机械产品设计禁忌

以前看书记录的机械产品设计时的禁忌,放在这里共享:

1形状复杂的的大的热处理件由于加热、冷却速度不一,得不到同样力学性能的产品。

特殊的和合金钢,由于热处理效果差别比较大,所以在热处理作业中要充分考虑热处理时的形状。由于这种情况,常有用强调理应较弱的普通钢制造的零件反而耐用的例子。

2、大直径抛光、镀层件易有隐藏有缺陷。

3、镇静钢,特别是合金钢,在板厚方向受拉伸易发生危险。

4、重量大或尺寸大的热处理材料由于质量效应而是强度降低,试样和实际使用的材料之间存在较大区别。

5、由热处理而提高了力学性能的材料不宜暴露在高温下使用。

 

6、焊接时应避免相互壁厚差大的部分焊接。

7、两端固定的直的构件或者全周向固定的板的焊接过程因受拉而致连接困难。难以焊接成型,易生成裂纹或者焊接不上,位移不能抵消。。

8、小直径管子焊接,可采用套管焊接或者套筒焊接的形式。避免对焊。

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单面焊接易在内面形成毛刺,应将毛刺去除,此外,对于不能或者不允许去除毛刺的部位,应想办法加上衬套或者衬板,以避免在内面产生毛刺。

9、对与焊接时的全周向焊接情况应特别注意。无论是内部有无气体空间,都应注意开排气孔,或者进行断续焊接。即使是对于垫板焊接等这类乍看认为没有空间的部分,可能由于空气进入结合缝从而引起膨胀。膨胀了的垫板起不了垫板的作用。

10、焊接的起点和终点容易发生焊接缺陷。因此焊接时可采取将焊接起点和终点置于使用的部分之外的地方。焊接完后再行切除的方法。

11、焊接时受力在板料的厚度方向很不好,板料上可能存在夹层,夹气层,在厚度方向上受拉伸,易导致板料接近于无力状态,极为薄弱。

12、避免将横置的压力圆筒的纵向焊缝设置在最下部15°范围内。

13、大口径管子的Y型连接部分意外的薄弱。!!!!可研究

14、将铸铁件改为焊接结构时,一般容易出现刚性不足的问题,应特别注意。

 

15、钻孔时,对于钻眼镜孔,已加工的孔中应注意填充嵌块,使得周向条件一致时再加工第二个孔。特种眼镜孔钻孔专用机床。

16、定位孔应进行贯通加工,条件不允许的情况下也应使用钻模加工。

17、对于配合严密的定位孔等部位,应设有通气孔,以避免对深处的密封室形成压缩。造成拧紧困难,拔出艰难。配合时封入空气的地方要有通气孔。

17、螺栓孔的布置应遵循等间距、直线、同心圆的布置原则。

18、对于减速箱等浸油机器,侧面的观察窗等的盖子,即使在内部无压力的情况下也易发生油飞散的情况,易漏油,特别是下半部,因此常需要将下半部的螺栓间距缩小,上半部的螺栓可酌情减少。

19、法兰部的螺栓不要布置在正下面。避免被腐蚀。

20、尽量减少加工工序。

21、在轴上或者内孔键槽加工时,如使用刨床,应先在一侧加工孔,留位退刀槽。

22、不要使受高压的密封面承受预定以外的力。承受高压的法兰盘在外侧也要接触避免悬空的布置形式,同时在法兰盘与机体之间有空气间隙存在时也有设计泄压缺口,以避免落上承受预定以外的挤压力。

23、设计需要遵循的原则:易加工、易装配。装配后调整量少。

24、对于对精度及灵敏度要求较高的部件,应减少可调整设计,尽量设计成固死结构,以避免不可重复性。

25、对于承受大摩擦力的嵌条,嵌条本身应卡住。当以螺钉或者螺栓紧固的承受大摩擦力部件由于不牢固而可能产生位移时,嵌条本身应卡住,嵌条在发生位移的过程中即使存在许多的安装螺钉、螺栓,应力依旧存在于1个或2个上,螺钉螺栓会被一个个切断。

26、对于法兰盘等压力密封面,注意不要使刀纹成为泄露通道。

27、尽量避免阶梯部的应力集中。如需要面贴齐等的设计可使用,退刀槽加圆角或者倒角。或者采用内嵌式的圆角(内凹)或者加装配垫块。

28钻孔的时候倒角的重要性。

29、多个滚动轴承串连与轴进行配合时,应选择采用锥形紧固套的方式安装,以避免复杂的加工装配过程。

30、不可依靠锥体进行定位,否则无法确定是否达到预期的过盈量,且存在松动的趋向。

31、轴的定位要限定在一端。轴承在设计安装时应考虑固定端和位移端。

32使用螺母直接紧固长轴的中央部位,易使轴发生弯曲。应考虑改变固紧方式或者限制预紧力。

33、有键槽的部分是轴最弱的部位,因此需要特别考虑这部分的应力集中。键槽中特别规定了有键槽各角部的圆角R。不仅仅是RR部的刀纹也是应力集中的棱角部位。

此外轴上存在多个键槽时,此时应该考虑键槽的布置问题,不能将键槽布置在同一侧,以避免轴丧失其应有的均匀性。

34、安装件在轴上浮动,(浮动连接)应依靠拧紧螺母与轴的阶梯接触,以保留预定的间隙。

35、挠性传动应避免悬臂。例如带传动时,应注意避免带轮的一端,从动端悬臂,以免承受大的张力冲击。

36、有时候由于尺寸限制,可去掉轴承的内圈,直接利用轴作为轴承内圈使用,即无内圈滚针轴承。此类轴承的使用主要用来限制轴心,而不作主要受力。

37、达到高温的旋转轴不能停止转动,以免因自重和高温导致轴,单侧下垂。

38、由于粗轴和细轴的磨损不一致,因此不宜在粗轴的一侧直接连接细轴,应对连接方式做联动不相关的联动方式。

39、长轴及细轴设计时应考虑应结构不对称所造成的驱动扭转挠量之差所造成的旋转相位差,设计时,可选用大直径的空心轴。

40、细长孔极难钻,可采用阶梯孔的形式,根据短板原理,在一定程度上,阶梯型的长孔时和普通细长孔的功能一致,甚至更好的。

41、有打算进行热装的轴环(轴上的环装零件),由于轴的限制,无法进行直接安装,可通过开打孔轴环加两半中间辅助半圆环的安装形式,但是这种安装极易出现松动,因此在热装之前因确保好安装精度。这同样适用于内径尺寸过大或者内孔损坏而外圈完好的齿轮等的修复安装。

42、在高速旋转的穿通轴上的旋转体供给润滑油时,应注意从轴上小直径端处的通孔给油,从大直径孔端给油由于逆着离心力,油不易进入。

43、???有这样一个原理,两个轴承之中,无论哪个轴承其左右的旋转体的自重和载荷的合成力矩在运转时处于平衡的场合,另一端的轴承载荷即为0.载荷为0 的轴承上的轴,同轴承的哪一个方向都不接触,轴心的位置不确定,因此轴在轴承侧隙中摇摆不定,即发生振动。可尝试选用倾斜衬垫式轴承。

44、装配时找正,在装配过程中宜保证两轴承的受同一侧的力。

45、高速轴的挠性联轴器应尽可能的靠近轴承,以减少应联轴器不平衡重量而导致的轴抖动。同时出于减少轴抖动的需要,也可选用重量尽可能轻的联轴器。

46、轴承挡圈主要用来限制轴承脱出,应避免或者减少挡圈所受的轴向力,仅用挡圈做轴向定位。

47、高速旋转机械,应考虑轴的固有频率与转速重合时所发生的激烈振动时的情况。尤其对于高速旋转机械,除考虑振动的一次频率之外也应考虑两次、三次、四次的频率。

48、旋转体的内部润滑和冷却,应考虑充分的利用离心力。

49、旋转轴上的螺纹应遵循轴的旋转方向有助于螺纹旋紧的原则。如果是向左旋转则应选择左旋螺纹。

 

 

50、用磨削处理的方式修正已经经过了表面护理的杆,在修正完成之后,杆必然将再次发生弯曲。

51、长杆在进行热处理或者高温下的表面处理的时候应竖置。

52、杆件在进行高频淬火时,为保证淬火均匀,杆件在线圈中应边旋转边进行淬火处理。

53、用阶梯配合和螺纹固定时时,应使承受较大推力的一侧为阶梯配合。受推力方向与配合的开放端一致。

54、在长杆的中间部位的嵌装件用螺母做强力固紧时长杆易发生弯曲。

55、锥度和阶梯双接触的配合其过盈量成为不确定,锥度配合通常不适合安装,易出现,应变形等造成的松动等,影响到固紧。

56、注意螺母拧紧和锁紧的区别。锁紧需再加一个螺母,形成双螺母锁。

57、原则上推拉杆不要有形成弯曲,以免增加额外受力影响各部连接。

58、力的传递应尽量的简单,尽可能遵循直接传递的原则。同时在传递力的铰链等部位,应避免形成偏心载荷,应考虑采用两边夹紧的形式。

59、要考虑使承受弯曲载荷的螺口销钉避免弯曲应力,应而应使螺口销钉的端面形成凸台,以增加销钉和零件表面的接触面积,从而分担减小弯曲应力影响。

60、对于铝制活塞这类软性嵌装件,应保证在嵌装配合时有足够的凸肩,以保证嵌装件不松动。

 

61、有键槽的部位是轴最薄弱的部分,所以对于这一部位应最大程度的减小应力集中,JIS规定了在键槽底键槽底角部的R。此外在R部留下的刀纹,刀纹也是尖角,应予以去除。

62、平键的间隙不能留在键的两侧以免,在启动停止时形成松动游隙和迟缓。

63、复数键的场合需要特别高精度的配合。

64、采用牛头刨床这类机床进行键槽加工时,应特别注意开开退刀槽,无论是外露的键槽还是孔内部的键槽。退刀槽可以以钻孔的形式开设。

65、承受很大冲击载荷的地方需要采用切向键,采用普通键容易出现松动、并形成间隙,这种键具有足够的过盈量,这种场合下我们选用切向键其能从两个方向卡牢。

66、热装环的接触面上不能使用键或者销钉做防松滑,键或者销钉会影响到环箍收缩,使紧固力异常降低,丧失了热装本身的效果。

 

滑动轴承篇:在采用滑动轴承的地方应特别注意油槽的选用和油膜形成。

67、滑动轴承是利用轴和轴承衬瓦之间形成的油膜实现其作用的,因此在油槽以及轴瓦的剖份面的角部应尽量做成平滑的圆角,以避免配合时的尖角切断油膜。

68、在滑动轴承中,润滑油  或者润滑脂宜处于流动状态,润滑油或脂长期停滞不动,易变质,从而不能起正常润滑作用,这易导致轴的烧伤。

69、有时候,应选择在轴承的端盖处设置排油的通路。

70、对于滑动轴承,应不使油呈滴流状态,滴流状态的油仅是流过起不到润滑作用,更不会形成油膜。

71、针对高速运转或者在高温条件下工作的零件,应确保必要的间隙,以保证在热膨胀时能够有足够的空间余量。

72、为防止轴瓦中的导油孔堵塞,可采用螺栓或者螺钉止转的形式,来避免高速运转条件下轴瓦的转动。

73、衬套使用时要注意,应具备拆卸衬套的空间。对于一些情况下,应具备不用将轴拆下也能够取下轴瓦的条件,因此阻止轴瓦转动的定位销的使用应特别的注意。

74、对于使用润滑油的地方,在高温及及低温情况都需要特别的注意。高温下可能导致润滑油的失效,极低温的情况下可能导致润滑油被冻住,此时若需要启动,需要对轴承内部的润滑油进行加热,在设计时需要考虑这一点加装加热装置。

此外,对于这种机械,如果在机械内部有大气进入的地方,大气中的水分也会冻结,所以必须预先送入干燥的气体。

75、对于自重大的高速旋转轴启动,需要用油压将轴顶起。滑动轴承启动摩擦大,所以特别是自重大的高速旋转机械转子,启动转矩非常大,同时也担心启动时的异常磨损和烧伤。处于降低启动转矩考虑,我们选择在接触面的位置加静压油压,用油使转子浮起来,使得启动容易,同时也是为了防止启动时的磨损和烧伤,使用油压顶起轴承。

76、自润滑轴承,不适合高速或者连续转动的场合。轴承:润滑、吸热,冷却滑动面。自润滑轴承原则上仅限于用在低速或者短时间或者间隙工作的用途,即使是轻载荷,在连续旋转部分也要特别注意。

77、无油轴承分为两类:自润滑轴承(完全不使用油分)、无须加油轴承(不需补充油)。对于需要完全避免油分的场合后者不适当。

78、滑动轴承和油封的组合是不合适的。滑动轴承在工作一段时间后会磨损,磨损后无论是在静态还是动态条件下都会发生轴心的移动,因此不宜使用油封以及各种机械密封的方式。

 

滚动轴承

79将相同直径的轴承嵌装在轴的深部有困难,因此需要特别使用倾斜紧固套,以使装拆无困难。

80、滑动轴承和滚动轴承不能混合使用,滑动轴承在使用过程中会逐渐磨损,则后期使用的载荷集中在了不发生磨损的一方。

81、在使用滚动轴承时,要特别注意从轴上传来的热对轴承及转子的影响,避免出现轴承卡住或者烧伤的情况。   也应避免滚动轴承在静止状态下承受高载荷。轴承端盖(封闭端盖)出尽量不形成润滑脂流动尽头,以避免润滑脂持续滞留而造成的劣化而丧失了润滑性,一定要设置润滑油的出口,这一点同样适用于油润滑的情况。

82、防尘轴承及润滑轴承能适用于安装后不能够补充润滑油的场合,其也能够承受高速的旋转。但由于其结构密封,高速旋转下的温升也是很难避免的。

83、滚动轴承的安装应考虑到拔出。

84、滚动轴承的润滑脂润滑不适合于高转速的场合。

85、滚针轴承广泛用于径向空间狭窄低速的场合。

86、在轴的设计上应考虑轴承的测角R和阶梯轴圆角R。这种场合下不要因为轴承的R而使轴遭受到应力集中的牺牲,应在阶梯轴部设计内嵌的圆角或者外凸的圆角加装垫块的形式,避免轴的应力集中,同时保证轴承的安装。

87、轴台(标准的立式轴承座)其对向上的的载荷较弱,不宜使用。

 

油封

88、旋转轴上的挡油环不要使截留的油重新回到轴上。

在由于受挠曲的旋转轴的油封上,不宜使用接触式的油封,以免在负载变化时,接触部分的局部接触程度发生变化,成为漏油的原因。同时这种局部接触也可能会促使接触部分损坏,成为漏油的另一个原因。因此在这类轴上宜采用非接触式密封的形式。

89、积油存在于壳体的结合处则容易渗出,这是由于结合面上的毛细管现象,使得即使壳体中无压力也存在积油外渗。解决的方法通常是减少或者消除油在壳体结合面处的积存现象。

90、附着在往复运动导杆表面上的油,即使在低压侧也容易进入高压侧,从而可能将润滑油带入到高压的缸体内部,造成了大量的润滑油的消耗,同时也有发生爆炸的危险。因此对于导杆表面的情况必须慎重处理。

91、高速的齿轮箱内部不应有积油,以免泄露,能量损失,油温升明显。

92、两开的箱体,其轴承部附近容易发生紧固不完全,需要注意,在上下两箱体连接时,轴承安装部位的螺钉间距通常比其它地方要稍微远一些,因此容易发生泄漏,在进行设计时应特别注意。

93、箱体内部有压力也容易造成油的泄漏,因此箱体中通常设置有对外的通气孔。

 

有关压盖及其密封的问题

94、填料主要用作密封作用,而不作支撑用。

禁忌采用螺纹旋入压紧填料,螺纹压入容易造成填料的损坏。

深的密封压盖填料靠里边的不易压紧。

 

有关迷宫式密封的泄漏问题

95、可采用中间输入液压流体的形式减小迷宫密封的泄漏问题,通过介于中间的流体来隔绝机内和机外。

有关O型密封圈和油封的问题

96、O形密封圈用于高压的场合时应注意使用保护垫圈。

97、O形密封圈使用时对配合面表面状态有一定的要求,此外O形密封圈极易划伤。

98、箱体合箱时应注意不要损伤O形密封圈,装配过程中发生未察觉的密封圈受损等问题,容易出现对装配效果的误判,因此在设计时,要留有防止密封圈损伤的空间,或者先将下箱体之余不损伤密封圈的位置,合箱后再对箱体做稍微的移置。

99、往复运动的场合也应避免损伤O形密封圈的行为。对易与O形圈接触的部位应做圆角或者光滑处理,以避免划伤。

100、为防止安装之后在运动过程中O形密封圈偏离预定的位置,应考虑将O形密封圈置于,要移动也不能移动的安装位置。

101、断面直径小而周长大的O形密封圈由于自重而易出现下垂。

102、安装在燕尾槽内的O形密封圈应考虑受挤压时不能被夹住,影响到O形密封圈的正常使用。

103、油封这类为易耗件,设计时应注意留下拆装空间,方便油封的更换。

104、油封的效果受方向的限制,如果要求油封既能封住从内部来的油的同时又要阻止从外部来的灰尘,则应该使用双向油封。

 

有关活塞环和缸套的各种问题

105、活塞环(为保证活塞在气缸内部运动时气压不泄露而按照与活塞上的)活塞环装在活塞环套内,必须经常以预定的张力张紧在气缸内壁上,并且能够滑动。过紧和过松都不适宜与活塞环的使用。

106、在将活塞环按照到环槽内的时候要注意不要使活塞环产生过应力,以免导致活塞环的失效,密封效果不佳,在设计时,可以设计相应的嵌装结构的活塞。

107、不要由于背压而导致滑动面的压力过大,在安装活塞环时,有时候由于安装的过于紧密,而易造成活塞环对环槽内部的空气的压缩,在槽底部形成高压,这样不仅影响到活塞的装入,也导致了装入过后活塞环宇滑动面之间的压力过大,影响到了活塞的运动。

108、在使用活塞时应特别注意,避免活塞运动到极限位置时的脱出/此外活塞运动到气缸端壁时不要使活塞环掉入到槽内。

109、在插入活塞时应注意不要卡住活塞环,装入活塞时,活塞环已装在活塞上,尤其是在有重力影响存在的时候,由于重力作用导致活塞环下部下垂,在装入过程中易出现活塞环卡住的情况,因此在缸体外端面设计时应考虑结构设计如何方便活塞的插入,同时也可在活塞上下功夫设计阶梯状的活塞环,与阶梯活塞环槽内部。

110、活塞环上如需开止转销的槽,应将槽开在活塞环的切口处,避免在活塞环上形成二次薄弱位置。

111、不锈钢材料无明显的屈服点,由于运转过程中的温度差,不锈钢缸套在冷却后缸径明显缩小。在一定程度上会影响到缸体的使用,如果一定要使用不锈钢则应选用屈服点明显的13cr等。

112、活塞的运动与易导致缸套的温升明显,而气缸通常设置有水冷,因此易出现缸套和气缸之间出现的热膨胀差的问题。在设计的时候,一定要考虑这种不对等的膨胀。

113、在缸套设计时,有利用注油孔的位置确定对准的目的,又有利用注油孔最端部实现止转。避免缸套偏离安装位置,造成缸体注油不便。

 

配合

114、在阶梯轴部位的热压配合,应注意考虑环状体的受力不对等,以及由此引起的变形,因此在条件允许的情况下,宜采用厚壁的环,尺寸不允许的情况则应选用阶梯型的过盈量。

115、热压配合的时候应迅速,准确的压装到预定位置,对于配合长度相对于直径小的配合安装,安装易倾斜。

116、配合安装时,使两个面同时配合很难,因此一般选用一个作为基准。

117、嵌装件应注意其和轴的热膨胀差所导致过盈量减少或者是应力过大问题。

118、高速旋转体由于旋转时离心力的作用而易发生扩张,这种扩张易造成过盈量减小,设计时应予以考虑。

119、使用螺母直接紧固长轴中间的安装件容易导致轴弯曲。应采用法兰的结构。此外对于受热易膨胀或者在高温条件下使用的轴类,设计时应考虑轴的伸长量,以避免热膨胀的轴卡住。

120、屈服点不明显的材料,如果承受大的压缩作用就会屈服而尺寸缩小。

121、对于承受大冲击转矩的热压配合,如要求在承受冲击时不发生滑动,则要求配合的各部分摩擦系数尽可能的高,因此热压部分应注意脱脂,脱碳。

 

联轴器

122、高速旋转轴的联轴器不能有扇风的凸起存在,此外其不能为铸造、锻造,以免引起不平衡。

123、高速轴的挠性联轴器应尽可能的接近轴承。

124、齿轮联轴器主要用于期望对于运转时轴的热膨胀收缩能自由随动的场合。

125、挠性联轴器不能安装于飞轮和转矩变动部分之间。应将飞轮(平衡转矩),安装与转矩变动部位和联轴器之前,否则容易产生噪声,损坏联轴器。

126、使用万向联轴器在不同直线的丛东端传递旋转运动,应注意如何使联轴器相位一致,以使角速度和速度变动能够相互抵消,据此来传递相同的角速度,否则,极易出现出现从动端始终为周期不等角速度旋转。

127、为了限制加在轴上的最大载荷,可使用安全销,使其在受到预定载荷时剪断。

 

定位销

128、定位销设置的目的是正确的保持装配件的相关位置以及拆卸后装配到之前的位置上。定位销应设置在最有效的位置上,定位销应选在相距尽可能远的位置上,相互接近的定位销效果不好。

129、对于横跨两开壳体的定位销,设置时应以一壳体为固定侧,另一侧自由,不能再两壳体上分别开定位销。

130、销控贯通加工必须同时加工。但也有由于实际条件限制无法做到同时加工的情况,此时只能选用钻模加工,采用划线加工及数控加工均存在误差对不准。

131、定位销一定要垂直于结合面,倾斜的定位销准确性降低,并且易错位。

132、定位销的设置时要考虑,拔出,当销孔不贯通时应在销钉一端设置螺纹头,方便拔出,对于不贯通的销孔也应考虑通气孔,槽的设置。

132、可在紧固螺栓的非应力集中部位设销钉,防止其松动。

 

插口结合(面和面之间的贴齐,来保证相对中心的对合)

133、贴合面的长度不需要大到超过其对合要求。插口结合对两平面之间配合精度及表面质量要求较高,因此对于大贴合面的情况,在满足贴合的情况下,可通过开凹槽等措施,来减少面之间的贴合。

 

挠性传动

134、平带和V带传动时,带与带轮之间依靠摩擦力传递动力,而小带轮容易打滑,因此在设计时因考虑增加小带轮的接触角度。在设计时可通过安装张紧轮的方法  ,在小带轮一侧装张紧轮,增加带轮啮合角。但对于V带最好不采取张紧轮的挂装方法。也可通过改变张紧轮的松弛和拉紧侧的方法,例如将小带轮布置在上方。

135、滚子链则易发生链条在小链轮侧易脱开的问题,因此在小链轮的出口侧要渐进下垂,通常链轮的小侧为松弛的,或者在靠近小链轮的上方加张紧轮。

136、在上下布置的滚子链中,建议将小链轮布置在上方。

137、带轮最小直径的限制,如果大带轮和小带轮的直径差距过大,要注意带轮扭曲所带来的寿命减小。使用带轮尤其是V带时应注意,带轮直径不应小于产品样本上所指示的最小直径,不得已使用时,应考虑由此带来的传递马力急剧减小的问题。

138、V带圆周速度限制,当圆周速度升高时由于离心力作用,会使V带有从带轮接触面上脱离的倾向,因而摩擦力降低,开始打滑。因此在设计使用V带时,应注意不要超过产品样本上指示的极限速度范围。

139、带轮的中心距过小会导致,小带轮上的接触角过小,从而导致皮带打滑。

140、V带在使用过程中会逐渐伸长,因此在使用一段时间后有必要通过修正中心距来保证张紧力,可以通过滑移轴承座等形式实现。若V带传动的中心距无法调整,则应当采用能调节张紧力的张紧轮,所使用的V带长到能够保证两固定带轮间的皮带装拆。

141、对于同步齿形带而言,在中心距不可调整时,一般不建议使用张紧轮,以免导致带心材料的弯曲疲劳强度增大。对于在内侧使用时尽量采用浅角使用来张紧,在外侧使用主要为了防止挑齿,增加齿形带和带轮的啮合。

142、减少,或者防止链条下垂。

143、挠性传动承受很大的拉力且拉力反复变动会造成异常的震动噪声。

144、绳轮可以进行非平行面的传动,在进行非平行面传动时需要考虑增加张紧轮以改善传动,避免绳索脱落。

 

齿轮传动的常见问题

145、齿轮的强度计算公式:耐强度传递动力和磨损传递动力两方面。

146、齿轮的配合最好选择奇数齿啮合,以使齿轮上齿的普遍啮合。此外我们也通常选用带小数的传动比,以避免齿轮上每次都是特定的齿和齿之间的啮合。

147、远离发生根切的最小齿数。

148、小齿轮更宽是为了避免齿轮发生阶梯磨损,因此将硬度较高的小齿轮的宽度稍微加宽。

149、斜齿轮又(螺旋齿轮),如若齿轮面与轴的垂直偏差过大,则齿轮每一转,轴向都有偏摆,这是齿轮啮合时的一个主要因素。在单螺旋齿轮啮合时,由于齿轮啮合需要相反的推力,因此在两轴的部分需要采用推力轴承。此外,对于双螺旋齿轮,如果两齿轮的螺旋啮合顶点完全一致,则彼此间的推力在齿轮内部即相互抵消;如果顶点不一致,则易出现一侧承载一侧不承载的情况,其容许传动力减少一半,因此要用一个周固定位置,另个一轴能随对方进行位置调整,保证顶点啮合的形式。

150、单螺旋齿轮设计时应尽量使齿轮所受的轴向推力朝向阶梯轴的一侧,以改善受力,同时防止另一侧的螺纹松动或者配合滑脱。

151、齿轮轴的平行度和啮合的平行度问题,由于轴承的侧隙存在齿轮啮合时的平行度会受到一定影响,为改善此类问题,可通过增加轴承布置时的间距来减小轴承侧隙对平行度的影响。

152、低速齿轮啮合时,无论在哪个位置给油都不妨碍;但对于高速齿轮啮合而言,啮合面的油的分布均匀度尤其重要,实际工况下建议从两齿轮啮合的渐远侧给油,使得在每一转中油在油面厚度均匀的状态下啮合。

153、受向上载荷的齿轮轴,当向上载荷比较大的时候,轴会被抬升举起,因此为了使在被举起状态下轴心一致,在安装时要预先调整连接轴侧的轴心高度。

154、对于两齿轮啮合时,载荷和齿轮及齿轮轴的自重平衡问题,若载荷与自重接近,则易导致载荷发生稍许变化的时候,从动侧发生上下的不稳定问题,易引起震动以及螺栓松动等问题。对于小齿轮轴轴承独立设置的水泥回转窑等装置,要避免连接的接触螺栓受拉伸而松弛或者拔出,因此在设计时一定要考虑齿轮的旋转方向以及安装位置,尽量使螺栓受压。此外对于两啮合齿轮,应尽量使齿轮所受载荷的方向向下,以避免上下浮动的问题。

155、注意对于高速旋转机械用增速齿轮箱的固有振动频率,尤其是轴承部分的固有振动频率。

156、齿轮的同时加工(切齿)。

 

箱体的问题

157、在密封面上有十字接缝容易导致泄漏,在设计时应尽量避免。

158、水平的两开式箱体的轴承部附件,由于结构复杂,接合部的面积意想不到的宽的情况很多,因此在进行这部分的设计时,应考虑接触面积适当缩小,此外螺栓的布置问题也是影响箱体泄漏的重要因素。

159、箱体的设计中:要求箱体的壁厚变化尽量平缓;螺栓的中心要尽量接近壁面;螺栓之间的间距尽可能的小。在这种设计中易造成,箱体上惚孔过深,螺栓之间间距过小。因此设计时需要综合考虑。

160、安装时和运转中,温度差较大的机械,如果在运转中,驱动侧和被驱动侧的轴心高度产生偏差,则轴心偏摆,对于高速旋转机械而言,这是产生振动的主要原因。为减小这种影响,建议采用中心线支撑的方法。

161、要使上箱体容易开启,因此在设计时应尽量将一些结构放在下箱体上,或在必须与上箱体连接的结构上加与上箱体连接的法兰。

 

异常温升(关于各种热)

162、对于暴露在室外的管道等要特别注意天气环境对管道内部介质的影响,压缩机、鼓风机等的冷却管道等,在受日光直射时会有意想不到的高温,在进行此类管道布置时,应注意考虑进行日光遮蔽或者布设在建筑物的北侧。

163、承受反复压缩的管道的闭塞端部。管道的长度与压力脉动循环的周期一致的气柱共振长度吻合,最终在终端的气体承受反复压缩而出现的异常高温。

164、高压气体不能从高压阀直接排放,否则会引起高压阀结冰而无法再次开启。

165、高温流体系统内的压力计等要注意使用虹吸冷却器,以避免压力计达到高温,影响压力计的正常工作。

166、暴露在露天环境下的螺栓应尽可能的短。由于日光从单侧直射而引起的螺栓伸长的差异,暴露在大气中的螺栓越长则越容易受到影响,因此螺栓要尽可能的短。根据设置场所的不同,要尽可能避免日光的直射。

167、特别注意单侧阳光直射对螺栓的伸长作用。

 

磨损

168、不要形成阶梯磨损。滑动部分的磨损不可避免,在互相滑动的同一平面内的一部分如果有完全不接触的部分,则该部分不磨损所以形成阶梯磨损。在设计时要注意设计成不形成阶梯的形状和尺寸。

169、承受大的往复滑动摩擦处的衬垫、镶条,在安装时应考虑在采用螺钉螺栓紧固的基础上,设计采用嵌合方法支承。另外在使用埋头螺钉时,要注意多数埋头螺钉的埋头是倾斜的,不能绝对贴合,因此简单的采用这种埋头螺钉极易导致松弛。

170、需要防止表面粗糙的地方要提高表面硬度。往复和旋转都有压力作用的密封部的滑动部分,如果密封表面变粗糙则会丧失密封效果。

 

载荷

171、载荷的分配及其支撑要根据实际情况选择采用。

172、杠杆顶端和拉杆的接点,要注意采用叉形连接,不使其产生垂直于销轴的偏差,原则上,使其传递同一平面内的载荷。

173、在某种程度上推和拉都受力的场合,要把承受较大力的一边布置成为受拉。

在推压载荷下使用的长杆,为避免压弯的危险,杆要设计的很坚固很重。

174、在承受动载荷的地方,衬垫的重叠最好不要超过3片。衬垫的表面具有普通的表面粗糙度,因此在反复动载荷的地方容易压坏,导致紧固松弛。

175、要避免非金属材料受拉伸载荷,对于需要绝热的场合,有使用尼龙螺栓的习惯,但尼龙螺栓不能承受拉伸载荷,因此在这种情况下可使用钢螺栓加尼龙垫圈、螺母,

176、要避免在基础混凝土的端部设支撑。

177、搬运时共用底座,在吊装时不注意也容易导致底座的挠曲。

 

螺栓螺母连接的各类问题

178、双螺母紧固的时候,靠外侧的螺母主要受力。因此在采用双螺母紧固时,建议内外都采用厚螺母。

179、螺孔的孔边缘要注意使用倒角,如果使用原来的边缘则旋入的时候容易损伤孔边的螺纹。

180、容易磨损的材料的螺孔要使用高精度的螺纹衬等加强,以保护其不受损。

181、螺栓连接时,如果只是螺母对于主体止动,而对于螺栓不止动,则不能说螺栓防松确实可靠。

182、螺栓拧不紧时,有预定将螺栓加热,在其伸长的状态下进行拧紧的情况。

183、不要使螺栓承受弯曲载荷。

184、注意吊环螺钉的受力。JIS标准规定吊环螺钉带有紧固接触面座,但即便如此吊环螺钉对于倾斜载荷的要求降低。千万注意尽量在垂直的情况下使用吊环螺钉。吊环螺钉对横的或者斜的载荷弱。

185、高压法兰的螺栓禁止使用过去广泛使用的铬钼钢(SCM)。

186、多数的埋头螺钉时再紧固的时候存在着埋头部分贴不紧的情况,各个螺钉通常仅限于一处的线性接触存在。对于往复的滑动力,使用的埋头螺钉不能期望保持紧固。在这类工况下应尽量避免使用埋头螺钉。

 

有关管道

187、大口径的管道对于真空或者低压情况的强度意想不到的弱。在选用时应特别注意。

188、大口径的管子的Y型接合部分对于压力意想不到的弱。大口径管子作两叉分支,其汇合部分的断面比之圆形部分强度弱得多,需要做加强处理。大口径管子的断面为圆形和非圆形时,其强度有很大的差异。

189、管道铺设应注意高处的气体留存空间以及低处液体的积留问题,设计时应予以避免,以免影响到了管道寿命。

190、注意箱体、压力容器内部余液的排出,可直接将排出口设置在最低处也可利用虹吸原理进行外排,但虹吸原理易受干扰,此外当多股液体合流外排时也应特别注意防止逆流和排放不顺的问题。

191、抽真空管道的合流经常要在同一方向上合流。

192、管道的设计应尽量减少弯曲、分支、合流,以减轻对流速的影响。造成流速不均。

193、伸缩管接头需要施加对法兰间隔的限制,以避免法兰伸长到极限位置而脱落的情况。

194、并列管道的法兰应相互错开。同理也使用与并列管道的手轮位置。

195、无论是管道的位置还是法兰的位置,在设计安装时应充分考虑到安装、使用、维修时的人机工程,如何便捷有效的实现。

196、浮在空中的三维管道及悬伸的管道的固有振动频率意想不到的低。又因为其具有几种固有频率,所以不论强制振动周期是怎么样的都容易发生谐振,要尽量避免这种管道。在不得已的情况下,对于可能发生振动的方向,要在有效的方向、有效的位置上,作有效的支撑并固定。当在管道中间装入阀门或其它重物时会进一步降低固有振动频率,因此重物的布置要尽量的靠近支撑点的位置。

197、不允许安装后不能拆卸的管道。不要有安装后不能紧固的管道,或者紧固可能导致新的问题的管道。

198、注意管道内液体由于温差或者沉淀导致的分层问题。混合具有相对密度差的液体、如果是原封不动的静止状态,则不久就会分层。如果没有进行强制混合并以低速在管子内流动则会分两层流动。

199、在二相流体的管系中进行补给时,要采用没有脉动循环的稳定补给方法,如采用离心机替代活塞式往复泵。脉动补给的方式会产生显著的压力脉动,造成流动脉动。

200、高压液体通过减压阀进入罐体时,高压的液体会使减压阀内的气体呈气液混合状态,因而发生气穴,在阀和阀座之间产生锤击作用,引起剧烈侵蚀。对于这类问题,通常在靠近罐体的地方开设节流孔,使阀进口部及其周围的压力经常处于高于饱和气体压力的状态以抑制气泡的发生。

201、尽量减少润滑油泵和油箱之间的高度差,减少吸入端的弯曲部及管接头的数量。

202、像往复运动的压缩机这类,管道内的流动为脉动流动的情况下,管道内的气柱的疏密波在管内进行往复。

203、不要对软管施加压力以外的力,软管具有挠性所以在一定程度上可进行拉伸、扭转、弯曲,但如果被拉伸安装或者扭转安装,其耐久性受很大影响。对于需要有大弯折部分的地方,要注意采用安装附件,使U型管道的安装尽量自然。以避免大的弯损伤弯曲部。

204、有压力脉动的软管,应注意对软管进行固定不使其摆动。

 

流体机械

205、为了使离心式、轴流式等旋转流体机械输出额定性能,条件是进出口的流体状态为额定状态及旋转叶轮进口为全周一样的流动。在流动方向、流速、流量全周不一样的情况下,性能异常是难免的。因此我们通常希望够将阀、弯道等影响管内气体流态的安装布置在原理叶轮的位置,或者在叶轮前向添加导流装置。

206、进出口的导流保证气体流通顺畅。

207、混有气泡、气体的液体的吸入,这类液体即便是在吸入前进行了气液分离,如果吸入到泵内,由于吸入口处的压力降低,在液压缸内还会分离出气泡,这成为水击的原因。对于这类液体,要采取在吸入途中加预压的措施,以使得即使在吸入口附近的压力降低,在进行气体分离时的压力以下不会有压力局部降低的地方,因而能够保持液态。此问题对于高压动力回收泵的影响尤为明显,发生水击则完全不能运转。

208、报警现象,为将轻微的流动紊流放大,使用相同片数的旋转叶片和固定叶片,将其尽量靠近,并且叶片数量相同。

 

油箱、冷却液压系统的问题

209、冷却水污染物对冷却效果,及管道的使用寿命甚至机器的正常工作影响很大。为此我们对采集的河流山川等冷却水源要做密切的水环境检测。

210、尤其对于管道得腐蚀而言,对一部分的管道喷涂防腐蚀漆后,腐蚀会转移到别处,因此在一些设备上,预先在维修简单的地方故意留下较弱的部分是十分有必要的。

211、原来引入海水的冷却管使用钢管或者铸铁管,但近来有使用乙烯塑料管,可是,自引入乙烯塑料管后,机械装置的腐蚀更厉害了。而机械的腐蚀相较于管子的腐蚀更难以维修。因此采用乙烯管,并不是好的选择。

212、润滑油泵、工作油中混有气泡,也容易导致故障。吸入系统的负压、如阻力、管接头等会导致气泡,因此在一定程度上,像吸入侧的过滤器这类装置,在一定程度上也是气泡的诱因。当然也有一部分直接来源于润滑油箱中的气泡,因此在油箱中要对排出侧和吸入侧的油作一些隔断处理。

213、高速精密轴承的烧伤也多是由于混入了灰尘。液压系统等的清洗也需要格外的慎重。

214、油箱内油的加热管应布置在油箱的底部。润滑油的冷却不能直接在油箱内进行。

215、对于因惯性作用到停止为止需要一段时间的高速旋转机械,要考虑停止过程中的给油。在高速旋转机械因停电或者非法关机时,如果不给油则有发生轴承烧伤的危险,因此在此期间需要应急给油。这时可利用储存在压力箱或者蓄能器内的油作为该期间的应急给油。在机械的正常运转时要保证压力容器能正常储油。

216、吸入系统的止回阀要设置在液面以下的位置上。以防止完全吸不上油的情况。

217、对于自动开停的备用泵,要保证在接受到给油量不足时能够立即产生作用,要保证即使在停止时泵内也要充满有油。另外在这种情况下泵是自动开停的,因此为了方便维修和检查停止中的备用泵,排出侧的阀是必要的。

218、要注意备用泵开停的信号监测点的位置,应当在过滤器之后,由于过滤器对阻力,因此在过滤前压力不会降低,通常设置在过滤器之后,截止阀之前。

 

阀门及旋塞的各类问题

219、开口面面积和旋调行程线性相关的细流量阀门。

220、在流量调整过程中全区域内阻力损失小的阀门。水轮机用针阀在流量调节过程中几乎没有节流损失。

221、流量自动控制的节流阀的开闭阻力应尽量的小。以提升其自动控制的灵敏度和精确度。

222、低位的阀门在微小开启时易出现震颤。

223、在对有压力脉动的高压流进行减压时,即使是用针阀也会有颤动,这是要选择从相反的方向流过。

224、大口径的阀门在开启时会很沉重,对于此类情况,设计时可先通过小的旁通阀使压力先缓和后再开主阀。

225、不能通过手轮位置判断开度的阀门需要开度显示。

226、在有震动的地方阀在运转过程中手轮可能会转动,对于此类情况应当注意对手轮位置的固定。可以锁紧或者直接捆绑住手轮。对于直接采用旋塞的手柄,即使有轻微的震动也可能导致旋塞因自重而自然的向下。因此在设计时应注意选择在运转中使旋塞手柄向下的设计,以确保在工作过程中旋塞能够固定其所在的位置。如果是手柄在横向的位置的设计,则可以考虑将手柄进行固定或者直接将手柄取下,以避免重力的影响。

227、普通的阀门通常会带来流动紊乱等一些常见问题,因此对于这类阀门应注意不能将其设计在不容许紊流的地方,如:风扇、鼓风机、压缩机等旋转流体机械或者节流孔板、皮特管、控制用压力取出管等。一定要这样设计则应当给予足够的缓和距离或者选用不产生紊流的阀门或者采用整流栅的设计。

228、对于进行紧急操作的阀门要放在明显的位置,且要保证使用不会发生误操作。

229、钢球式止回阀最好竖直使用,如果横向使用钢球阀,在开启时钢球下落,求新下降,可能导致不能完全的关闭。当必须横向使用时,务必选用带导向套的阀门。

230、排气阀采用小口径即可,而对于疏水阀(排水阀)口径要有余裕。

 

法兰和密封垫

231、管子和法兰的焊接区的壁厚不应有较大的差别,以避免由于热容量差所导致的熔敷不完全。所以在选择法兰的时候要特别注意焊接的管子的结构形式,要保证管子和法兰的厚度接近,在壁厚有较大的区别的地方,壁厚要有平缓的过渡,保证焊接部位的壁厚尽量接近。不能将就,以免带来隐患。

232、当管子和法兰采用内外焊的形式时,要采用将管子插入法兰的形式,对法兰的内外两侧进行焊接。

233、在法兰面之间的螺栓连接时,要注意不要封入压力,使螺栓承受预定以外的载荷。因此在法兰面连接时,对于+两法兰之间的空气槽,要采用泄压槽的,将螺栓拧紧过程中压缩的气体压力释放出去。

234、设计时不要使高压法兰的密封垫片飞出。高压的场合,为限制压力密封的面积,在内周面使用宽度窄的密封垫片,如果紧固时出现局部受力不完全的地方,则有局部垫片断开飞出的风险,因此在设计时需要将这部分考虑进行,采用凹槽的设计。

235、凹凸法兰的连接本体通常做成凹的。不宜在法兰面上没有螺栓的方向上施加作用力,否则极易泄漏。

236、经常出现对于弯管法兰,安装时进行螺栓的强制拧紧使法兰面之间配合的情况,这种配合时不稳定的,常常一工作就会出现泄漏的问题。

237、法兰座不能焊接在曲面上,应设法将法兰面嵌入式焊接,或者做成曲面的法兰座,和曲面相配合。

238、要确认管道能够正常的安装和拆卸,经常出现管道安装时能移动没问题,但拆卸时不能自由移动,需要将整个装置一起拆卸的情况,因此对于这种设计应予以避免。

239、在搭接平焊座时,尽管壳体部分并没有穿通,但是搭接部分本身可能存在一定的间隙,导致泄漏。因此焊接时应特别注意,是否应当考虑采用嵌入式焊接,(平焊时,应特别注意接触面之间的外表面粗糙度问题,避免由于粗糙表面对两配合面之间的连接产生影响)

240、在使用小平座垫片时,应特别注意对垫片的位置加以限制,使垫片的外径受外部紧固螺栓的限制,另外为了安装方便,使用带波纹的垫片为宜。

241、依靠螺纹旋入进行紧固的垫片极容易断,尤其是直径大、宽度窄、厚度薄的垫片,因此在设计时最好采用成只靠压紧的紧固方式,避免垫圈因对抗摩擦而滑动的紧固方式。

242、对于三层紧固的法兰螺栓,要能够分别将其分别松开为宜,避免一拆具拆。(将三层部分通过法兰螺栓连接固合在一起)采用间隔安装反向凸缘螺栓的方式。

243、必要时也可采用麻绳作为密封垫片来使用,这时候为保证麻绳的作用均匀要将其环绕在螺栓上为宜。

244、法兰面的密封面应采用能形成同心圆刀纹的车削加工或者磨削加工,避免因法兰面的径向刀纹而导致泄漏。

245、在温度变化大的地方或者受阳光直射的地方,所采用的螺栓应尽量的短。

 

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