恒天重工股份有限公司 亓國紅/文

1 概述

機(jī)械產(chǎn)品的裝配和現(xiàn)場安裝是保證機(jī)器正常使用的重要環(huán)節(jié)。合格的零部件，如果不能做到精確安裝，就無法保證機(jī)器的使用精度。而合理的安裝不僅可以滿足機(jī)器的正常使用，甚至可以彌補(bǔ)制造過程中的某些缺陷和不足。我們經(jīng)常以“瑞士手表拆開后再重新安裝，精度就無法恢復(fù)原樣”為例來說明機(jī)械產(chǎn)品安裝的重要性。

紡織機(jī)械作為我國傳統(tǒng)的機(jī)械門類，在產(chǎn)品技術(shù)條件編寫規(guī)定中，專門明確應(yīng)通過“全機(jī)總裝質(zhì)量要求”章節(jié)對機(jī)器安裝提出要求，可見，機(jī)械產(chǎn)品安裝知識是技術(shù)人員不可或缺的技能。但在現(xiàn)實(shí)工作中，大多數(shù)技術(shù)人員往往重視產(chǎn)品設(shè)計和制造，對機(jī)器安裝的質(zhì)量要求不夠重視，或者由于種種原因不知道機(jī)器的安裝要求，當(dāng)然也就提不出具體的裝配指標(biāo)和安裝質(zhì)量要求。

本文結(jié)合作者近年來編制紡織機(jī)械設(shè)備工程安裝與質(zhì)量驗收相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的體會，對機(jī)械產(chǎn)品安裝過程中零部件安裝的相對位置要求的表達(dá)、指標(biāo)的選取以及檢測方法等進(jìn)行了深度探討。

2 紡織機(jī)械設(shè)備安裝過程中常用的位置公差項目

在GB/T 1182《形狀和位置公差》國家標(biāo)準(zhǔn)中，將形位公差中的位置公差分為平行度、垂直度、傾斜度、位置度、同軸度、圓跳動、全跳動等，這些位置公差的對象是單一工件自身的各個點(diǎn)、線、面，同時，標(biāo)準(zhǔn)中對這些位置公差有專門的公差符號。

而機(jī)械產(chǎn)品安裝過程中常用的位置公差通常是指兩個工件之間或工件和基準(zhǔn)面之間的關(guān)系，一般包括水平度、平行度和垂直度三類。需要注意的是，機(jī)械安裝過程中的“平行度”和“垂直度”只是借用了《形狀和位置公差》中“平行度”和“垂直度”的概念，其含義和要求相差甚遠(yuǎn)，且沒有公差符號表示；“水平度”的概念類似于形位公差中的“平面度”，但僅限于平行于地面的平面。

以“平行度”為例，單一工件要素平行度測量的主要工具是百分表或千分表，而機(jī)械安裝過程中的平行度則根據(jù)對象的不同采取不同的檢測工具和手段。以下為紡織機(jī)械安裝過程中常見的幾種平行度的情況：

1）上、下平面間的平行度

上、下平面間的平行度類似于以機(jī)架下平面為基準(zhǔn)測量上平面的水平度，檢測儀器一般為平尺和水平儀，如圖1所示。條式水平儀的工作面為底面，主要用于測量水平度和平面度；框式水平儀有四個相互垂直的工作面，除具有條式水平儀的性能外，還可以檢測零件的垂直度。

2）前后兩個垂直且平齊平面間的平行度

一般而言，前后兩個垂直且平齊平面間的平行度用平尺或刀口尺貼靠在工件表面，用塞尺檢測。

3）兩個工作輥間的平行度

如果兩個輥?zhàn)泳o貼，其安裝平行度可以通過塞尺檢測；如果兩個輥?zhàn)又g有一定距離，且平行度要求較高，可采用專用卡規(guī)和塞尺檢測；如果兩個輥?zhàn)又g有一定距離，但平行度要求不高，可采用線錘法和鋼板尺檢測。

可見，紡織機(jī)械安裝工程中的“平行度”和“垂直度”的內(nèi)涵，與《形狀和位置公差》標(biāo)準(zhǔn)相差很大。

3 位置公差的技術(shù)指標(biāo)及檢測方法

在《形狀和位置公差》中，公差值基本上都是以數(shù)值表示，數(shù)值大小由主參數(shù)（長度或直徑）和公差等級決定。而機(jī)械安裝過程中的位置公差值，用千分比表示的較多，且通過角度實(shí)際換算后，其數(shù)值量級要大于《形狀和位置公差》中的數(shù)值。

1）水平度

簡單地講，水平度就是某個面或線相對水平面的傾斜程度，在《形狀和位置公差》中沒有水平度。在機(jī)械產(chǎn)品工程安裝中，經(jīng)常用到水平度的場合有地基基礎(chǔ)面和軸的找平。

紡織機(jī)械基礎(chǔ)面的水平度一般允許偏差為“5/1000”，全長方向上不超過10mm，也有的機(jī)器要求安裝基礎(chǔ)面的平面度不大于8mm，基本上屬于同一種類型的要求。基礎(chǔ)面水平度的檢測儀器一般為水準(zhǔn)儀、電子經(jīng)緯儀，見圖2。紡織機(jī)械安裝現(xiàn)場也常采用平尺和水平儀結(jié)合的方法檢測基礎(chǔ)面的水平度，此時，所用水平儀（亦稱為水平尺）為建筑工程用水平儀，最小刻度一般為0.5mm；有時也采用小刻度的水平儀，配合塞尺進(jìn)行找平。

機(jī)架橫向、縱向水平度和工作輥的水平度允許偏差一般不大于“0.2/1000”，要求不高時可放寬至“0.5/1000”，用平尺和水平儀檢測。此時所用的水平儀是精度相對較高的水平儀，測量精度一般為0.02mm/m和0.05mm/m。

紡織機(jī)械安裝工程中，水平度的指標(biāo)通常采用“千分之幾”的數(shù)值表達(dá)形式，如機(jī)架橫跨水平度為“2/1000”，表示機(jī)架平面橫向和地基水平面之間的不平行度（或傾斜程度）不超過“2/1000”，即該兩面之間夾角的正切值最大為“2/1000”，一般通過查看水平儀的水泡刻度直接檢測。目前，數(shù)字式水平儀已被廣泛應(yīng)用，數(shù)字式水平儀讀出的數(shù)值為角度，則需要將角度的正切值乘以橫跨長度，再通過測算，看是否滿足指標(biāo)要求。

2）平行度

紡織機(jī)械安裝工程中，平行度允許偏差用數(shù)值表示的情形較為常見，但也有采用“千分之幾”表示形式，這主要是和平行度的測量方式不同有關(guān)。在染整機(jī)械安裝資料中，平行度采用“千分之幾”表示的情形較多，實(shí)際上，線、面之間相互平行的程度，歸根到底還是一個傾斜角的問題，因此，平行度用“千分之幾”表示也可以理解。根據(jù)平行度的應(yīng)用場合和檢測方法的不同，我們對以下幾類平行度的進(jìn)行討論：

a.上、下平面間的平行度。此時，一般用平尺和水平儀檢測，平行度允許偏差采用“千分之幾”表示沒問題，采用數(shù)值表示反而需要換算。

b.前后兩個垂直且平齊表面的平行度。一般用平尺或刀口尺貼靠在工作面上，用塞尺檢測，平行度允許偏差一般用數(shù)值表示。如前后墻板側(cè)面間的平行度、電機(jī)軸與工作輥軸之間的平行度（有時也稱同軸度）。

c.兩個工作輥之間的平行度。一般用塞尺或線錘法、鋼直尺檢測，平行度允許偏差一般用數(shù)值表示。

對于上述b、c兩種情況，平行度允許偏差如果采用“千分之幾”表示，由于測出的都是數(shù)值，需要將測出的數(shù)值除以公稱跨度，再換算成“千分之幾”，才能進(jìn)行判別。

在紡織機(jī)械產(chǎn)品中，羅拉、輥?zhàn)拥陌惭b水平度要求一般為“0.2/1000”，前文已有說明。正是基于同樣的對傾斜角的要求，羅拉、輥?zhàn)又g的平行度要求一般也為“0.2/1000”。如果按公稱幅寬2000mm計算，羅拉之間“0.2/1000”的平行度用數(shù)值表示為0.4mm，即400μm，按GB/T 1184《形位公差 未注公差值》參考測算，相當(dāng)于8～9級精度，要求并不算高。

3）垂直度

紡織機(jī)械產(chǎn)品安裝過程中，垂直度是指某個線、面和地基基礎(chǔ)面之間的垂直程度，其數(shù)值量級一般在1/1000左右，如墻板側(cè)面垂直度、機(jī)架立柱垂直度、管道法蘭面的垂直度。測量方法一般用框式水平儀，有時也用角尺和塞尺檢測。

當(dāng)工件尺寸太大或垂直度要求較低時，也可采用線錘法檢測。

垂直的程度，也還是一個傾斜角的問題，因此，垂直度用“千分之幾”和用數(shù)值表示都可以。

4 結(jié)束語

本文所述的位置公差是機(jī)械產(chǎn)品安裝過程中常見的容易混淆的一個問題。紡織機(jī)械設(shè)備的安裝是一個系統(tǒng)工程，除了零部件的安裝外，設(shè)備基礎(chǔ)施工和彈線、地腳螺栓與灌漿、墊鐵的使用、電氣的布線、風(fēng)機(jī)和泵等通用設(shè)備的安裝、設(shè)備的開箱、機(jī)器的試運(yùn)轉(zhuǎn)等等，在相關(guān)的紡織機(jī)械設(shè)備工程安裝標(biāo)準(zhǔn)中都有明確要求。

目前，已經(jīng)發(fā)布實(shí)施的紡織機(jī)械設(shè)備工程安裝國家標(biāo)準(zhǔn)包括棉紡設(shè)備、印染設(shè)備、滌綸和錦綸設(shè)備、粘膠設(shè)備、麻紡設(shè)備、非織造設(shè)備、絲綢設(shè)備等七大類紡織機(jī)械，針織和色織設(shè)備工程安裝標(biāo)準(zhǔn)也即將進(jìn)入報批階段，這些標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容涵蓋了國內(nèi)外相關(guān)設(shè)備的設(shè)計和安裝經(jīng)驗，以及各單位長期積累的安裝調(diào)試、使用、維修知識，希望能夠引起技術(shù)人員的重視，以期對提升紡織機(jī)械產(chǎn)品安裝質(zhì)量、保證設(shè)備安全運(yùn)行起到積極的作用。

棉紡手冊（第三版），2004.10 中國紡織出版社；

祝憲民.《“智能制造”和“數(shù)控一代”紡織機(jī)械發(fā)展探討》，紡織機(jī)械，2011.5；

涂前文.《 紡織廠建設(shè)的全面節(jié)能設(shè)計》 紡織空調(diào)除塵高效節(jié)能減排技術(shù)研討會論文集，2013.4