轉臺裝配中的誤差分析

中國船舶工業集團公司第6354研究所（江西九江 332000）關福州 劉學強

1.轉臺機械臺體裝配產生誤差主要原因

（1）零部件及外購件精度直接影響主軸回轉誤差 主軸回轉誤差是指主軸各瞬間的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。產生主軸徑向回轉誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸繞度等。一是零部件剛度。工藝系統中如果工件剛度相對外力比較低，在外力或內力的作用下，零部件由于剛度不足而引起的變形對結構精度的影響就比較大。二是購件剛度。例如精密軸承的剛度在徑向上的剛度和軸向剛度，其變形對軸系回轉精度就有很大影響。

（2）裝配工藝方法產生的誤差 轉臺旋轉軸線是轉臺上確定各部件相對位置關系的基準，也是轉臺運動的基準。轉臺回轉軸線的精度要求主要有以下三個方面：在軸線上的徑向跳動；在軸線上的端面跳動；前后兩軸線的平行度(扭曲)。

（3）裝配尺寸鏈產生的誤差 裝配精密軸系時裝配尺寸鏈誤差是指內聯系的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的制造和裝配尺寸鏈計算誤差所引起的。

（4）輔助工裝夾具精度產生的誤差 精密軸系的裝配都要用到輔助工裝夾具，任何輔助工裝夾具都有局限性，都不可避免要產生誤差，并由此引起裝配尺寸鏈和形位公差的改變。

（5）定位誤差 基準不重合誤差。在零部件圖上用來確定某一表面尺寸、位置所依據的基準稱為設計基準。在裝配圖上用來確定零部件的尺寸、位置所依據的基準稱為裝配基準。在轉臺上對零部件進行裝配時，須選擇零部件上若干幾何要素作為裝配時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。

（6）受熱變形引起的誤差 熱變形對裝配精度的影響比較大，特別是在精密零件的大件裝配中，由熱變形所引起的裝配誤差有時可占結構總誤差的50%。轉臺結構受到各種熱源的作用，溫度會逐漸升高，同時結構零部件的形位公差變化也越來越大。

（7）調整誤差 在機械裝配的每一工序中，總要進行這樣或那樣的調整工作。由于調整不可能絕對準確，因而產生調整誤差。

（8）測量誤差 轉臺在裝配時或裝配后進行精度測量時，由于測量方法、量具精度以及主客觀因素都直接影響測量精度。

2.提高機械臺體裝配精度的措施

（1）減少原始誤差 提高零部件加工的幾何精度，適當提高主軸及本體的制造精度，選用高精度的軸承，提高主軸部件的裝配精度，對高速主軸部件進行平衡，對滾動軸承進行預緊等，均可提高轉臺主軸的回轉精度。

（2）提高裝配輔助夾具、量具及工具本身精度 可采用補償裝置對輔助工裝夾具產生的誤差進行自動補償。控制裝配過程中受力、受熱變形、內應力引起的變形、測量誤差等均屬于直接減少原始誤差。

為了提高機械結構裝配精度，需對產生結構裝配誤差的各項原始誤差進行分析，根據不同情況對造成結構裝配誤差的主要原始誤差采取不同的措施解決。對于精密零件的裝配應盡可能提高所使用裝配輔助工裝的幾何精度、剛度和控制裝配熱變形；對于高精度回轉軸系的轉臺結構裝配，則主要是如何減小基礎件軸承的安裝誤差。

（3）對稱性誤差補償法 對零部件的一些原始誤差 ，可采取誤差補償的方法以控制其對裝配誤差的影響。①誤差補償法：此方法是人為地造出一種新的原始誤差，從而補償或抵消原來零部件中固有的原始誤差，達到減少裝配誤差，提高軸系結構精度的目的。②裝配誤差抵消法：利用原有的一種零部件原始誤差去部分或全部地抵消另外一種零部件原始誤差。

（4）對稱性均化原始誤差 為了提高零部件的裝配精度，可采取對稱性均化某些原始誤差的方法。對裝配精度要求高的零部件，還可以采取在不斷試裝配過程中，逐步均化原始誤差的方法。均化原始誤差是指通過試裝配使被裝配零件原有誤差不斷縮小和平均化的過程，均化的原理就是通過有密切聯系的零部件相互比較和檢查，從中找出它們之間的差異然后再進行相互修正裝配。

（5）轉移原始誤差 這種方法的實質就是將原始誤差從誤差敏感方向轉移到誤差非敏感方向上去，轉移原始誤差至非敏感方向。各種原始誤差反映到結構裝配誤差上的程度與其是否在誤差敏感方向上有直接關系。若在裝配過程中設法使其轉移到裝配誤差的非敏感方向，則可大大提高裝配精度。轉移原始誤差至其他對結構裝配精度無影響的方面。

3.結語

在機械結構裝配中，誤差是不可避免的，只有對誤差產生的原因進行詳細的分析，才能采取相應的預防措施減少裝配誤差，提高機械結構精度。