轉動設備安裝對中的技術與方法運用

徐定文

(重慶市開縣第七建筑工程公司,重慶 401122)

1 設備安裝對中概論

在設備安裝過程中,應遵循正確的設備安裝、找平和對中程序,可以減少很多維修問題,并延長其設備壽命。對中就是對采用聯(lián)軸器連接(傳遞動力)的設備或機組進行不同軸度的調整過程,目的是使軸中心線對準。對中質量較差的聯(lián)軸節(jié)會導致軸承和管件的承重負荷增大、軸彎曲、振動起伏(高)、磨損、聯(lián)軸節(jié)損壞、密封壽命縮短、停機時間增多等,會增加設備重新對中成本費用。

2 設備聯(lián)軸器不對中的主要原因

(1)軟腳導致的不對中。當設備的所有支撐腿不能相等地支撐設備的重量時,這種現(xiàn)象稱之為“軟腳”。軟腳是造成軸不對中的主要原因,它會使設備外殼受力并使軸承孔變形為橢圓。

(2)熱量變化導致的不對中。在設備運行期間,驅動裝置和從動裝置之間不同程度的熱脹或冷縮量,導致過大的不對中量。

(3)百分表支架撓度(變形)引起測量誤差,導致的不對中。

3 設備對中的先決條件

3.1 軟腳的確定和糾正

(1)在設備精確對中前,必須先確定并糾正軟腳的未對中量。激光對中儀器裝有程序,它不但可以判定軟腳,還可以計算出糾正軟腳所需要的墊片數(shù)量(厚度);塞規(guī)快速法或百分表檢測法是判定軟腳類型的兩種普通方法。

(2)糾正軟腳。①拆下驅動器,把機器底座和支腳加工平整;②調整設備零部件的對中;③對于角形軟腳,可以手動切割刻度墊片或疊層墊片;④如果底座或支腳出現(xiàn)磨損,可以用專為此目的制造的聚合產品加厚;⑤使用由合成橡膠材料制作的墊片,合成橡膠可以填充不規(guī)則的間隙,該產品與鋼墊片配套使用,消除角形的或不規(guī)則的軟腳。

3.2 確定并糾正百分表支架撓度值

3.2.1 確定撓度值大小

(1)取一直段軸或管子,把它支撐在水平位置上,這樣它就可以旋轉(最好使用車床);

(2)按照百分表及其支架裝置裝在聯(lián)軸節(jié)上時相同的跨距,安裝百分表和其支架裝置;

(3)在 180°位置旋轉百分表,使其表殼刻度對準零位;(4)把軸從 180°旋轉至 360°(0°)位置;

(5)如果沒有撓度值,百分表讀數(shù)為零;如果有撓度值,百分表計數(shù)為正值;如果不糾正撓度值,那么對中誤差將是該讀數(shù)的 1/2。

3.2.2 糾正撓度值

當百分表位于 0°位置時,把百分表殼刻度設定到一個正值,這個正值等于事先確定的撓度值。如果把百分表設定為180°的位置時,百分表表殼刻度應設定為一個負值,這個負值應等于事先確定的撓度。在測量過程中,先把百分表的指針調整到 0mm,當百分表旋轉一周后取得的讀數(shù),應該在180°方向減去撓度值,在 90°和 270°方向減去撓值的 1/2后的值,才是百分表在聯(lián)軸節(jié)上的真實讀數(shù)。

3.3 預先切開墊塊

在設備安裝對中過程中,墊塊起著非常重要的作用,使用預先切開的電機座的不銹鋼墊塊,是對中的先決條件。

預先切開的墊塊的標準厚度為 0.001″～0.125″(0.025 mm～3.175mm),且能保證適度間隙,墊片能覆蓋安裝支腳最大的墊塊尺寸,以獲得最大接觸面。

正確使用墊塊,以減少重疊的墊塊造成彈出現(xiàn)象,少用墊塊獲得最佳的重疊厚度。

3.4 設備狀態(tài)的檢查

設備聯(lián)軸節(jié)對中前,應檢查其本身及安裝的墊板(支腳)有無銹蝕、臟物、毛刺或油漆,若有應用刮刀或銼刀去除任何突出缺陷;并用扳手檢查底座地腳螺栓、底座是否牢固地固定在基礎上,以及從動裝置是否牢固地栓接在底座上。若需調整電機或從動裝置,應允許在電機下面墊墊塊或移動從動裝置。在所有軸承處于常溫狀態(tài)下時,檢查聯(lián)軸節(jié)兩端和外邊沿的跑偏,同時旋轉聯(lián)軸節(jié)兩半來補償偏差。因此,所有讀數(shù)都取自聯(lián)軸節(jié)上的相同位置,檢查與設備的所有連接處均已連接好,盡量減少這些附件上的應力。

4 設備對中方法

轉動設備聯(lián)軸節(jié)對中是設備安裝過程中最關鍵的一步。

聯(lián)軸節(jié)對中方法有:①用直尺和塞規(guī)初略對中;②邊沿和表面標刻度;③標“十字”法;④圖表法;⑤反轉讀數(shù)法及激光器;⑥圓周和端面找正法等。

常用邊沿和表面標刻度法,其優(yōu)點是測量次數(shù)少,不需同時盤動兩軸,操作方便,宜在結構緊湊的場合使用;其缺點是計算和圖解過程較復雜。

當對中要求比粗略對中要求更嚴格時,可使用圓周和端面找正法。用百分表精確測量軸的不對中量,一般使用兩塊百分表,一塊用來測量徑向,另一塊用來測量軸向。

5 設備對中操作技術

5.1 圓周和端面對中時百分表的裝配

百分表必須裝在穩(wěn)固的、無撓度的支撐(支架)上,支架類型和需要的硬件取決于聯(lián)軸節(jié)形式和可接近性。

百分表將讀取聯(lián)軸節(jié)一個半塊的讀數(shù),端面讀數(shù)百分表可能需要一種叫做擺動器的附件來加固,以方便讀數(shù)的提取。

在特殊情況下,聯(lián)軸節(jié)兩個半塊必須分開,且拆除聯(lián)軸節(jié)墊塊,以有助于端面讀數(shù)百分表的裝配。如果聯(lián)軸節(jié)兩個半塊之間的距離比較大,就需要制作一個特殊的百分表支架,橫跨聯(lián)軸節(jié)兩個半塊之間的間隙。

5.2 檢查裝配的正確性

在執(zhí)行該步驟之前,裝置應該初略找正并完成預找正檢查(如撓度、軟腳等)。

(1)把百分表裝在聯(lián)軸節(jié)驅動器端定位百分表,提取從動裝置圓周(外徑)和端面的讀數(shù),把百分表柱塞定位在其行程一半的地方。

(2)在聯(lián)軸節(jié)一個半塊上安裝百分表,把百分表連同聯(lián)軸節(jié)另一半塊一起轉動,作上拼合點標記以保持讀數(shù)的相對位置。

(3)旋轉百分表表蓋,把兩個百分表歸零在 0°位置,把圓周(邊沿)讀數(shù)百分表調整到預先確定的撓度。

(4)現(xiàn)在旋轉軸 ,在 90°、180°和 270°位置處記錄兩個百分表的讀數(shù)。

(5)把 90°位置處獲取的讀數(shù)加上 270°位置處獲取的讀數(shù)之和與 180°位置處獲取的讀數(shù)相比較,判斷百分表裝配的精確性,如果必要的話,糾正百分表裝配。

5.3 測量垂直對中

(1)在 180°位置提取垂直對中量讀數(shù);

(2)用算術公式計算(見實例)出前、后驅動器安裝支腳墊片變化量,確定需要增加還是減少墊片;

(3)根據計算結果,先調整前支腳墊片,再調整后支腳墊片。

5.4 測量水平對中

(1)重新定位百分表,并把它歸零 270°位置;

(2)在 90°位置提取兩個百分表的讀數(shù),確定水平對中量;

(3)使用算術公式(見實例),計算墊片的調整量。

(4)根據計算結果,重新定位驅動器,為了獲得精確的可控制的移動量,在每個支腳調整好后,用找正螺釘(如果裝配有)和百分表在每個支腳上讀數(shù)。

6 圓周和端面對中法對中臥式水泵對中運用

6.1 泵對中調整

轉動設備安裝中泵(P1)是一臺臥式水泵,重量為 41 kg,精度要求為 0.05mm。操作記錄見圖 1。

根據上述第一次測量結果計算中心偏差為:

端面:上開口 b=B2-B4=-0.01-0.07=-0.08mm

左開口 b'=B1-B3=0-0.06=-0.06mm

圓周: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

以上數(shù)值均超過聯(lián)軸器聯(lián)接時的允許標準,需重新進行調整。

垂直調整量:

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

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

水平調整量:

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

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

因此,電機前支腳 1#向下移動 0.15mm,向右移動 0.21 mm;后支腳 2#應向下移動 0.29mm,向左移動 0.32mm。

6.2 重新檢查對中并保留記錄

(1)對上調整量進行調整后,在聯(lián)軸節(jié) 4個位置處重新取得最新讀數(shù),從而檢查對中,如果驅動器對中未處于標準范圍內,那么檢查百分表裝配,然后再重復該步驟。

(2)記錄最終符合要求的徑向和軸向讀數(shù),測量其間百分表的擺動直徑以備將來參考。P1泵根據上述調整后,測得最終數(shù)據,再計算兩軸線的實際位移。

兩軸軸線在水平方向的徑向位移:

兩軸軸線在垂直方向的徑向位移:

兩軸軸線的實際徑向位移:

兩軸軸線在水平方向的軸向位移:

圖1 水泵安裝調整

兩軸軸線在垂直方向的軸向位移:

兩軸軸線實際的軸向位移:

式中:d為測點處的直徑;a為徑向位移;q為軸向位移;A、B為測量點讀數(shù);L為兩點間距離。

綜上所述,現(xiàn)場實數(shù)據和相應公式運用計算的誤差值,已符合設計及規(guī)范要求,即達到了設備對中調整的目的。

[1]楊文柱.設備安裝工藝[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1989

[2]王清訓.機電工程管理與實務(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007