表架撓度對軸對中測量數據的影響及修正

趙聚運

中國石油天然氣第七建設有限公司 山東青島 266300

在壓縮機組的軸系對中找正操作中，一般都采用激光對中法、單表找正法或三表找正法來進行同軸度的對中操作，其中三表找正法是應用最為廣泛的方法。與激光對中儀相比，任何一種打表找正法，都不同程度地存在表架撓度變化對打表讀數的影響，使檢測出的數值與真實數值之間存有一定的誤差，最終會影響壓縮機組的正常運行。

1 三表找正法簡介

轉運機組聯軸器的對中找正工作，是機組安裝檢修過程中十分重要的環節。通過聯軸器的對中找正，使機組的各軸心線達到同軸的要求，消除各軸在聯軸器處不應有的機械應力，使機組安裝檢修后，運轉時各軸仍能保持合理的對中狀態，從而保證機器能長期、平穩、正常地連續運轉。

三表找正法是指在機組軸系對中的操作過程中，在找正架上同時安裝三塊百分表，檢測時以基準軸(主動軸)為準，通過手動旋轉主、從動軸，讀出檢測三表的數值，得出主軸和從動軸分別在兩半聯軸器的端面、軸向傾斜及徑向位移的偏差，從而以檢測數值確定出從動機各支腳處的調整量及調整方向，使其達到所需的冷態對中數值要求范圍。

三表找正法的其中一塊表為徑向表，用來測量被測軸上測點的徑向位移（同心度）偏差；另兩塊表為軸向表，互成180°。反向架設的在直徑方向上均布的兩塊表，用來檢測輪轂端面上測點在水平和垂直方向上的軸向傾斜（平行度）偏差，偏差值的大小為兩塊軸向表的差值，詳見圖1。

圖1 三表找正示意圖

2 表架撓度對軸對中數據的影響

機組聯軸器的對中找正在機器安裝過程中占有非常重要的地位，是最關鍵的工序。聯軸器對中找正的質量，直接影響機器效能的發揮及其使用壽命。如果機器各軸對中不合理，機組投產運轉時會引起機器的振動，以及軸承、齒輪聯軸器等轉動部件的磨損。

三表找正法的找正表架一般為自制，對中的取用標準為設備制造廠商提供的機組冷態找正曲線。由于找正架屬于懸臂結構，固定端與設備半聯軸節相連，表端懸空至另一半聯軸節處，懸臂的重量加上百分表的重量都作用在固定端上，這樣就使整個找正架出現一定程度的撓度變化。這個撓度變化會不同程度地影響打表數值，使檢測出的表值與實際值之間產生誤差，尤其是兩半聯軸節之間的軸端距離較大時，表值與實際值之間的誤差就更大。這就需要對這種誤差影響進行消除、減小和修正，使打表數值能真實地反映機組軸系的具體情況，最終準確地調整設備間的軸對中，進而使壓縮機的運行安全、平穩。

3 表架撓度的實測與消除

3.1 撓度檢測工裝制作

撓度檢測工裝示意圖如圖2 所示。

（1）制作加工厚度為20mm 的兩片圓盤，要求圓盤的平面和外圓面具有一定的粗糙度。將件1 的兩片圓盤固定到有足夠剛性的件6 圓鋼上，制作時可使其中一塊圓盤能在件6 上自由竄動，以適應不同長短距離的找正架，并能緊固牢靠。

（2）安裝轉子支架，檢測工裝制作完成。工裝制作時要特別注意：整個工裝在旋轉過程中一定要保持足夠的強度剛性，保證不產生撓性變形。

（3）如圖2 所示，將需檢測的找正架安裝到檢測工裝上，調整兩圓盤之間的距離，并架設好一塊徑向表、兩塊軸向表。徑向表的表針觸在圓盤的圓周面上，軸向表的表針觸在圓盤的平面上。

圖2 檢測工裝示意圖

3.2 撓度變化數據檢測

盤動檢測工裝，先使找正架處于頂部，將徑向和軸向百分表從頂部0°位置調到0 位；然后慢慢盤動工裝，分別使百分表處于0°、90°、180°和270°，并記錄百分表數值（圖3）；最后回到0°位置，三塊百分表讀數歸0（百分表表桿壓縮為正值、伸長為負值），得到一組完整的測量數據。為了提高精確度，可以重復多次測量，確保數據的可重復性，避免誤差的影響。

圖3 百分表讀數

由圖3 可見，撓度對于百分表在水平方向上的影響是相同的，差值是0，表明其在水平方向對百分表的測量結果沒有影響。而在垂直方向上，在0°和180°上撓度對百分表的影響方向相反，其差值是撓度的兩倍，不可相互抵消，直接影響百分表的讀數和測量結果。如圖3 所示，徑向撓度值為0.10mm，軸向撓度值為0.02mm。

3.3 表架撓度消除與數據修正

在軸系的實際測量中，要保證測量數據的真實性，必須考慮表架的撓度影響。在檢測表架撓度值時，對于不同軸間距和測量直徑的找正架，可調整工裝以適應找正架的實際大小，根據檢測出的表架撓度值對實際檢測出的軸系百分表讀數進行修正。

如以字母γ 表示徑向撓度值，以字母β 表示軸向撓度值，在實際的軸系對中工作中，徑向實測百分表讀數在0°、90°、180°、270°的相對位置上分別加上- γ、0、γ、0，所得數據即為軸系對中的徑向偏差值。同樣，在軸向實測百分表讀數的0°、90°、180°、270°相對位置上分別加上- β、0、β、0，所得數據即為軸系對中的軸向向偏差值（圖4）。

圖4 數據修正

4 結束語

表架撓度中的同心度撓度和平行度撓度，在施工中必須同時消除。每種表架的實際撓度值應通過實際使用的表架進行測量，并加以消除。通過現場實踐，驗證了撓度數值修正的正確性，使設備的軸對中工作獲得了精確的找正效果，從而使設備的安全平穩運行得到了更大的保障。