少（通常不超出四个环）尺寸链部件装配问题。比如，柴油机制造中活塞销和活塞销孔、燃油设备柱塞副、针阀副、齿轮油泵等装配中，已广泛采取。四、修配法当装配尺寸链中封闭环精度要求很高且环数较多，采取上述多种装配方法全部不适合时，可采取修配法。修配法实质是：为使零件易于加工，有意地将零件公差加大。在装配时则经过补充机械加工或手工修配方法，改变尺寸链中预先要求某个组成环尺寸，以达成封闭环所要求精度要求。这个预先被要求要修配组成环称为“赔偿环”。假如将尺寸中各组成环按经济公差、进行加工，则装配后封闭环实际变动量（以N表示）为：这时，装配后N将比许可变动量（即要求封闭环公差N）为大，其差位为K：差值K称为“尺寸链最大赔偿量”，即装配时最大修配量。装配时，修配尺寸链中某一预先被要求作为赔偿环那个组成环尺寸，以达成封闭环精度要求。用修配法解装配尺寸链时，首先要确保各组成环有经济公差，其次不要使赔偿量K过大，以致造成修配工作量过大。另外，还必需选择轻易加工组成环作为赔偿环。修配法优点是：能够扩大组成环制造公差，而且能够得到高装配精度，尤其对于装配技术要求很高多环尺寸链，更为显著。修配法缺点是：没有交换性，装配时增加了钳工修配工作量，需要技术水平较高工人，因为修配工时难以掌握，不能组织流水生产等。所以，修配法关键用于单件小批量生产中解高精度装配尺寸链。在通常情况下，应尽可能避免采取修配法，以降低装配中钳工工作量。五、调整法调整法和修配法基础类似，也是应用赔偿件方法。调整法实质是：装配时不是切除多出金属，而是改变赔偿件位置或更换赔偿件来改变赔偿环尺寸，以达成封闭环精度要求。比如，柴油机配气机构中所采取一个螺钉赔偿件，用以调整进气门和摇臂之间装配间隙。利用此赔偿件后，不仅能使机构中各零件制造变得轻易，而且在气门间隙增大情况下，能够立即进行调整，以确保机器正常运转，并延长了机构使用寿命。和修配法相同，用调整法解尺寸链时，其最大调整量（赔偿量）K可用修配法K公式来计算。用调整法装配时，常见赔偿件有螺钉、垫片、套筒、楔子和弹簧等。调整法装配有以下优点：可加大组成环尺寸公差，使组成环各个零件易于制造；用可调整活动赔偿件（如上例所述调整螺钉）使封闭环达成任意精度；装配时不用钳工修配，工时易掌握，易于实现流水生产；在装配过程中，经过调整赔偿件位置或更换赔偿件方法来确保机器正常工作性能。不过用调整法解装配尺寸链也有其缺点，比如，增加了尺寸链零件数（赔偿件），即增加了机器组成件数。调整法适适用于封闭环精度要求高尺寸链，或在使用中零件因温升及磨损等原因其尺寸有改变尺寸链。第三节 装配组织形式及装配工艺规程一、装配组织形式装配组织形式关键取决于生产规模、装配过程劳动量和产品结构特点等原因。现在，在柴油机制造中，装配组织形式关键有两种，即固定式装配和移动式装配。1. 固定式装配固定式装配是指全部工序全部集中在一个工作地点（装配位置）进行。这时装配所需零件和部件全部运输到该装配位置。固定式装配又可分为按集中标准进行和分散标准进行两种方法。按集中标准进行固定式装配 全部装配工作全部由一组工人在一个工作地点上完成。因为装配过程有多种不一样工作，所以这种组织形式要求有技术水平较高工人和较大生产面积，装配周期通常也较长。所以，这种装配组织形式只适于单件小批量生产大型柴油机、试制产品和修理车间等装配工作。按分散标准进行固定式装配 把装配过程分为部件装配和总装配，各个部件分别由几组工人同时进行装配，而总装配则由另一组工人完成。这种组织形式特点是工作分散，许可有较多工人同时进行装配，使用专用工具较多，装配工人能得到合理分工，实现专业化，技术水平和熟练程度轻易提升。所以，装配周期可缩短，并能提升车间生产率。所以，在单件小批量生产条件下，也应尽可能地采取按分散标准进行固定式装配。当生产批量大时，这种方法装配过程可分成更细装配工序，每个工序只需一组工人或一个工人来完成。这时工人只完成一个工序一样工作，并可从一个装配台转移到另一个装配台。这种产品（或部件）固定在一个装配位置而工人流动装配形式称为固定式流水装配，或称固定装配台装配流水线。固定式流水装配生产时装配台安排在一条线上，装配台数目由装配工序数目来决定，装配时产品不动，装配所需零件不停地运输到各个装配台。固定装配台装配流水线，是固定式装配高级形式。因为装配过程各个工序全部采取了必需工夹具，工人又实现了专业化工作，所以，产品装配时间和工人劳动量全部有所降低，生产率得以显著提升。这种装配方法在中、大功率柴油机成批生产中已广泛采取。2. 移动式装配移动式装配是指所装配产品（或部件）不停地从一个工作地点移到另一个工作地点，在每一个工作地点上反复地进行着某一固定工序，在每一个工作地点全部配置有专用设备和工夹具；依据装配次序，不停地将所需要零件及部件运输到对应工作地点。这种装配方法称为装配流水线。依据产品移动方法不一样，移动式装配又可分为下列两种形式：自由移动式装配自由移动式装配特点是，装配过程中产品是用手推进（经过小车或辊道）或用传送带和起重机来移动，产品每移动一个位置，即完成某一工序装配工作。在确定自由移动式装配工艺规程时，装配过程中全部工序全部按各个工作地点分开，并尽可能使在各个工作地点所需装配时间相等。这种装配方法，在中型柴油机成批生产中被广泛采取。强制移动式装配强制移动式装配特点是，装配过程中产品由传送带或小车强制移动，产品装配直接在传送带或小车上进行。它是装配流水线一个关键形式。强制移动式装配在生产中又有两种不一样形式：一个是连续运动移动式装配，装配工作在产品移动过程中进行，另一个是周期运动移动式装配，传送带按装配节拍时间间隔定时地移动。这种装配方法，在小型柴油机大量生产中被广泛采取。除上述两种装配组织形式外，对大型低速柴油机装配，还出现一个固定形式分段装配法。这种装配方法特点是，将柴油机连同管路附件、行走平台和扶梯等，分成若干个分段，如机座、曲轴、机架、气缸体、上、下部行走平台分段等，各分段可同时进行分装配，然后再将装好分段运输到总装试车台上进行总装配。这种装配方法优点是：分段装配可平行地进行，缩短了装配时间，可实现装配工作专业化，避免长时间高空作业，提升总装试车台周转率等。二、装配工艺规程机器装配工艺规程同零件机械加工工艺规程一样，是工厂在一定生产条件下用以组织和指导生产一个工艺文件。1. 确定装配工艺规程依据和原始资料确定装配工艺规程依据确定装配工艺规程时，必需考虑多个标准：产品质量应能满足装配技术要求；钳工修配工作量尽可能减到最少，以缩短装配周期；产品成本低；单位车间面积生产率最高；充足使用优异设备和工具。确定装配工艺规程原始资料确定装配工艺规程时，必需依据产品特点和要求，生产规模和工厂具体情况来进行，不能脱离实际。所以，必需掌握足够原始资料，关键原始资料是：产品总装图、部件装配图和关键零件工作图（施工图）；产品验收技术条件；全部零件明细表；工厂生产规模和现有生产条件；同类型产品工艺文件或标准工艺等参考资料。经过对产品总装图、部装图和关键零件图分析，能够了解产品每一部分结构特点、用途和工作性能，了解各零件工作条件和零件间配合要求，从而在装配工艺规程确定时，采取必需方法，使之完全达成图纸要求。分析装配图还能够发觉产品结构装配工艺性是否合理，并提出改善产品设计意见。产品验收技术条件是机器装配中必需确保。熟悉验收技术条件，是为了愈加好地采取方法，使确定装配工艺规程，达成预定装配质量要求。生产规模和工厂条件，决定了装配组织形式和装配方法和采取装配工具。2. 装配工艺规程内容及其确定步骤装配工艺规程内容如前所述，装配工艺规程是组织和指导装配生产过程技术文件，也是工人进行装配工作依据。所以，它必需包含以下多个方面内容：合理装配次序和装配方法；装配组织形式；划分装配工序和要求工序内容；选择装配过程中必需设备和工夹具；要求质量检验方法及使用检验工具；确定必需工人等级和工时定额。装配工艺规程确实定步骤掌握了必需原始资料后，就能够着手进行装配工艺规程确实定工作。确定装配工艺规程步骤大致以下。分析研究装配图及技术要求。从中了解机器结构特点，查明尺寸链和确定装配方法（即选择解尺寸链方法）。确定装配组织形式。依据生产规模和产品结构特点，就能够确定装配组织形式。比如：大批生产中、小型柴油机，可采取移动式装配流水线，小批量生产中型柴油机，可采取固定装配流水线。确定装配次序（即装配过程）。装配次序基础上是由机器结构特点和装配形式决定。装配次序总是先确定一个零件作为基准件，然后将其它零件依次地装到基准件上去。比如，柴油机总装次序总是以机座为基准件，其它零件（或部件）逐次往上装。能够根据由下部到上部、由固定件运动件固定件、由内部到外部等规律来安排装配次序。划分工序和确定工序内容。在划分工序时必需注意：前一工序活动应确保后一工序能顺利地进行，应避免有妨碍后一工序进行情况，采取移动式流水线装配时，工序划分必需符合装配节拍要求。选择装配工艺所需设备和工夹具。应依据产品结构特点和生产规模，尽可能地选择最优异适宜装配工夹具和设备。确定装配质量检验方法及检验工具。确定工人等级及工时定额。应依据工厂具体情况和实际经验及统计资料来确定工人等级和制订工时定额。确定产品、部件和零件在装配过程中起重运输方法。编写装配工艺文件。装配工艺文件有过程卡（装配工序卡）和操作指导卡等。过程卡是为整台机器编写，它包含完成装配工艺过程所必需一切资料。操作指导卡是专为某一个较复杂装配工序或检验工序而编写，它包含完成此工序具体操作指示。确定产品试验方法并确定试验纲领。第四节 装配技术在柴油机装配过程中，各零件安装和连接除采取螺栓紧固外，通常还采取单配技术、粘接技术和过盈配合等装配技术。一、单配技术在许很多多自然现象中，存在着这么一个事实，即大量随机变量全部服从或近似地服从正态分布规律。比如，在一批一样零件尺寸测量中，它误差分布就符合正态分布规律。当零件批量生产时，因为零件分布误差符合正态分布规律，所以只要确保零件间配合性质按公差要求选配，就能够满足零件间配合要求，这么做是经济；但在柴油机制造和装配中，有时会碰到部分需要现场加工，而且装配精度要求较高零件。这些零件数目较少，而且有些零件加工精度极难确保，不可能用选配措施达成配合要求，这么，就出现了单配技术，即依据已经生产出零件尺寸生产和之相配零件。单配零件有可能出现名义尺寸改变，但这种改变通常不大，所以，配合公差仍可按图纸要求。单配后零件配合精度较高，经济性很好。在柴油机制造和装配中，单配技术应用范围较小，关键用在部分配对定位场所，比如，在凸轮轴传动机构中，中间齿轮（或链轮）轴和机架之间圆柱定位销、栏杆接头处圆锥定位销、气缸体和链箱拼装定位紧配螺栓、活塞填料函法兰和气缸体定位销孔、盘车轮和曲轴紧配螺栓等。这些定位销或螺栓大多采取圆柱形，也有少许采取圆锥形。圆柱配合面优点是加工方便，缺点是定位销或螺拴和孔配合精度要求较高。不然不能达成必需紧密配合要求，且经数次拆装后，孔和定位销或螺栓之间配合精度不能保持，轻易松动。圆锥形配合面特点恰好相反，即使加工圆锥形配合面比加工圆柱形配合面困难部分，但却轻易达成紧密配合，经数次装拆，配合面也不易松动。二、粘接技术粘接技术是使用粘接剂将零件粘接在一起，使零件之间含有一定接合强度和密封性。因为化工技术发展，粘接剂含有越来越好性能：优良粘接强度、耐水、耐热、耐化学药品、不易发霉、含有密封性。这就为粘接剂广泛使用发明了条件。在柴油机制造和装配中，在很多需要密封或需要一定接合强度位置使用粘接技术。比如，盖板平面或螺栓螺纹处涂粘接剂密封；机架道门橡胶密封圈制作，需要将橡胶条按实际长度下料后，粘接成橡胶圈，并粘接在道门上；双头螺柱种紧时，通常将种入螺纹处涂粘接剂，使种入螺柱不轻易松动。粘接剂分有机粘接剂和无机粘接剂两种，其中有机粘接剂使用较为普遍。粘接剂大多由专业厂家提供，胶合时应注意以下问题：表面处理表面处理是针对胶粘物和被粘物两方面特征，对被粘物表面进行处理，从而达成和胶粘剂完全相适应最好状态，这么才能发挥出胶粘剂最大效能。表面处理分表面清洗、机械处理和化学处理三种。不一样材料经脱脂去污、机械处理，再经化学处理，能不一样程度提升粘接强度。在粘接表面处理中，不管何种方法处理后，全部不得用手去接触被粘面，以免被粘面重新被沾污。涂胶涂胶应在表面处理后8h以内进行，有时要涂上底胶来保护清洗过表面。涂胶方法很多，常见有涂刷法、喷涂法、灌注法。涂胶要均匀，胶层要薄，厚薄要一致，要预防产生缺胶和漏胶，同时在胶合时要当心胶层内产生夹空和气泡。固化涂胶粘合后，就可进行固化。若用室温固化工艺，则放置24h后，即开始凝胶，24h后基础固化。三、过盈配合在安装过程中，有很多零件间需要紧密配合，用以预防连接脱落或需要传输大扭矩，于是产生了过盈配合技术。过盈配合就是利用材料弹性使孔扩大、变形、套在轴上，当孔复原时，产生对轴箍紧力，使两零件连接。当金属在弹性程度内变形时，总有一个恢复变形力存在，恢复力形成作用在两配合面上正压力。正压力越大，两配合件就越不轻易脱落，可传输较大扭矩，过盈技术在柴油机安装过程中应用很广泛，如MAN B&W大型低速柴油机活塞冷却芯管和法兰装配、燃油和排气凸轮和凸轮轴装配、链轮和凸轮轴装配、燃油和排气滚轮装配中销轴和滚轮套筒装配、Sulzer柴油机各凸轮轴段连接等。过盈连接配合面多为圆柱面，也有圆锥形式配合面。采取圆柱面过盈配合时，假如过盈量较小或零件较小，通常见压入法装配；当过盈量较大或零件尺寸较大时，常见温差法装配。采取温差法装配时，可加热包容件或冷却被包容件，也可同时加热包容件和冷却被包容件，以形成装配间隙，因为这个间隙，零件配合面不平度不致被擦平，所以连接承载能力比用压入法装配高。压人法过盈连接拆卸时，配合面易被擦伤，不易数次装拆。圆锥面过盈连接利用包容件和被包容件相对轴向位移取得过盈配合。可用螺纹连接件实现相对位移，多年来，利用液压装拆圆锥面过盈连接应用日渐广泛。圆锥面过盈连接压合距离短，装拆方便，装拆时配合面不易擦伤，可用于数次装拆场所。（一）热过盈装配热过盈装配就是经过加热包容件，使之膨胀，尺寸变大，然后进行安装，这种工艺亦称红套。比如MAN B&W柴油机活塞冷却芯管和法兰装配、燃油和排气凸轮和链轮和凸轮轴装配等均采取红套方法进行。红套时应注意以下几点：加热温度控制红套加热温度应确保红套时装配间隙。红套装配间隙通常取：=或=0.001D式中：红套装配间隙，mm；孔和轴配合过盈量，mm；D轴径，mm。根据这个要求，红套装配时加热温度应为：或式中：加热零件线膨胀系数，铜质：=1.810-5（1/）；钢质：=1.110-5（1/）；t0装配时环境温度。比如：MAN B&W S46MC-C型柴油机燃油凸轮和凸轮轴装配，凸轮轴直径为mm，燃油凸轮孔径为mm，其装配过盈量=0.1650.24mm，取红套装配间隙为=0.001D=0.2mm(近似等于平均过盈量)，为保险起见，过盈量取最大值，即=0.24mm，设环境温度t0=25，则红套时加热温度为：（）应该注意是，以上计算得出加热温度，前提是要求加热均匀，并应预防零件变形，所以通常采取烘箱电热或油煮等加热方法，且达成加热温度后，需再保温一段时间，才能进行装配。对于部分尺寸和重量较大零件，采取气割火焰加热时，因为加热温度不均匀，零件各处膨胀量不一样，则应合适提升加热温度。事先备好内径测量样棒为确保红套时装配间隙，使装配能顺利完成，应事先准备好加热零件内径测量样棒，在装配前，用样棒检验零件内孔直径，确定达成要求后，再进行装配。样棒可用1015mm圆钢做成，两端磨光磨尖，其长度为套合处孔径应该膨胀到预定套合尺寸，装配时只要样棒能经过，则能够进行套合。红套定位工具在红套时，零件安装具体位置是有严格要求，而红套过程要求能快速正确，所以红套时通常要用定位工具来定位。如凸轮红套在凸轮轴上时，凸轮轴向位置和圆周方向位置均匀需要正确定位，为了操作方便，图1-4所表示，通常采取定位环来定位，其操作过程是：图1-4 凸轮红套定位环1-刻线槽及刻线；2-定位环下半块；3-定位销；4-定位环上半块；5-内六角螺栓在凸轮轴上划线，标识出凸轮轴向和圆周方向位置；将凸轮轴在V型铁上固定好，并使需安装凸轮所对应刻线朝上，在凸轮轴对应位置安装定位环，并使定位环上刻线对准凸轮轴上刻线，这么可将凸轮轴上刻线引至定位环上，以方便检验和调整。为方便拆装，定位环通常设计成哈夫式；将凸轮加热到所需温度后，快速套入凸轮轴，并和定位环靠死，然后调整凸轮，使凸轮上要求角度线和定位环上刻线对准，等凸轮稍稍冷却后，便能够在凸轮轴上固定，这时即可拆下定位环。红套操作时注意事项红套操作时首先应注意安全保护，零件较小，用手拿时，一定要戴石棉手套；零件较大时，需用吊具吊起，也应戴石棉手套操作，以免烫伤；加热后一定要用量棒检验后才能装配，套入时应快速，一但发觉有问题时，应果断拆下重新加热红套。（二）冷过盈装配冷过盈装配也叫冷套，其方法是将被包容零件冷却，使其收缩，尺寸变小，然后立即将其装配，待恢复到常温后，则和配合零件形成过盈配合。冷过盈装配中，通常采取液氮作为冷却剂来冷却零件。液氮为低温液化气体，在标准大气压力下，其液氮沸点为-195.65。在柴油机装配中，常常使用冷套技术。比如燃油、排气滚轮装配中，销轴和滚轮导筒配合为过盈配合，采取冷套；在排气阀驱动油缸装配过程中，密封衬套和泵座是过盈配合，采取冷套。冷套时应注意以下问题：冷却容器选择因为液氮是低温液化气体，温度很低，很多材料在低温下会脆裂，所以选择冷却容器材料应确保在这种低温下不发生脆裂，通常选择钢质材料做成容器。另外，因为液氮在常温下就会气化，所以为节省液氮使用量，对冷却容器还应合适保温。安全问题在冷套操作过程中，应注意安全保护。在往冷却容器里加入液氮或将零件放进液氮过程中，因为温差很大，液氮会快速沸腾和飞溅，应注意避免液氮飞溅到皮肤上，造成冻伤，尤其是在夏天，穿着较少时，应愈加小心。零件冷却时放入和取出零件在放进和取出时，应考虑好放入和取出方法。因为冷套时，冷却零件通常很小，可用细铁丝缠好后放进液氮中，细铁丝则露在外面，等冷却好后，戴上石棉手套，用细铁丝将零件取出，解下细铁丝后再安装。冷却情况检验冷套时，被冷却零件必需达成所需冷却温度才能进行装配，和红套不一样是被冷却零件温度是不便于测量检验，只能经过观察零件和液氮反应情况来判定零件温度，不般当液氮不再沸腾时，说明零件温度已靠近液氮温度，能够取出进行装配。因为液氮沸腾后即气化蒸发，当冷却容器较小时，一次装入液氮量不足以将零件冷却到所需温度，可分几次加入液氮，直到零件不再沸腾为止。冷却前应检验零件表面是否有伤痕，以免在冷却时，因为低温脆硬和热应力而产生裂纹。实际工作中，零件装配是采取红套还是冷套，应该从成本等很多方面来选择，通常选择尺寸和重量较小零件进行加热或冷却。（三）液压过盈装配当过盈配合表面是锥面时，多采取液压扩孔装配方法进行安装。比如Sulzer柴油机燃油、排气凸轮装配和凸轮轴段联轴器安装等，均匀采取液压扩孔装配。1. 安装参数确实定方法锥面配合过盈量和配合锥面之间相互位移相关，位移越大，过盈量就越大。所以要确保装配后使用正常，确保过盈量达成设计要求，就必需确保安装时，位移量达成对应数值。为此必需确定对应安装参数，安装时，当对应参数达成要求时，即可认为达成安装所需要过盈量。依据安装方法不一样，安装参数也不一样，假如安装零件壁厚不均匀，通常采取确定配合零位方法，来确定位移量；假如安装零件壁厚均匀，则通常采取计算零件外径增大值方法来确定位移量。零位问题当Sulzer柴油机燃油、排气凸轮装配时，为了取得正确轴向压入量，燃油、排气凸轮和衬套配合零线位置确实定是很关键。在零线位置时凸轮内孔和衬套外圆恰好完全接触，配合既没有间隙也没有过盈。确定零线位置方法较多，使用得较多是实测法。其测量方法是：将凸轮和衬套清洗洁净；将凸轮置于平台上，孔大端朝上，放入衬套，并在衬套上施加一个轴向推力F0（或用加重方法进行），此时将千分表表座吸在凸轮端面上，表针打到衬套端面上，预压一定量，注意表针要和衬套端面垂直，并将表盘读数调整为零；将轴向力加大到F1，读出千分表反转读数l1，即为衬套进入凸轮距离。依此将轴向力加大到F2，F3，Fi，同时读出千分表反转读数l2，l3，li，通常45点即可；图1-5所表示，将轴向以F为纵坐标，以l为横坐标作Fl图，因为在弹性变形范围内，所以各点连线为一直线，设连线延长线和l轴交于A点，点A即为衬套和凸轮配合轴向压入量零位。图1-5 安装零位确实定联轴器外套外径增大量计算假如安装零件壁厚均匀，则通常采取计算零件外径增大值方法来确定位移量。图1-6为Sulzer型柴油机凸轮轴段联轴器，联轴器由联轴器外套1和联轴器内套2两个零件组成，联轴器外套1和联轴器内套2之间是锥面配合，锥度通常为1：80，联轴器内套和轴段之间有一定间隙，安装时先将联轴器套入两个轴段，然后用液压使联轴器外套1相对于联轴器内套2产生一定位移，便产生了过盈配合，因为过盈配合，使联轴器内套产生弹性变形，直径缩小，并紧箍在轴段上，联轴器内套2和凸轮轴段3之间产生一定径向压力，此压力会使联轴器内套2和凸轮轴段之间产生静摩擦力，进而能够传输转矩。123图1-6 凸轮轴段联轴器1-联轴器外套；2-联轴器内套；3-凸轮轴段传输转矩能力取决于静摩擦力大小，而静摩擦力大小取决于联轴器内套2和凸轮轴段3之间径向压力和摩擦系数，在材料和环境一定情况下，摩擦系数是一定，如钢质材料之间，在干摩擦情况下，摩擦系数为0.140.15，所以传输转矩能力取决于联轴器内套2和凸轮轴段3之间径向压力。联轴器内套2和凸轮轴段3之间径向压力大小，取决于联轴器内套2外锥面所承受径向压力，而联轴器外套1在给联轴器内套2一个径向压力同时，本身也会受到联轴器内套2反作用力，即联轴器内套2也给联轴器外套1一样径向压力，这个径向压力会使联轴器外套1直径弹性增大，径向压力越大，联轴器外套1直径弹性增大数值越大。依据这个原理，可计算得出联轴器外套直径增大量，在安装时，只要测量出联轴器外套1外圆直径增大量达成计算数值，即可认为安装到位。2. 液压过盈装配装配工艺图1-7为Sulzer RTA52U型柴油机凸轮轴SKF联轴器，其安装过程以下：10111213图1-7 凸轮轴联轴器安装1-凸轮轴；2-联轴器内套；3-联轴器外套；4-螺栓；5-旋塞；6-放泄阀；7-螺母；8-密封环；9-锁紧板；10-油压表；11-高压油泵；12-高压软管；13-手摇泵；P-安装间隙；R-环形空间；HPC-高压油接头；LPC-低压油接头将全部待装零件去毛刺，清洗洁净。在联轴器配合锥面上涂一层洁净润滑油；将两段凸轮轴段标识对准；连接两轴段时，两凸轮轴段之间轴向间隙一超出1mm，而且两轴段圆周方向位置必需正确，可经过检验燃油凸轮排列来确定；将联轴器推入凸轮轴，按图1-7所表示轴向位置，将联轴器内套2定位；将高压油软管12和高压油泵11和联轴器外套3上R环形空间接口连接好，打开接头周围旋塞；将手摇泵13安装在联轴器外套3上HPC接头上，往安装间隙P处泵入液压油，直到安装间隙被挤压到联轴器内套2厚端。用高压油泵11向环形空间R泵油，直到油从放气旋塞溢出；关闭放气旋塞，用高压油泵11向环形空间R加压，驱使联轴器外套3向联轴器内套2厚端移动，注意油泵压力绝对不能超出25MPa。在装配过程中，应不停地用手摇泵13向安装间隙泵油，确保联轴器内套2和联轴器外套3之间一直有一层油膜存在。当联轴器外套3外径增大量达成所需数值后，可认为安装到位。打开旋塞5，释放安装间隙中油压，使安装间隙中液压油流回手摇泵13中，然后打开放泄阀6，释放环形空间R中油压。拆除高压软管12。用旋塞堵住油孔，并确保环形空间中剩下油不会遗漏。用螺栓4将锁归板安装妥。注意，在首次安装时，必需先将螺母7拧紧，再用螺栓4安装好锁紧板9。联轴器安装完成后，应测量联轴器内套2厚端伸出联轴器外套3长度，并作统计，在以后安装过程中，可不再测量联轴器外套3外圆增大量，而直接测量联轴器内套2厚端伸出联轴器外套3长度和统计尺寸相符即可。第五节 常见装配工具机械装配离不开工具，在柴油机装配过程中，除了使用部分通常见工具外，还常常见部分专用工夹具如：双头螺栓紧固器、液压拉伸器、活塞环扩张器等。一、紧固工具柴油机零件装配，大多采取螺纹连接，所以常常见到紧固工具。常见装配通用工含有梅花板手、开口板手、开口-梅花板手、冲击梅花板手、内六角