转动设备安装对中的技术与方法运用

徐定文

(重庆市开县第七建筑工程公司,重庆 401122)

1 设备安装对中概论

在设备安装过程中,应遵循正确的设备安装、找平和对中程序,可以减少很多维修问题,并延长其设备寿命。对中就是对采用联轴器连接(传递动力)的设备或机组进行不同轴度的调整过程,目的是使轴中心线对准。对中质量较差的联轴节会导致轴承和管件的承重负荷增大、轴弯曲、振动起伏(高)、磨损、联轴节损坏、密封寿命缩短、停机时间增多等,会增加设备重新对中成本费用。

2 设备联轴器不对中的主要原因

(1)软脚导致的不对中。当设备的所有支撑腿不能相等地支撑设备的重量时,这种现象称之为“软脚”。软脚是造成轴不对中的主要原因,它会使设备外壳受力并使轴承孔变形为椭圆。

(2)热量变化导致的不对中。在设备运行期间,驱动装置和从动装置之间不同程度的热胀或冷缩量,导致过大的不对中量。

(3)百分表支架挠度(变形)引起测量误差,导致的不对中。

3 设备对中的先决条件

3.1 软脚的确定和纠正

(1)在设备精确对中前,必须先确定并纠正软脚的未对中量。激光对中仪器装有程序,它不但可以判定软脚,还可以计算出纠正软脚所需要的垫片数量(厚度);塞规快速法或百分表检测法是判定软脚类型的两种普通方法。

(2)纠正软脚。①拆下驱动器,把机器底座和支脚加工平整;②调整设备零部件的对中;③对于角形软脚,可以手动切割刻度垫片或叠层垫片;④如果底座或支脚出现磨损,可以用专为此目的制造的聚合产品加厚;⑤使用由合成橡胶材料制作的垫片,合成橡胶可以填充不规则的间隙,该产品与钢垫片配套使用,消除角形的或不规则的软脚。

3.2 确定并纠正百分表支架挠度值

3.2.1 确定挠度值大小

(1)取一直段轴或管子,把它支撑在水平位置上,这样它就可以旋转(最好使用车床);

(2)按照百分表及其支架装置装在联轴节上时相同的跨距,安装百分表和其支架装置;

(3)在 180°位置旋转百分表,使其表壳刻度对准零位;(4)把轴从 180°旋转至 360°(0°)位置;

(5)如果没有挠度值,百分表读数为零;如果有挠度值,百分表计数为正值;如果不纠正挠度值,那么对中误差将是该读数的 1/2。

3.2.2 纠正挠度值

当百分表位于 0°位置时,把百分表壳刻度设定到一个正值,这个正值等于事先确定的挠度值。如果把百分表设定为180°的位置时,百分表表壳刻度应设定为一个负值,这个负值应等于事先确定的挠度。在测量过程中,先把百分表的指针调整到 0mm,当百分表旋转一周后取得的读数,应该在180°方向减去挠度值,在 90°和 270°方向减去挠值的 1/2后的值,才是百分表在联轴节上的真实读数。

3.3 预先切开垫块

在设备安装对中过程中,垫块起着非常重要的作用,使用预先切开的电机座的不锈钢垫块,是对中的先决条件。

预先切开的垫块的标准厚度为 0.001″～0.125″(0.025 mm～3.175mm),且能保证适度间隙,垫片能覆盖安装支脚最大的垫块尺寸,以获得最大接触面。

正确使用垫块,以减少重叠的垫块造成弹出现象,少用垫块获得最佳的重叠厚度。

3.4 设备状态的检查

设备联轴节对中前,应检查其本身及安装的垫板(支脚)有无锈蚀、脏物、毛刺或油漆,若有应用刮刀或锉刀去除任何突出缺陷;并用扳手检查底座地脚螺栓、底座是否牢固地固定在基础上,以及从动装置是否牢固地栓接在底座上。若需调整电机或从动装置,应允许在电机下面垫垫块或移动从动装置。在所有轴承处于常温状态下时,检查联轴节两端和外边沿的跑偏,同时旋转联轴节两半来补偿偏差。因此,所有读数都取自联轴节上的相同位置,检查与设备的所有连接处均已连接好,尽量减少这些附件上的应力。

4 设备对中方法

转动设备联轴节对中是设备安装过程中最关键的一步。

联轴节对中方法有:①用直尺和塞规初略对中;②边沿和表面标刻度;③标“十字”法;④图表法;⑤反转读数法及激光器;⑥圆周和端面找正法等。

常用边沿和表面标刻度法,其优点是测量次数少,不需同时盘动两轴,操作方便,宜在结构紧凑的场合使用;其缺点是计算和图解过程较复杂。

当对中要求比粗略对中要求更严格时,可使用圆周和端面找正法。用百分表精确测量轴的不对中量,一般使用两块百分表,一块用来测量径向,另一块用来测量轴向。

5 设备对中操作技术

5.1 圆周和端面对中时百分表的装配

百分表必须装在稳固的、无挠度的支撑(支架)上,支架类型和需要的硬件取决于联轴节形式和可接近性。

百分表将读取联轴节一个半块的读数,端面读数百分表可能需要一种叫做摆动器的附件来加固,以方便读数的提取。

在特殊情况下,联轴节两个半块必须分开,且拆除联轴节垫块,以有助于端面读数百分表的装配。如果联轴节两个半块之间的距离比较大,就需要制作一个特殊的百分表支架,横跨联轴节两个半块之间的间隙。

5.2 检查装配的正确性

在执行该步骤之前,装置应该初略找正并完成预找正检查(如挠度、软脚等)。

(1)把百分表装在联轴节驱动器端定位百分表,提取从动装置圆周(外径)和端面的读数,把百分表柱塞定位在其行程一半的地方。

(2)在联轴节一个半块上安装百分表,把百分表连同联轴节另一半块一起转动,作上拼合点标记以保持读数的相对位置。

(3)旋转百分表表盖,把两个百分表归零在 0°位置,把圆周(边沿)读数百分表调整到预先确定的挠度。

(4)现在旋转轴 ,在 90°、180°和 270°位置处记录两个百分表的读数。

(5)把 90°位置处获取的读数加上 270°位置处获取的读数之和与 180°位置处获取的读数相比较,判断百分表装配的精确性,如果必要的话,纠正百分表装配。

5.3 测量垂直对中

(1)在 180°位置提取垂直对中量读数;

(2)用算术公式计算(见实例)出前、后驱动器安装支脚垫片变化量,确定需要增加还是减少垫片;

(3)根据计算结果,先调整前支脚垫片,再调整后支脚垫片。

5.4 测量水平对中

(1)重新定位百分表,并把它归零 270°位置;

(2)在 90°位置提取两个百分表的读数,确定水平对中量;

(3)使用算术公式(见实例),计算垫片的调整量。

(4)根据计算结果,重新定位驱动器,为了获得精确的可控制的移动量,在每个支脚调整好后,用找正螺钉(如果装配有)和百分表在每个支脚上读数。

6 圆周和端面对中法对中卧式水泵对中运用

6.1 泵对中调整

转动设备安装中泵(P1)是一台卧式水泵,重量为 41 kg,精度要求为 0.05mm。操作记录见图 1。

根据上述第一次测量结果计算中心偏差为:

端面:上开口 b=B2-B4=-0.01-0.07=-0.08mm

左开口 b'=B1-B3=0-0.06=-0.06mm

圆周:垂直偏差 a=(A1-A3)/2=[0-(-0.15+0.04)]/2=0.055mm

垂直偏差 a'=(A2-A4)/2=[(-0.13+0.02)-(-0.02+0.02)]/2=0.055mm

以上数值均超过联轴器联接时的允许标准,需重新进行调整。

垂直调整量:

1#支脚:y1=L1b/d+a=220×(-0.08)/85+0.055=-0.15mm

2#支脚:y2=(L1+L2)b/d+a=(220+150)×(-0.08)/85+0.055=-0.29mm

水平调整量:

1#支脚:x1=L′b′/d+a′=220 ×(-0.06)/85-0.055=-0.21mm

2#支脚:x2=(L1+L2)×b′/d+a′=(220+150)×(-0.06)/85-0.055=-0.32mm

因此,电机前支脚 1#向下移动 0.15mm,向右移动 0.21 mm;后支脚 2#应向下移动 0.29mm,向左移动 0.32mm。

6.2 重新检查对中并保留记录

(1)对上调整量进行调整后,在联轴节 4个位置处重新取得最新读数,从而检查对中,如果驱动器对中未处于标准范围内,那么检查百分表装配,然后再重复该步骤。

(2)记录最终符合要求的径向和轴向读数,测量其间百分表的摆动直径以备将来参考。P1泵根据上述调整后,测得最终数据,再计算两轴线的实际位移。

两轴轴线在水平方向的径向位移:

两轴轴线在垂直方向的径向位移:

两轴轴线的实际径向位移:

两轴轴线在水平方向的轴向位移:

图1 水泵安装调整

两轴轴线在垂直方向的轴向位移:

两轴轴线实际的轴向位移:

式中:d为测点处的直径;a为径向位移;q为轴向位移;A、B为测量点读数;L为两点间距离。

综上所述,现场实数据和相应公式运用计算的误差值,已符合设计及规范要求,即达到了设备对中调整的目的。

[1]杨文柱.设备安装工艺[M].北京:中国建筑工业出版社,1989

[2]王清训.机电工程管理与实务(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007