在机脚中使用定位销的替代方法

定位销机械的做法一个多世纪前，它最初是在美国海军内部构思的。这项创新是由于需要解决海军水面舰艇和潜艇中直接耦合的旋转机械在船上面临的极端条件的需要，这些条件与温度变化、海上风暴以及由下列因素产生的力相关的船体和基础挠度有关。弹药（发射炮弹和承受深水炸弹）。导致使用定位销的最初和持续关注是位置安全性。

鉴于超重是海军和商船的一个主要问题，使机械基础结构的重量是安装在其上的机械质量的三到五倍的正确工程实践是不切实际的，导致更脆弱、更灵活的基础。这是海军使用销钉机的主要理由，这种做法几乎被普遍采用。

二战后，美国处理旋转机械的绝大多数工业维修劳动力都来自曾在海军服役的人，因为这是迄今为止武装部队的一个分支大多数此类机械和维护需求。由于海军的传统和训练，不分青红皂白地固定所有旋转机械的做法被过滤到陆地设施上，尽管这种做法不再有任何技术理由。

位置安全：技术考虑
机械的现代工程设计考虑了由于操作负载应力和热增长而导致的正常位置变化，并假设机器安装在设计合理的基础结构上，并且地脚螺栓或螺柱和螺母的等级正确被使用，并且这些被扭转到适当的值。如果满足这些条件，则没有理由要求机器支架采用销钉固定，因为正确扭矩的正确等级的地脚螺栓足以将机器锚定到位，抵抗所有操作负载应力和预期位置变化，特别是在垂直方向。由于横向（水平）位置变化的发生是正常的，因此对位置安全的要求是没有实际意义的。此外，大多数优质挠性联轴器的设计允许设置适当的轴向间隙，以适应可能发生的任何预期的轴向增长或移动。当不需要这种运动时，可以使用推力环或推力轴承或其他类似机构来控制或防止这种运动。

因此，剩下的唯一问题是水平面上的位置安全性。由于各种原因，定位销不适合作为解决此问题的解决方案。第一个来自定位销机构本身的物理特性：

如果对机器支脚施加横向力，该力将仅集中在圆形锥形定位销圆周上的一个点上。从本质上讲，这个销只不过是一个大圆（地脚螺栓孔）内的一个小圆。从平面几何上，我们知道两个直径不同的圆，一个在另一个中，如果接近，首先只会接触到一个点。因此，可以说销不会对施加在其上的横向力提供很大的阻力，并且很容易开始压碎。这种挤压变形将持续，直到销现在变成略微椭圆形，并且它提供的表面积，就其抵抗施加在其上的负载的阻力而言，现在大于销本身的强度。此后，销开始弯曲。

这种效果可以很容易地证明：将千分表安装在用销钉固定的机器支脚的一侧，并用坚固的起重螺钉在另一侧施加侧向力。将观察到 10 到 15 千分之几（0.010 到 0.015）英寸的相对不受阻碍的运动。无法阻止横向运动使定位销无法对这种运动起到适当的威慑作用，因此，它作为一种确保机器位置安全的机制变得不切实际。

除了上面的说法，如果如前所述，施加的外力足够大，那么在导致销钉轻微挤压的运动发生后，进一步运动将导致整个销钉针弯曲。

这种变形更容易发生，因为定位销通过脚内的过盈配合和底座内的过盈配合支撑在横向平面中；然而，在垫片支撑脚的区域，销没有任何支撑——字面上，它在空中。因此，它在该区域容易弯曲，形成S形或狗腿形的定位销，极难拔出，给磨工带来无穷无尽的麻烦。

位置安全：替代解决方案
如果特定的机器安装需要采取额外措施来确保水平面的位置安全，我们认为最好的选择是安装设计良好的水平和轴向顶推机构，可以紧贴机器支脚。但是，必须非常小心，以免机器在运行条件下发生位置变化，因为如果发生这种变化，机器可能会在千斤顶之间弯曲或扭曲，从而产生比任何可能发生的更严重的问题由机器的不受限制的运动开始。

完全相同的论点可以反对在多个位置使用销钉固定机器支架，因为这样会产生相同的过度约束条件。必须记住，在“冷”停止状态和在线“热”运行状态之间发生横向和轴向生长或移动是正常的。精心设计的挠性联轴器和机器本身的弯曲允许这种运动被吸收并通过在冷和停止条件下故意将机器“错位”到将发生的位置变化的确切目标规格来补偿处于热运行状态。

其他注意事项：位置可重复性
如果位置可重复性是主要关注点，而不是位置安全性，那么定位销不是满足此要求的最佳机制。相反，在获得令人满意的最终对准后，建议小心地将两小块钥匙焊接到机器的对角线上。然后可以移除和更换机器，并具有出色的可重复性或与其初始位置的相关性。另一方面，定位销几乎永远不会像它们被移除之前那样完全吻合。这导致机器在重新安装时相对于其初始位置倾斜。此外，当定位销无法轻松地安装在其原始孔中时，而不是通过尝试精确地重新定位机器来解决这种情况，直到它适合时，经验告诉我们，工厂商会选择钻一个新孔，因为这通常不那么乏味和耗时。当这种做法被禁止时，在时间压力下的工人可能会选择偷偷地切断定位销并将销的顶部锤入孔中作为孔中的“塞子”。如果不实际移除更改的定位销，主管是不可能检测到这一点的。

锥形定位销

结论
鉴于上述考虑，不推荐使用定位销来保证旋转机械的位置安全。也不推荐使用定位销来保证位置可重复性。相反，应该采用更有效的替代解决方案。

作者简介：
Alan Luedeking 是 Ludeca Inc. 的对齐技术支持和培训经理。可以通过 305-591-8935 或 [email protected] 与他联系。有关 Ludeca 的更多信息，请访问 www.ludeca.com。