機電設備安裝與調試（第4版）

許光馳：黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院老師，長期從事一線教學工作。主編的《機電設備安裝與調試》多次再版。

第1章機電設備安裝與調試的基本知識1

1.1機電設備安裝與調試概述1

1.1.1機電設備的分類及特點1

1.1.2機電設備的安裝與調試過程5

1.1.3機電設備安裝與調試的發(fā)展方向7

1.1.4機電設備安裝與調試的職業(yè)要求9

1.2機電設備安裝與調試的分類及內容10

1.2.1按機電設備安裝與調試的內容分類10

1.2.2按機電設備安裝與調試的時間階段分類10

1.3機電設備的安裝工具與測量工具11

1.3.1機電設備的安裝工具及使用11

1.3.2機電設備的測量工具及使用15

1.4機電設備的起重搬運工具22

1.4.1常用的起重、運輸方法22

1.4.2起重機械22

1.5機電設備安裝與調試的相關規(guī)定26

1.5.1機電設備安裝與維修的標準體系26

1.5.2最新《特種設備安全監(jiān)察條例》(以下稱新《條例》)的內容和規(guī)定27

1.5.3機電設備安裝工程監(jiān)理的主要相關標準規(guī)范28

思考與練習題29

第2章機電設備的生產(chǎn)性安裝30

2.1機電設備安裝的裝配精度30

2.1.1尺寸鏈32

2.1.2裝配尺寸鏈32

2.1.3裝配方法34

2.2機械結構的裝配38

2.2.1螺紋、擋圈、鍵和銷的裝配38

2.2.2過盈連接的裝配51

2.2.3軸承和導軌的分類與裝配54

2.2.4帶、鏈、齒輪、螺旋傳動機構的分類與裝配66

2.2.5聯(lián)軸器的分類與裝配76

2.2.6離合器與制動器的分類與裝配83

2.3氣動系統(tǒng)的安裝91

2.3.1氣動系統(tǒng)的組成及工作原理91

2.3.2氣動系統(tǒng)的裝配安裝95

2.3.3氣動系統(tǒng)的調試97

2.3.4氣動系統(tǒng)的使用與維護98

2.3.5氣壓系統(tǒng)的常見故障和排除方法98

2.4液壓系統(tǒng)的安裝100

2.4.1液壓系統(tǒng)的組成及工作原理100

2.4.2液壓系統(tǒng)的安裝102

2.4.3液壓系統(tǒng)的調試103

2.4.4液壓傳動系統(tǒng)的故障分析和排除104

2.4.5液壓元件的拆裝實訓112

2.5電氣系統(tǒng)的安裝115

2.5.1電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展115

2.5.2電氣控制系統(tǒng)的組成116

2.5.3電氣系統(tǒng)的安裝要求121

2.5.4電氣系統(tǒng)原理圖的識讀123

2.5.5常用電器件的選用124

2.5.6典型電器件的安裝129

2.5.7電氣系統(tǒng)的調試131

2.5.8電氣系統(tǒng)接線的案例131

思考與練習題135

第3章典型機電設備的安裝實例137

3.1裝配工藝規(guī)程137

3.1.1裝配工藝規(guī)程的適用范圍137

3.1.2裝配工藝規(guī)程的設計138

3.1.3設備裝配工藝性的評價140

3.1.4裝配工藝規(guī)程的實施141

3.1.5卷揚啟閉機裝配工藝卡的編寫實例141

3.2普通機床的安裝與調試145

3.2.1零件的檢查145

3.2.2零件的清洗148

3.2.3普通車床裝配與調整過程150

3.2.4總體裝配后的檢測和試車163

3.3數(shù)控機床的安裝與調試165

3.3.1數(shù)控機床的類型和典型結構165

3.3.2主軸部件的結構與裝配調整167

3.3.3主軸箱與床身的裝配168

3.3.4傳動部件的結構與裝配調整169

3.3.5導軌的裝配與調整173

3.3.6檢測件的裝配與調整178

3.3.7自動換刀裝置的結構與調整179

3.3.8液壓系統(tǒng)的識讀與調整180

3.3.9電氣系統(tǒng)的安裝182

3.4礦井提升設備的裝配實例185

3.4.1礦井提升設備的結構及工作原理185

3.4.2礦井提升設備的裝配188

3.4.3礦井提升設備的檢修195

思考與練習題195

第4章機電設備的使用現(xiàn)場安裝198

4.1機電設備的現(xiàn)場安裝條件198

4.1.1機電設備的安裝地基198

4.1.2地腳固定方式的選用與安裝201

4.1.3一次灌漿和二次灌漿207

4.1.4使用現(xiàn)場的安裝環(huán)境要求210

4.2機電設備的現(xiàn)場安裝步驟211

4.2.1安裝方案的確定211

4.2.2技術和物質準備211

4.2.3合理組織安裝過程212

4.2.4進行現(xiàn)場技術培訓和提供必要的技術資料221

4.3數(shù)控機床的使用現(xiàn)場安裝調試221

4.3.1安裝的環(huán)境要求221

4.3.2數(shù)控機床的安裝221

4.3.3數(shù)控機床的調試222

思考與練習題223

第5章機電設備的驗收224

5.1機電設備驗收概述224

5.1.1機電設備驗收的必要性225

5.1.2機電設備驗收的分類225

5.1.3機電設備驗收的常見標準227

5.2數(shù)控機床的驗收準備228

5.2.1數(shù)控機床的供貨檢查及外觀檢查228

5.2.2數(shù)控機床的場地安裝質量檢查229

5.2.3數(shù)控機床驗收工具的準備230

5.3數(shù)控機床的精度驗收235

5.3.1數(shù)控機床的幾何精度檢驗236

5.3.2數(shù)控機床的定位精度檢驗245

5.3.3數(shù)控機床的切削精度檢驗251

5.4數(shù)控機床的性能與功能驗收254

5.4.1數(shù)控機床的性能檢驗254

5.4.2數(shù)控機床的功能檢驗

5.4.3數(shù)控機床的空載運行檢驗256

5.5數(shù)控系統(tǒng)的驗收257

5.5.1控制柜內元器件的緊固檢查257

5.5.2輸入電源的確認257

5.5.3數(shù)控系統(tǒng)與機床的接口確認259

5.5.4數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設定確認259

5.5.5接通電源狀態(tài)下的機床狀態(tài)檢查260

5.5.6手輪進給檢查各軸運轉情況260

5.5.7機床精度檢查261

5.5.8機床性能及數(shù)控功能檢查261

5.5.9驗收記錄261

思考與練習題261

第6章機電設備安裝調試的注意事項262

6.1機械部分安裝調試的注意事項262

6.1.1主軸箱安裝調試的注意事項262

6.1.2滾珠絲杠螺母副安裝調試的注意事項264

6.1.3直線滾動導軌安裝調試的注意事項264

6.2數(shù)控機床液壓系統(tǒng)的安裝調試注意事項265

6.2.1清洗液壓系統(tǒng)的注意事項265

6.2.2安裝液壓件的注意事項266

6.2.3液壓系統(tǒng)調試的注意事項266

6.2.4包裝與運輸要求267

6.3數(shù)控機床氣動系統(tǒng)的安裝調試注意事項267

6.3.1氣動系統(tǒng)安裝的注意事項267

6.3.2氣動系統(tǒng)調試的注意事項268

6.3.3氣動系統(tǒng)維護的注意事項269

6.4數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)的安裝調試注意事項269

6.4.1數(shù)控系統(tǒng)安裝調試的注意事項269

6.4.2電氣接線注意事項270

6.5數(shù)控機床機電聯(lián)調的注意事項271

6.6數(shù)控機床安裝環(huán)境的注意事項272

6.6.1工作環(huán)境的要求272

6.6.2數(shù)控機床就位的注意事項272

思考與練習題272

附錄《機械設備安裝工程施工及驗收通用規(guī)范》注解273

參考文獻2802100433B

本書以廣泛應用的機床等設備為載體,依照國家關于機電設備安裝與調試的相關規(guī)范,結合國家職業(yè)標準要求,系統(tǒng)介紹機電設備的裝配安裝基本知識、機電設備的生產(chǎn)性安裝(典型機械結構、液壓、氣動及電氣系統(tǒng)的裝配安裝與調試)、典型機電設備的安裝實例、機電設備的使用現(xiàn)場安裝、機電設備的驗收和機電設備安裝調試的注意事項六方面內容,突出知識的實用性、綜合性和時效性特點,強調實踐能力的培養(yǎng)和崗位技能訓練。

第1章 機電設備安裝與調試的基本知識……………………………………………………… 1

1.1 機電設備安裝與調試概述……………………………………………………………… 1

1.1.1 機電設備的分類及特點…………………………………………………………… 1

1.1.2 機電設備的安裝與調試過程……………………………………………………… 5

1.1.3 機電設備安裝與調試的發(fā)展方向………………………………………………… 7

1.1.4 機電設備安裝與調試的職業(yè)要求………………………………………………… 9

1.2 機電設備安裝與調試的分類及內容…………………………………………………… 10

1.2.1 按機電設備安裝與調試的內容分類……………………………………………… 10

1.2.2 按機電設備安裝與調試的時間階段分類………………………………………… 10

1.3 機電設備的安裝工具與測量工具……………………………………………………… 11

1.3.1 機電設備的安裝工具及使用……………………………………………………… 11

1.3.2 機電設備的測量工具及使用……………………………………………………… 16

1.4 機電設備的起重搬運工具……………………………………………………………… 23

1.4.1 常用的起重、運輸方法…………………………………………………………… 23

1.4.2 起重機械…………………………………………………………………………… 23

1.5 機電設備安裝與調試的相關規(guī)定……………………………………………………… 26

1.5.1 機電設備安裝與維修的標準體系………………………………………………… 26

1.5.2 最新《特種設備安全監(jiān)察條例》(以下稱“新《條例》”)的內容和規(guī)定…………… 28

1.5.3 機電設備安裝工程監(jiān)理的主要相關標準規(guī)范…………………………………… 29

思考與練習題………………………………………………………………………………… 30

第2章 機電設備的生產(chǎn)性安裝……………………………………………………………… 31

2.1 機電設備安裝的裝配精度……………………………………………………………… 31

2.1.1 尺寸鏈……………………………………………………………………………… 33

2.1.2 裝配尺寸鏈………………………………………………………………………… 33

2.1.3 裝配方法…………………………………………………………………………… 35

2.2 機械結構的裝配………………………………………………………………………… 39

2.2.1 螺紋、擋圈、鍵和銷的裝配………………………………………………………… 39

2.2.2 過盈連接的裝配…………………………………………………………………… 52

2.2.3 軸承和導軌的分類與裝配………………………………………………………… 55

2.2.4 帶、鏈、齒輪、螺旋傳動機構的分類與裝配……………………………………… 67

2.2.5 聯(lián)軸器的分類與裝配……………………………………………………………… 77

2.2.6 離合器與制動器的分類與裝配…………………………………………………… 84

2.3 氣動系統(tǒng)的安裝………………………………………………………………………… 92

2.3.1 氣動系統(tǒng)的組成及工作原理……………………………………………………… 92

2.3.2 氣動系統(tǒng)的裝配安裝……………………………………………………………… 96

2.3.3 氣動系統(tǒng)的調試…………………………………………………………………… 98

2.3.4 氣動系統(tǒng)的使用與維護…………………………………………………………… 99

2.3.5 氣壓系統(tǒng)的常見故障和排除方法………………………………………………… 99

2.4 液壓系統(tǒng)的安裝……………………………………………………………………… 101

2.4.1 液壓系統(tǒng)的組成及工作原理…………………………………………………… 101

2.4.2 液壓系統(tǒng)的安裝………………………………………………………………… 103

2.4.3 液壓系統(tǒng)的調試………………………………………………………………… 104

2.4.4 液壓傳動系統(tǒng)的故障分析和排除……………………………………………… 105

2.4.5 液壓元件的拆裝實訓…………………………………………………………… 113

2.5 電氣系統(tǒng)的安裝……………………………………………………………………… 116

2.5.1 電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展…………………………………………………………… 116

2.5.2 電氣控制系統(tǒng)的組成…………………………………………………………… 117

2.5.3 電氣系統(tǒng)的安裝要求…………………………………………………………… 122

2.5.4 電氣系統(tǒng)原理圖的識讀………………………………………………………… 125

2.5.5 常用電器件的選用……………………………………………………………… 126

2.5.6 典型電器件的安裝……………………………………………………………… 131

2.5.7 電氣系統(tǒng)的調試………………………………………………………………… 132

2.5.8 電氣系統(tǒng)接線的案例…………………………………………………………… 132

思考與練習題………………………………………………………………………………… 136

第3章 典型機電設備的安裝實例…………………………………………………………… 138

3.1 裝配工藝規(guī)程………………………………………………………………………… 138

3.1.1 裝配工藝規(guī)程的適用范圍……………………………………………………… 138

3.1.2 裝配工藝規(guī)程的設計…………………………………………………………… 139

3.1.3 設備裝配工藝性的評價………………………………………………………… 141

3.1.4 裝配工藝規(guī)程的實施…………………………………………………………… 142

3.1.5 卷揚啟閉機裝配工藝卡的編寫實例…………………………………………… 142

3.2 普通機床的安裝與調試……………………………………………………………… 146

3.2.1 零件的檢查……………………………………………………………………… 146

3.2.2 零件的清洗……………………………………………………………………… 148

3.2.3 普通車床裝配與調整過程……………………………………………………… 150

3.2.4 總體裝配后的檢測和試車……………………………………………………… 163

3.3 數(shù)控機床的安裝與調試……………………………………………………………… 165

3.3.1 數(shù)控機床的類型和典型結構…………………………………………………… 165

3.3.2 主軸部件的結構與裝配調整…………………………………………………… 167

3.3.3 主軸箱與床身的裝配…………………………………………………………… 168

3.3.4 傳動部件的結構與裝配調整…………………………………………………… 169

3.3.5 導軌的裝配與調整……………………………………………………………… 173

3.3.6 檢測件的裝配與調整…………………………………………………………… 178

3.3.7 自動換刀裝置的結構與調整…………………………………………………… 179

3.3.8 液壓系統(tǒng)的識讀與調整………………………………………………………… 180

3.3.9 電氣系統(tǒng)的安裝………………………………………………………………… 182

3.4 礦井提升設備的裝配實例…………………………………………………………… 185

3.4.1 礦井提升設備的結構及工作原理……………………………………………… 185

3.4.2 礦井提升設備的裝配…………………………………………………………… 188

3.4.3 礦井提升設備的檢修…………………………………………………………… 195

思考與練習題………………………………………………………………………………… 195

第4章 機電設備的使用現(xiàn)場安裝…………………………………………………………… 198

4.1 機電設備的現(xiàn)場安裝條件…………………………………………………………… 198

4.1.1 機電設備的安裝地基…………………………………………………………… 198

4.1.2 地腳固定方式的選用與安裝…………………………………………………… 201

4.1.3 一次灌漿和二次灌漿…………………………………………………………… 208

4.1.4 使用現(xiàn)場的安裝環(huán)境要求……………………………………………………… 210

4.2 機電設備的現(xiàn)場安裝步驟…………………………………………………………… 211

4.2.1 安裝方案的確定………………………………………………………………… 211

4.2.2 技術和物質準備………………………………………………………………… 212

4.2.3 合理組織安裝過程……………………………………………………………… 212

4.2.4 進行現(xiàn)場技術培訓和提供必要的技術資料…………………………………… 221

4.3 數(shù)控機床的使用現(xiàn)場安裝調試……………………………………………………… 221

4.3.1 安裝的環(huán)境要求………………………………………………………………… 221

4.3.2 數(shù)控機床的安裝………………………………………………………………… 222

4.3.3 數(shù)控機床的調試………………………………………………………………… 223

思考與練習題………………………………………………………………………………… 224

第5章 機電設備的驗收……………………………………………………………………… 225

5.1 機電設備驗收概述…………………………………………………………………… 225

5.1.1 機電設備驗收的必要性………………………………………………………… 226

5.1.2 機電設備驗收的分類…………………………………………………………… 226

5.1.3 機電設備驗收的常見標準……………………………………………………… 228

5.2 數(shù)控機床的驗收準備………………………………………………………………… 229

5.2.1 數(shù)控機床的供貨檢查及外觀檢查……………………………………………… 229

5.2.2 數(shù)控機床的場地安裝質量檢查………………………………………………… 230

5.2.3 數(shù)控機床驗收工具的準備……………………………………………………… 231

5.3 數(shù)控機床的精度驗收………………………………………………………………… 236

5.3.1 數(shù)控機床的幾何精度檢驗……………………………………………………… 237

5.3.2 數(shù)控機床的定位精度檢驗……………………………………………………… 246

5.3.3 數(shù)控機床的切削精度檢驗……………………………………………………… 252

5.4 數(shù)控機床的性能與功能驗收………………………………………………………… 256

5.4.1 數(shù)控機床的性能檢驗…………………………………………………………… 256

5.4.3 數(shù)控機床的空載運行檢驗……………………………………………………… 258

5.5 數(shù)控系統(tǒng)的驗收……………………………………………………………………… 258

5.5.1 控制柜內元器件的緊固檢查…………………………………………………… 259

5.5.2 輸入電源的確認………………………………………………………………… 259

5.5.3 數(shù)控系統(tǒng)與機床的接口確認…………………………………………………… 260

5.5.4 數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設定確認……………………………………………………… 260

5.5.5 接通電源狀態(tài)下的機床狀態(tài)檢查……………………………………………… 261

5.5.6 手輪進給檢查各軸運轉情況…………………………………………………… 262

5.5.7 機床精度檢查…………………………………………………………………… 262

5.5.8 機床性能及數(shù)控功能檢查……………………………………………………… 262

5.5.9 驗收記錄………………………………………………………………………… 262

思考與練習題………………………………………………………………………………… 263

第6章 機電設備安裝調試的注意事項……………………………………………………… 264

6.1 機械部分安裝調試的注意事項……………………………………………………… 264

6.1.1 主軸箱安裝調試的注意事項…………………………………………………… 264

6.1.2 滾珠絲杠螺母副安裝調試的注意事項………………………………………… 266

6.1.3 直線滾動導軌安裝調試的注意事項…………………………………………… 266

6.2 數(shù)控機床液壓系統(tǒng)的安裝調試注意事項…………………………………………… 267

6.2.1 清洗液壓系統(tǒng)的注意事項……………………………………………………… 267

6.2.2 安裝液壓件的注意事項………………………………………………………… 268

6.2.3 液壓系統(tǒng)調試的注意事項……………………………………………………… 268

6.2.4 包裝與運輸要求………………………………………………………………… 269

6.3 數(shù)控機床氣動系統(tǒng)的安裝調試注意事項…………………………………………… 269

6.3.1 氣動系統(tǒng)安裝的注意事項……………………………………………………… 269

6.3.2 氣動系統(tǒng)調試的注意事項……………………………………………………… 270

6.3.3 氣動系統(tǒng)維護的注意事項……………………………………………………… 271

6.4 數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)的安裝調試注意事項…………………………………………… 271

6.4.1 數(shù)控系統(tǒng)安裝調試的注意事項………………………………………………… 271

6.4.2 電氣接線注意事項……………………………………………………………… 272

6.5 數(shù)控機床機電聯(lián)調的注意事項……………………………………………………… 273

6.6 數(shù)控機床安裝環(huán)境的注意事項……………………………………………………… 274

6.6.1 工作環(huán)境的要求………………………………………………………………… 274

6.6.2 數(shù)控機床就位的注意事項……………………………………………………… 274

思考與練習題………………………………………………………………………………… 274

附錄 《機械設備安裝工程施工及驗收通用規(guī)范》注解……………………………………… 275

參考文獻………………………………………………………………………………………… 283

該教材是在董景新、趙長德、郭美鳳、陳志勇、李冬梅編著的《控制工程基礎》第3版的基礎上重新編寫的。《控制工程基礎》第3版自2009年6月正式出版已五年多。自第1、2、3版教材相繼出版以來，該教材隨著“控制工程基礎”課程在全國各高等院校的機械類、儀器類等非控制專業(yè)逐漸普遍開設，以及本教材聲譽的不斷提升，對教材的需求量也穩(wěn)步增加。自出版以來根據(jù)需求該教材多次重新印刷，第1版11年時間累計印刷11次，總印數(shù)達53000冊；第2版5年多時間累計印刷10次，總印數(shù)達60000冊；第3版不到5年時間就累計12次印刷，總印數(shù)已達62500冊。

本課程相繼被評為清華大學、北京市和國家級精品課程，國家級精品資源共享課；清華大學等院校也將本課程確定為機械學院平臺課。除本校使用該教材外，另有約100所兄弟院校的儀器儀表類和機械類專業(yè)將我們編著的教材選為使用教材和研究生入學考試參考書。隨著需求量的增加，我們深感責任的加重，促使我們對于教材的編寫精益求精、與時俱進，于是由目前在教學第一線的教師進一步編寫了第4版教材。

第4版教材在以前各版的基礎上各章都作了或多或少的補充和修改。鑒于LabVIEW是更加直觀方便的圖形化程序編譯平臺，在控制工程中得到越來越多的應用，增加了LabVIEW工具在控制工程應用的內容，獨立成章，該章節(jié)由劉云峰副教授完成。該章介紹了借助LabVIEW，進行控制系統(tǒng)的數(shù)學建模、時間響應分析、頻域響應分析、系統(tǒng)穩(wěn)定性分析和系統(tǒng)綜合校正設計等。同時，為了方便更好地理解掌握教材其他章節(jié)論述的概念和方法，特基于LabVIEW設計編寫了配合教材使用的控制系統(tǒng)動態(tài)仿真、分析、演示軟件，不僅可以完成對控制系統(tǒng)在時域和頻域進行特性仿真分析，還可以動態(tài)地分析和演示控制系統(tǒng)中不同參數(shù)及參數(shù)變化對系統(tǒng)特性的影響。

另外，根據(jù)實際工程和科研的基本需求和多年的教學經(jīng)驗，在各章節(jié)內容論述上力求概念表達清楚準確，加強對問題的歸納說明，同時也適當增加了一些諸如內模原理和內?？刂坪喴榻B的內容。

全書由董景新教授整理統(tǒng)編。

該教材廣泛參考了國內外同類教材和其他有關文獻，保持并突出以下特點:第4版前言控制工程基礎（第4版）(1) 突出機械運動作為主要受控對象，并對其數(shù)學模型和分析綜合重點研究;

(2) 對自動調節(jié)原理基本內容表達清楚，著重基本概念的建立和解決機電控制問題的基本方法的闡明，并簡化或略去與機電工程距離較遠、較艱深的嚴格數(shù)學推導內容;

(3) 引入和編寫較多的例題與習題，便于自學;

(4) 反映機電一體化新技術和新分析方法。

對于屬于該書領域的非基本內容，但在本領域文獻中時有出現(xiàn)的較為繁難的部分，該教材中也作了一定介紹，其有關章節(jié)前注以“”號。

在有關LabVIEW章節(jié)的編寫中，得到NI公司中國區(qū)劉洋工程師在實驗設備和技術方面的支持幫助，并提供了部分素材，在此致謝！

該教材的編寫得到了國家高等教育精品課建設項目、北京市高等教育精品教材建設項目和清華大學精品課建設項目經(jīng)費的支持，納入985清華大學名優(yōu)教材立項資助，在此表示衷心感謝。

編者2014年10月

理論力學（第4版）修訂背景

《理論力學（第1版）》于2002年出版，被評為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材?！独碚摿W（第2版）》于2007年出版，被評為“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材。《理論力學（第3）》于2014年出版，增加了部分內容，擴展了教材的使用范圍。為適應教學發(fā)展的需要，編者編寫了《理論力學（第4版）》。

理論力學（第4版）修訂情況

《理論力學（第4版）》在文字方面保留了《理論力學（第3版）》的體系和風格，對教材的內容和習題做了增刪和修改，同時修正了第3版中的錯誤。該教材的修改工作和二維碼內容是由劉習軍執(zhí)筆和完成的。教研室的張素俠等部分教師參加了對修改內容的討論。

理論力學（第4版）出版工作

2019年5月20日，《理論力學（第4版）》由機械工業(yè)出版社出版。