龙门刨床的安装设计

河北建筑工程学院

课程设计说明书

题目名称：BQ2010龙门刨床的安装工艺 系 别： 机械工程系 专 业：建筑设备工程技术 班 级：设备092 学 号：2009504231 学生姓名：殷 灿 指导教师：孙有亮 职 称：副教授

2012

年03月 01日

目 录

《设备安装工艺学》课程设计指导书 ············ 1 BQ2010龙门刨床的安装工艺设计 ·············· 4 （一）确定安装顺序 ·················· 4 （二）安装工艺设计 ·················· 6 （三）绘制安装工作图 ················· 9 1、设备的平面布置图 ·················· 9 2、对各项精度的检测方法示意图，并说明测量步骤及要求 ·· 9 3、绘出调整方法示意图，并简要说明调整环节和方法。 ·· 18

《设备安装工艺学》课程设计指导书

一、设计目的

《设备安装工艺学》课程设计是专业课中一次较为全面的设计训练，也是本专业的一个重要教学环节，其目的是：

1. 巩固和扩大本专业学生所学的基本理论、基本知识和基本技能，培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和安装实际知识去分析和解决安装工程实际问题的能力。

2. 学习并掌握安装方案的设计方法和设计过程。

3. 通过设计使学生具有正确计算、绘图和使用资料、标准与规范的基本技能，并能正确选择检测基准和测量工具，正确测量并进行正确的数据处理。

4. 根据数据处理结果提出校正方案及实施方法。

二、设计任务

1. 题目：BQ2010龙门刨床的安装工艺。 2. 设计要求： （1）安装工艺卡一套；

（2）设计说明书一份（20～20页）。

3. 课程设计过程和学时分配： （1）课程设计准备 占总学时的5%； （2）分析影响精度的因素 占总学时的15%； （3）编制安装工艺卡 占总学时的30%； （4）编写计算说明书 占总学时的50%。

三、工程概况

1. 概述BQ龙门刨床是通用机械设备的重要组成部分，在机械加工企业占

有较大比重，作为加工母机，它的安装质量高低，不仅直接影响设备的安装精度、使用寿命及正常运行，而且直接影响加工零件的精度，故对其安装有较为严格的要求。

2. BQ2010龙门刨床的外形结构和主要参数见使用说明书。 3. BQ2010龙门刨床基础平面布置见使用说明书。

4. 现场吊装机具、厂房内设置有一部5吨行车，其轨道与刨床轨道平行布置。

5. 设备出厂情况：龙门刨床体积大、质量大，制造厂不可能整体发运，因此，部件和大型零件都是分箱装运到安装现场的。主要部件包括：床身、工作台、左右立柱、刀架部分、横梁、主传动装置、液压装置、操作系统、安全装置、电器设备及润滑系统等。

6. 要求精度见使用说明书。 7. 工程特点：

（1）该设备为通用机械设备，结构复杂、精度较高； （2）设备以组件出厂，现场组装工作量较大； （3）冬季施工，难度较大； （4）工期要求紧，必须按期完成。

8. 根据合同规定，按GB1958-80标准执行。

9. 安装的重点和难点：安装的重点是各配合精度的保证，难点是各组件的吊装。

四、BQ2010龙门刨床的安装工艺设计 （一）确定安装顺序：

（二）安装工艺设计 根据安装顺序逐一进行工艺设计 1.基础设计： （1）基础平面设计

1） 采用可调垫铁安装机床时，基础平面尺寸每边比机床底座增加100～300mm（根据垫铁规格规定）。

2） 设地脚螺栓预留孔的基础，其平面尺寸比机床底座增加100～200mm（按地脚螺栓直径和预留孔的确定）。 （2）基础厚度及埋置深度

1）基础厚度的确定： h = 0.3 + 0.07Lw

式中 h—基础厚度，m； Lw—机床外形长度，m。 2）基础埋置深度的确定一般从混凝土地坪算起。 （3）基础设计见教材。

2. 地脚设计：

地脚螺栓的直径与长度选择见教材。 （三）绘制安装工作图 该图应包括： 1. 2. 3.

设备的平面布置图；

对各项精度的检测方法示意图，并说明测量步骤及要求； 绘出调整方法示意图，并简要说明调整环节和方法。

（四）编写设计说明书（20~30页）

BQ2010龙门刨床的安装工艺设计

(一)确定安装顺序

1、安装调整垫铁和地基螺钉，是分别在安装床身、立柱时进行的，

在安装上述部件时，应先将调整垫铁放在地基表面的适当部各调整垫铁要在纵横方向粗略的调整垫铁的上平面，使其高低相差不超过一毫米，并使每块垫铁都有高低调整的余量。注意垫铁放置位置先不放在地基所规定的地基螺钉的位置，而是放在两地基螺钉之间的某一个地方，地基螺钉可先放在地基方孔内，待床身和立柱放在地基上之后再将其穿过相应的地基螺钉孔并拧上螺帽。

2、安装床身：床身置于垫铁上，检查接触良好后，即进行粗调，粗调时不用地基螺钉压，而只用垫铁来调，床身粗调时精度检查可利用检验棒平尺和水平仪来进行，粗调应达到使床身基本处于安装水平状态，用水平仪检查床身应达到0.04/1000，四角部位相差不超过0.15毫米，床身粗调完毕后，即可向地基方孔内灌混凝土，将地基螺钉固定，注意此时地基螺钉应以穿入床身钻孔中，拧上螺帽，使地基螺钉处于垂直状态，混凝土凝固后，将其表面修平，并按地基图所示位置安装垫铁，即可开始精调床身的工作并达到出厂精度的要求。

3、安装立柱和连接梁

粗调床身后，即可安装立柱和连接梁，地基先放垫铁，将左右立柱置于其上，然后用螺钉销钉将立柱联接在床身中部突起平面上，粗调立柱使其导轨在前后左右都能与机床导轨组成的平面几何垂直，两立柱的前导轨应在同一平面上，用方形水平仪检查不应超过0.05/1000，然后即可与床身一起将地基灌牢，修平地基表面，垫上调整垫铁，浇注流质水泥待干固后进行精调立柱。

精调床身后，将立柱与床身的联接螺钉均匀的扭紧，并用涂色法检查销钉是否均匀的与立柱床身的锥孔吻合，同时调整垫铁，装上连接梁，并检查立柱的安装精度。

检查立柱导轨与床身导轨平面的不垂直度，其方法如下：在床身导轨中

部的导轨上放检验棒，在检验棒上平放水平仪，然后依次在左右立柱两前导轨中部面上靠方形水平仪，误差以床身和立柱的水平仪的读数的代数差计，其值不超过0.04/1000（立柱导轨只许向前倾斜），然后在床身导轨中部放两检验棒，其上横放平尺，其上再置水平仪，依次在左右立柱两侧导轨中部面上靠方形水平仪，误差以床身和立柱水平仪读数的代数差计，其值为不超过0.03/1000.

4、安装主传动减速箱，皮带换向机构及上传动轴。

将皮带轮、套、垫圈等装入床身第一轴上，然后装好鼓轮架及皮带轮支架，将上传动轴装于立柱顶上用螺钉销钉紧固，穿好皮带。 5、安装主电机

将电机托架于左立柱外面，用螺栓销钉紧固，安装电机，挂好皮带。

6.安装侧刀架

把装有侧刀架的侧流板靠在右立柱导轨上，此时应将导轨擦净，并涂上润滑油，然后塞上锒条，等待穿升降丝杠，用千斤顶或方木顶住。

7.安装横梁

在横梁上装有垂直刀架和横梁夹紧机构，安装时先将导机面擦净，并涂上润滑油，将后部的压板及锒条松下，再将横梁靠在立柱前导轨上，其下垫千斤顶或一些方木，粗调使其上导轨面基本处于水平，将蜗杆箱，横梁升降丝杆由上穿入，并旋入横梁螺母中（转动电机轴使其旋入）然后装上压板和锒条。转动横梁升降丝杠上端的螺母，以调整横梁水平精度，横梁安装精度以下述方法检查：在床身导轨中部放两根检验棒，其上横放平尺，在任意垂直刀架上固定千分表，当沿横梁移动刀架时，千分表的触针，沿平尺滑行，其示出的误差在1米上不得超过0.02毫米。

8.安装横梁升降机构及龙门顶

将装有衡量升降机的蜗杆箱装于立柱顶上，以销钉定位，后上龙门顶。 9.开动机床并安装工作台：

在开动机床之前，必须了解各操纵按钮忽然手柄的作用，并检查各运转机构是否已安装完备正确，并根据润滑指示图，向各运转部位加油，在检查完毕并认为合格后，方可开动机床。

经过试验确定工作台行程换向机构完全可靠时，方可安装工作台，注意反正

方向。

向床身导轨吊装工作台时，必须特别注意，要有熟练的起重工作来进行操作，注意不要使工作台倾斜太多，一职破坏导轨，并特别注意齿条与齿轮啮合的准确，不要放下工作台时破坏齿面，在装配工作台前，必须将机床及工作台导轨面，齿条、齿轮的工作面洗得十分干净，并在导轨面上涂润滑油。

10.试车运转并检查精度：

（1）开动机床，使工作台移动，检查其移动方向与电机是否相符。 （2）试验进刀机构是否进刀，如发现问题，可调正紧涨环弹簧。 （3）试验横梁升降机构。

（4）在进行上述试验时，随时注意观察润滑系统的工作情况，并检查运转时的噪音和工作台反向冲击的情况。

试车运转完毕，可精刨工作台面，刨削深度不超过1毫米，然后根据合格证书，全面检查机床的精度（包括精刨工件的工作检查）。

（二）安装工艺设计

根据安装顺序逐一进行工艺设计 1.基础设计 （1）基础设计

1）对机床基础的一般要求

①具有足够的强度、刚度和稳定性。由于基础承受了机床的全部载荷， 要保证正常工作，机床基础不产生超限的倾斜、弯曲、扭转和下沉。对一般中、小型机床，只要基础具有一定强度、刚度和稳定性，就能满足使用要求，但对大、重型机床，还应同时考虑支撑基础地基的结构和强度。

②能满足振动控制要求。基础的振动控制包括隔离外界传来的振动，防止向外界传递振动和控制振动的特性3个方面。这是机床正常工作并保证加工质量要求的必要条件。

③有利于增加机床床身的静刚度。具有细长床身的大型及重型机床，床身的结构刚度较差，载荷较大，通过合理的基础设计，静刚度应能提高。

④保持机床与机床之间的质量比例适当，质量较大的基础，刚度较高、振动较小，有利于提高机床加工精度。但基础质量增大受诸多因素，且又不经济。应合理的保持二者之间的比例关系，用下式来衡量，即 基础质量=k0×（机床质量+最大加工工件质量）

式中 k0——比例系数。一般机床取1.1~1.3；重心较高的机床(如插床、立式车床)取1.5~1.7.

2）机床基础设计的主要依据

①机床名称、型号、主要参数、精度等级、质量、外形尺寸、电动机功率及传动方法等。

②机床辅助设备及电气、管道等布置和固定条件。 ③机床安装平面布置图。

④机床底座与基础接触面的轮廓尺寸、地脚螺栓、预埋件和基础内需要开设的沟槽、坑及孔的位置尺寸。

⑤机床及加工工件的重力布置、移动部件及移动工件的重力及移动范围。

⑥机床基础允许的倾斜、变形数值。

⑦机床加工精度及机床刚度、稳定性和防振要求。

⑧厂房基础尺寸、埋设深度及地坪构造等。 3）选择基础形式 一般混凝土地坪基础 （2）基础平面设计

采用可调垫铁安装机床时，基础平面尺寸每边比机床底座增加100～300mm（根据垫铁规格规定）。 （3）基础厚度及埋置深度 1）基础厚度的确定：

h = 0.3 + 0.07Lw Lw=6.4m h=0.748m

式中 h—基础厚度，m； Lw—机床外形长度，m。 2）基础埋置深度的确定一般从混凝土地坪算起。

(4) 机床基础设计计算，一般只做静力计算，即验算作用在基础上的净压力能否满足地基上的容许承载力。 1）轴心承载作用的计算

当载荷作用中心与基础地面型心基本在同一垂直面上时，地基土所受的静压力可看作均布载荷，其计算式为： P=W/F≤[R]

式中 P---基础地面轴心时的地基土单位面积静压力，kPa; W---机床、最大加工件、基础和基础上填土总重力，Kn; F---基础底面积，m2; [R]---地基容许承载力。

上式在基础宽度不大于1.5m，且基础埋置深度大于1.5m时适用。

当基础宽度大于3m，或埋置深度大于1.5m时，应按上述公式对表内查的的承载力数值进行宽度、深度修正。计算时，如基础宽度小于3m，则按3m考虑，大于6m则按6m考虑；埋置深度小于1.5m则按1.5m考虑。此时原式改写为

P=W/F≤R

R=[R]+mBｒ(B-3)-mDｒ(D-1.5)

式中 R---经宽度和深度修正后的地基土容许承载力；

r---基础底面以下土的天然容重，kN/m3,一般取r=17.65Kn/m3,地下水位以下取r=10kN/m3;

mB,mD---分别为基础宽度和埋置深度的承载修正系数，按表5-5所示选取；

B---基础底面宽度，m; D---基础埋置深度，m。

地基土容许承载力[R]按表5-5～表5-11选取。

2）偏心承载作用下的计算

当载荷作用中心与基础地面型心不在同一条直线上时，假定基础底面所受的静压力为直线分布，则基础底面边缘地基土所受最大压力，其计算公式为：

Pmax=W/F(1+6ej/Lj)≤[R]

式中 ej---总荷载W作用中心与基础底面型心间的距离，即偏心距，m；

Lj---基础底面的长度，m。

当基础宽度大于3m或埋置深度大于1.5m时，地基土容许承载能力经过宽度和深度修正后，基础底面处地基土所受的最大压力Pmax应不大于地基土承载能力的1.2倍，即

Pmax=F/W(1+6ej/Lj)≤1.2R 式中 R---与轴心荷载作用的计算公式相同。

2.地脚设计：

地脚螺栓的尺寸：M20×500 （三）绘制安装工作图

1、设备的平面布置图

2、对各项精度的检测方法示意图，并说明测量步骤及要求 （1） 检验机床的安装水平

在床身平导轨上放一个板桥，在V形导轨上放一根圆检验棒，在板桥和圆检验棒上与导轨垂直方向放一根长平尺，在长平尺上放一水平仪与导轨垂直，桥板和圆检验棒上各放一水平仪与导轨平行。沿导轨全长检验。安装水平允差：纵向和横向为0.04／1000mm。

（2） 检验床身导轨在垂直平面内的直线度

在平导轨上放一长为500mm的桥板，V形导轨上放一长为500mm的圆检验棒（一般都均随机带），其上平行于导轨放水平仪，移动板桥（圆检验棒），每隔500mm记录一次水平仪读数，在导轨全长上检验，按所测数据划出导轨误差曲线，全长误差以误差曲线上各点相对两断点连线间坐标值的最大代数差值计。

（3） 检验床身导轨在在垂直平面内的平行度

为保证工作在床身导轨上运动的正确性，不但要求单条轨道分别达到一定的直线度，而且各条轨道之间也要达到一定的平行度要求，这样使机床运行平稳，保证加工零件所要求的几何尺寸精度。

检验方法：在床身平轨道上放一长尺，平尺上垂直于导轨放一水平仪，测量时，从导轨一段开始，不改变他们的相互位置，移动整个系统，每隔500mm记录一次水平仪读数，在导轨全长上检验。误差以水平仪读数的最大代数差计（床身有3条以上导轨时，均应相对中间一条导轨进行检验）。平行度允差为0.02／1000mm。

（4） 检验床身导轨在水平面的直线度

①用自动准直仪检验 导轨上放置一专用检具，其上安装反光镜，自动准直仪本体固定在导轨的一端或导轨外的专用支架上，在整个测量过程中，其保持固定不动，但必须与反光镜专用检具在同一水平面，而且他们之间保持刚性连接。调整反光镜或自动准直仪本体，使物镜中心与反光镜中心连线平行于导轨，反光镜在导轨一端，反光镜专用检具向自动准直仪移动检验具的长度，将被测导轨分成若干段，并做好记录，每次移动精度保持在±1mm。误差曲线的划法、误差计算的方法均与用水平仪相同。

②用钢丝和显微镜检验 平行于床身导轨绷紧一根直径为0.1mm的高强度钢丝，其拉紧力应接近于钢丝屈服强度，使钢丝的自然找度尽量小。床身导轨上放专用检具，其上固定显微镜，显微镜镜头与水平面垂直。调整钢丝，使显微镜镜头与水平面垂直，调整钢丝，使显微镜镜头在导轨两端对镜头刻线下钢丝的一侧重合。从导轨的一端依次移动检具，每移动一个检具长度测量一次，记录一个读数。绘制误差曲线。误差计算与用水平仪检验的方法相同，由于显微镜在导轨两端的读数相同，所以导轨全长的直线度误差也就是显微镜在导轨全长检验的读数的最大代数差。当显微镜在导轨两端读数不同时，必须绘制曲线、按JB／T2670—1982的规定计算直线度误差。

（5） 检验工作台纵向移动在水平面内的直线度

用钢丝和显微镜检验，在工作台的两端张紧一条钢丝，并与床身轨道平行。显微镜固定在刀架上，调整钢丝，使显微镜在钢丝两端的读数大致相等。移动工作台，在工作台全长等距离的各个位置上依次测量，并划出工作台运动的误差曲线。全长误差以误差曲线各点相对两端点连线间坐标的最大代数差值计。局部误差以任意局部测量长度上相邻两端点相对误差曲线两端连线间坐标值的最大代数差值计。

（6） 检验横梁垂直移动时的倾斜

将两个垂直刀架移置于使横梁平衡的位置上，在横梁上导轨面的，按平行于横梁的方向放一水平仪，移动横梁，分别在a、b、c3个位置上锁紧

横梁进行检验。其倾斜度误差以水平仪读数的最大代数差值计。平行度允差为0.02／1000mm。

（7） 检验工作台面对工作台移动的平行度

在工作台面床身导轨上放一平尺或块规，将指示器固定在刀架上，使其侧头触及平尺或块规上表面，移动工作台，在工作台的全部行程上检验。应分别在工作台的和靠近两侧边缘处3个位置上检验。误差以指示器的最大代数差值计。

（8） 检验横梁垂直移动对工作台面的垂直度

工作台位于行程中间位置，在工作台的位置放置圆形角尺。将指示器固定在垂直刀架上。使其侧头触及圆形角尺表面：a为纵向；b为横向。移动横梁检验。然后将圆形角尺旋转180°再检验一次。误差以两次测量结果的代数和之半计。此检验仅用于带、铣头、镗头的龙门刨床。

（9） 检验垂直刀架垂直移动对工作面的垂直度

工作台位于行程中间位置，在工作台位置放置圆形角尺，指示器固定在垂直刀架上，使其测头触及圆形角尺表面移动垂直刀架检验。然后将圆形角尺旋转180°再检验一次，误差以两次测量结果的代数和之半计。如果有两个垂直刀架，一个刀架进行检验时，另一个刀架应置于接近立柱的位置上。垂直度允差为0.02／1000mm。

（10） 检验垂直刀架横向移动对工作台面的平行度

工作台位于行程中间位置。横梁位于接近工作台的位置并锁紧。工作台位置沿床身导轨位置方向上放置平尺或量块。指示器固定在垂直刀架上，使其测头触及平尺或量块的上表面，水平移动垂直刀架检验。左、右刀架要分别检验。误差以指示器读数的最大代数差值计。平行度允差，全长允差：在1m刨削宽度为0.02mm，刨削宽度每增加500mm，允差增加0.01mm。局部公差：在任意1m测量长度内为0.02mm。

（11） 检验侧刀架垂直移动对工作台面的垂直度

工作台位于行程中间位置。在工作台的位置放置圆形角尺，对指示器左、右侧刀架分别检验。然后圆形角尺旋转180°再检验一次。误差以两次检验结果的代数差之半计。垂直度允差为0.02／1000mm。

3、绘出调整方法示意图，并简要说明调整环节和方法。

① 调整并检查立柱正导轨面与床身导轨面的垂直度，如图，在床身

中部导轨上放圆柱检验棒（对V形导轨）和桥板（对平导轨），其上分别放置水平仪并测量器计数值，然后依次在左、右立柱两正导轨面上紧贴方框水平仪，测量其读数，垂直度以立柱与床身导轨上相应水平仪读数的代数差计，垂直度允差0.07/1000mm，只允许向前倾斜。

② 调整并检查立柱侧导轨面与床身导轨面的垂直度，如图，在床身中部导轨上放圆柱检验棒（对V形导轨）和桥板（对平导轨），其上分别放置水平仪并测量器计数值，然后依次在左、右立柱两正导轨面上紧贴方框水平仪，测量其读数，垂直度以立柱与床身导轨上相应水平仪读数的代数差计，垂直度允差0.04/1000mm,只允许向同一方向倾斜。