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联轴器找正测量计算方法与实操分析

   【压缩机网】联轴器是用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。因其特性,联轴器被广泛应用于各型式的压缩机上。
  联轴器找正也叫找同心,压缩机电机安装完之后,最后一项工作是给压缩机与电机找正,也就是使压缩机的轴心与电机的轴心在同一直线上,使之在运转中不致振动。联轴器找正大致有两种方法:一种是普通的手工找正,一种是通过测量和计算找正。
  联轴器用普通方法找正,没有测量数据和计算依据,仅凭经验和触觉、视觉,通过加、减垫片进行调整,没有准确度,找正的精度不高,找正时间太长。而用测量方法找正联轴器,在找正理论的基础上,有数据和计算依据,只要测量数据准确,计算值就准确,加减垫片就准确,找正精度高,找正时间短,工作效率高。
  用以上两种方法找正联轴器,对设备运行的影响各有不同。用测量方法高精度找正联轴器,一般来说可以延长设备的使用寿命,具体能延长多少,还没有人认真统计过。不过,笔者经过长期用测量计算方法找正联轴器后对运转设备观察,发现比起普通方法找正联轴器,至少延长一倍的使用寿命。
  电机轴线与主机轴线的同轴度,只要不超过轴承的间隙值,机器运行的振动一般都很小,与拆开联轴器单独开电机运行的振动差不多。因此,联轴器找正的精度要求是:平行偏差值不超过轴承的径向间隙值,角偏差尽量小于0.05mm为好。联轴器找正的精度越高,压缩机主机和电机的轴承、密封填料或机械密封、联轴器中的弹性橡胶元件等的使用寿命就越长,机器运转的振动就越小,运转过程中的噪音就更小,运转部位机械能转化为热能的损失就越小,机器运行的无用功耗就低、有用功耗就高,就会使设备降低电耗而节能,机器运行就越平稳,可靠性就越高。电机轴承和主机轴承经过长期运行后,也不易出现“跑内圆”、“跑外圆”的现象。设备轴承声音若发生了异常,检修设备也好修理,而且很容易恢复设备的性能,联轴器中的弹性橡胶元件不易损坏,可有效地保护好联轴器不被磨损。这是普通联轴器找正方法找正无法达到的。
  设备是生产的物质基础,设备管理人员和技术人员必须清楚高精度找正联轴器对设备运行带来的好处。设备安装维修人员、技术人员能够熟悉且准确应用联轴器找正的测量计算方法,来找正运转设备的联轴器,对生产的高效节能和稳定运行,具有十分重要的意义。
  联轴器找正最基本的理论基础和操作基础为:联轴器找正是调整主机轴线和电机轴线,使其在同一直线上。它是以压缩机主机联轴器为基准,首先通过在电机地脚螺栓附近的底板上加减垫片,调整主机轴线和电机轴线在同一水平面上;然后通过水平方向移动电机,调整电机轴线与主机轴线同轴。具体方法如下:
 
  一、在电机地脚螺栓附近的底板上加减垫片,调整主机轴线和电机轴线在同一水平面上
  (1)作出联轴器找正的几何原理图,推导出联轴器找正加、减垫片的计算公式。设电机联轴器端地脚螺孔处底座应垫高h1,尾座端地脚螺孔处底座应垫高h2,电机轴线就主机轴线在同一水平面上。平行偏差为△h,角偏差为δ,联轴器直径为d,电机联轴器端面至电联端地脚螺孔处的距离为L1,尾座端地脚螺孔处至电机联轴器端面的距离为L2,联轴器找正的几何原理图见图1。从图1中可以看出h1=y1+△h,h2=y2+△h。根据三角形相似的原理得出ΔIFH∽ΔKED,ΔIFH∽ΔCEB。相似三角形对应边成比例,有          联轴器找正测量计算方法与实操分析     ,又由于主机轴线与电机轴线的夹角很小,可以认为IH=δ,FH=d,y1=BE,y2=KE,L1=CE=CB,L2=DE=DK。
联轴器找正测量计算方法与实操分析

联轴器找正测量计算方法与实操分析
联轴器找正测量计算方法与实操分析
联轴器找正测量计算方法与实操分析
联轴器找正测量计算方法与实操分析
  按照图1所示,规定电机轴线在联轴器端高,尾座端低,即联轴器上口大(下口小),δ取正值,反之上口小(下口大)δ取负值;电机联轴器低于主机联轴器,Δh取正值,电机联轴器高于主机联轴器,Δh取负值。测量δ、Δh、d、L1、L2的值代入(1)、(2)式进行计算,得正值时就加垫片,得负值时就减垫片。在相应的电机底座与支承底板间增、减垫片,电机轴线和主机轴线就可以在同一水平面上。
  (2)做好角偏差和平行偏差的测量准备。检查电机地脚螺栓处有无悬空,有悬空用塞尺测量,在加垫片时加上。在电机4颗地脚螺栓附近的支承底板上加同样厚度的垫片,使电机联轴器和主机联轴器基本一样高,并紧固电机地脚螺栓。装联轴器螺栓,不要求紧固好,手动盘车数转正常。主机盘不动车的(如球磨机主机小齿轮轴与电机的联接,手动盘车盘不动小齿轮轴),就不装联轴器螺栓,电机手动盘车正常,紧固电机底座和支承底板连接螺栓,目的是使测量的偏差值准确。测量联轴器的最大直径,或者角偏差测量点的回转直径d, 电机联轴器端面至电联端地脚螺孔处的距离为L1,尾座端地脚螺孔处至电机联轴器端面的距离为L2。
  (3)测量电机联轴器垂直方向的角偏差δ。有以下几种方法:
  第一种,用百分表测量。
  百分表使用方法简介。百分表上有大针、小针和读数等。大针顺时针旋转时,小针就逆时针旋转;大针逆时针旋转时,小针就顺时针旋转。大针显示的是0.01至1.00mm,每小格0.01mm,小针1格是1mm,小针走1格,大针就走1圈。测量时,百分表触头不是伸长,就是被压缩。当设定百分表的读数为零时,记住小针的位置。如果测量值时,百分表的触头被压缩,大针按顺时针旋转数(黑字指示)认表的读数,以表上黑字认出被压缩量小数的读数,小针数值从小变到大,压缩量超过1mm时,以小针读数的增加量认被压缩量的整数,增加1格就是被压缩1mm,被压缩量的整数和小数也就读出来了。
  若设定百分表的读数为零,如果测量数值时,百分表的触头伸长,小针数值从大到小,升长量超过1mm时,以小针读数减小量认升长量的整数,减小1格就是触头伸长1mm,减小2格就是触头伸长2mm。百分表触头伸长,大针是逆时针旋转(红字指示)认表的读数,以表上是红字认升长的小数读,百分表触头伸长量数据就读出来了。
  按图2所示安装百分表,百分表的触头与电机联轴器接触,方向指向主机。百分表触头尽量靠近外圆,其旋转直径为d1,作近似处理取d1=d。盘车数转,确保百分表触头略微受力。盘车使百分表处于垂直方向最高点,将其读数拨到0位,旋转联轴器180°到最低点,这时表的测量值为垂直方向角偏差δ。若此时百分表的触头伸长,则电机轴线是联轴器端高于尾座端,即联轴器上口大(下口小),取正值;若百分表的触头被压缩,则电机轴线是联轴器端低于尾座端,即即联轴器上口小(下口大),取负值。此方法适用于主机可以手动盘车的、可以在联轴器上安装百分表的磁力表座的联轴器找正的角偏差的测量。
联轴器找正测量计算方法与实操分析
  第二种,游标卡尺和外径千分尺测量。适用于难以安装百分表和主机用手盘不动车的联轴器。在联轴器上选取端面平整,影响测量误差小的位置,清理干净此处的杂质和油漆,用记号笔作好记号。按图3所示,盘车将记号位置置于最高点,用游标卡尺或外径千分尺量出S1;盘车将记号位置置于最低点,用游标卡尺或外径千分尺量出S2,联轴器垂直方向的角偏差δ=S1-S2。得正值就取正,得负值就取负。两联轴器之间的间隙也可用塞尺测量。
联轴器找正测量计算方法与实操分析
  第三种,用游标卡尺、千分尺和百分表都不能测量角偏差δ的联轴器,根据联轴器找正原理制作专用工具,用百分表或塞尺进行测量,用塞尺最简单。要具体情况具体分析,在此不多叙述。
  注意:若有轴承磨损引起轴向有串动的情况,必须消除轴向串动,测量的值才可用于计算。
  (4)测量电机联轴器垂直方向的平行偏差Δh。有以下几种测量方法:
  第一种,用百分表测量联轴器的平行偏差Δh。按图4所示安装百分表,百分表的触头与电机联轴器的外圆面接触。盘车数转,保证百分表的触头略微受力。盘车使触头处于垂直方向最高点,设定百分表的读数为0。旋转联轴器180°,这时表的读数为平行偏差Δh的两倍。如果此时百分表的触头被压缩,则电机联轴器低于主机联轴器,Δh取正值(电机联轴器高取正值);反之则低于主机联轴器,Δh取负值(电机联轴器低取负值)。这种方法适用于主机可以手动盘车的联轴器找正的平行偏差的测量,同时适用于易于安装百分表的联轴器。
联轴器找正测量计算方法与实操分析
  第二种,用直尺和塞尺或深度游标卡尺测量联轴器的平行偏差Δh。适用于难以安装百分表和主机难盘动车的联轴器。在联轴器上选取外圆面平整,影响测量误差小的位置,清理干净此处的杂质和油漆,用记号笔作好记号。按图5所示,盘车将记号位置置于最高点(主机不可盘车或盘不动车的盘动电机),用直尺靠紧高的联轴器,用塞尺测得间隙值H1并作好记录;盘车将记号位置置于最低点,用直尺靠紧贴齐低的联轴器,用塞尺测量间隙H2的值并作好记录。也可用深度游标卡尺直接测量H1和H2。令电机联轴器直径为da,主机联轴器直径为db,从图5中可看出:da+H1=db+H2,则有H1-H2=db-da。又从图5中得知,联轴器垂直方向的平行偏差 联轴器找正测量计算方法与实操分析        。按照图5,规定:不论主机联轴器与电机联轴器外径是否一样大,电机联轴器上端面低于主机联轴器上端面的,H1取正值;电机联轴器下端面低于主机联轴器下端面的,H2取正值。Δh按上式计算得正值就取正,得负值取。一般情况下,电机联轴器的直径与主机联轴器是一样大的,H1=H2=Δh,测量出H1或H2,就是平行偏差的值,确定正负号。直接代入(1)式、(2)式计算
联轴器找正测量计算方法与实操分析
  第三种,用塞尺和直尺、百分表都不能测量平行偏差Δh的联轴器,根据联轴器找正原理制作专用工具,用百分表或塞尺进行测量,用塞尺最简单。要具体情况具体分析,在此不多叙述。
  注意:若电机轴承磨损较大引起电机轴线下降,主机轴承磨损较大造成主机轴线下降的情况,会影响找正的精度,但不会影响找正后机器的正常运行。电机或主机轴承磨损造成盘车有轴向窜动的机器,须根据具体情况,采用相应的测量方法来测量角偏差和平行偏差,尽量减小测量误差,否则测量出的数据不准,不能用来代入公式计算,联轴器找正困难。轴承间隙过大或轴承不能用,更换轴承后再找正联轴器。
  按公式(1)、(2)代入实测数据计算,得正值时就加垫片,得负值时就减垫片。松开电机地脚螺栓,在相应的电机底座与支承底板间增、减垫片,紧固电机地脚螺栓,测量垂直方向的平行偏差Δh、角偏差δ符合要求或均小于0.05mm,或者不大于轴承的径向间隙,即找正电机轴线和主机轴线在同一水平面上。若按公式(1)、(2)代入实测数据计算,计算结果都为负值,在电机的尾座端和联轴器端的地脚螺栓处没有垫片可减,以电机联轴器端和尾座端的高点为基准,通过在中间脚螺栓附近加垫片调节,这种情况单独介绍。
  若电机轴线高于主机轴线,就以电机轴线为基准,测量主机联轴器和电机联轴器的平行偏差Δh,角偏差δ,按公式(1)、(2)代入实测数据计算,在主机地脚螺栓处加、减垫片。检查垂直方向的角偏差和平行偏差符合要求,或者小于0.05,或者不大于轴承的径向间隙,就调整了主机轴线与电机轴线在同一水平面上。
  若h1、h2计算值均为负值,相应的电机底座与支承底板间是减垫片而无垫片所减,理论分析有多种情况。在实际运用中,经常会碰到的情况是角偏差δ为负值即上口小下口大,h1<h2的情况。
  从联轴器端起,令主机地脚螺孔处由近到远为A、B、C处,电机尾端地脚螺孔处为D处,电机联轴器端地脚螺孔处为E处。已知h1、h2,机器的两端不加垫片,在中间的地脚螺栓附近加垫片,作出联轴器找正主机与电机在同一平面上的几何原理图,见图6。
联轴器找正测量计算方法与实操分析
  主机轴线与电机轴线在同一平面上,根据主机轴线与电机轴线的倾斜度相同,或者根据三角形相似的原理,就可以计算出电机地脚螺孔E处、主机地脚螺孔A、B处所加垫片的厚度。测量主机尾端到主机地脚螺孔B处的距离LB,主机尾端到主机地脚螺孔A处的距离LA,主机尾端到电机地脚螺孔E处的距离LE,主机尾端到电机尾端的距离L。h1、h2在图中用正值计算。则主机地脚螺栓B处加垫片厚度     联轴器找正测量计算方法与实操分析   ,主机地脚螺栓A处加垫片厚度     联轴器找正测量计算方法与实操分析  ,电机地脚螺栓E处加垫片厚度   联轴器找正测量计算方法与实操分析              。在相应的地脚螺栓处加垫片,尽量调整小水平方向的角偏差和平行偏差,紧固电机、主机地脚螺栓,检查垂直方向的角偏差和平行偏差符合要求,或者小于0.05,或者不大于轴承的径向间隙,就调整了主机轴线与电机轴线在同一水平面上。
  二、通过顶电机水平移动的调节螺栓,调整电机轴线与主机轴线同轴
  顶电机移动的调节螺栓安装于电机的支承底板上,没有顶电机移动的调节螺栓的机器,在电机底板上设计焊接顶电机移动的调节螺栓,保证两联轴器间的距离或间隙符合要求。电机联轴器端面到电机联轴器端调节螺栓的距离等于L1,电机联轴器端面到电机尾座端调节螺栓的距离等于L2。设电联端调节螺栓顶电机移动h1,尾座端调节螺栓顶电机移动h2,电机轴线与主机轴线同轴。参照前述方法,测量水平方向的角偏差δ、平行偏差Δh,计算得h1、h2,根据其正、负值确定调节螺栓顶电机移动的正确方向。分别在电联端、尾座端安装2块百分表,百分表座安装在电机支承底板上,百分表的触头水平指向调节螺栓附近的电机底座上,并略微受力,设定百分表的读数为0。用调节螺栓按正确方向顶电机移动,电联端百分表读数为h1,尾座端百分表读数为h2。固定电机位置。紧固好各连接螺栓,检查水平方向、垂直方向的最大角偏差和平行偏差符合要求或均小于0.05mm,即找正了联轴器。
  实际操作中,有一个先调整角偏差为零再调整平行偏差为零的方法。先调整水平方向的角偏差为零,再测量出水平方向的平行偏差Δh,判断顶丝顶电机移动的正确方向,在电机联轴器端和尾座端分别顶电机移动Δh,检查水平方向的平行偏差等于零,即找正了联轴器。如顶电机移动顶丝的牙距为t,则顶电机移动的圈数为  联轴器找正测量计算方法与实操分析    ,调节顶丝与电机底座充分贴合无间隙,电机联轴器端、尾座端顶丝分别旋转n圈顶电机移动,检查水平方向的平行偏差小于0.05,就找正了联轴器。也可用塞尺厚度为Δh,在电机联轴器端和尾座端的一边顶丝处留出间隙Δh,从一边顶电机移动Δh。紧固电机地脚螺栓,检查平行偏差、角偏差符合要求,电机轴线与主机轴线同轴,即找正了联轴器。
  如果电机地脚螺栓孔限制了电机的移动,无法达到主机轴线与电机轴线在同一直线上,则松开主机的地脚螺栓2至3圈,移动主机或同时移动主机与电机,使主机轴线与电机轴线同轴。若移动主机也无法使主机轴线与电机轴线同轴,这就是安装机器时有人为应力造成机器底板的弯曲。可用内圆磨头磨电机地脚螺栓孔、电焊吹电机地脚螺栓孔、用气割割大电机或主机的地脚螺栓孔等方法消除移动电机的限制,让电机轴线与主机轴线同轴,高精度的找正联轴器。如果压缩机受到进口管法兰的限制而无法调整主机轴线与电机轴线同轴,则将进口法兰垫片更换成橡胶垫,通过紧法兰螺栓半边多紧一点,半边少紧一点,使主机轴线与电机轴线同轴,比改动法兰要简单得多。
  这里列举一些联轴器找正过程中可能遇到的情况,供参考。具体情况具体分析,是解决具体问题的基本方法。要解决联轴器找正过程中的问题,必须由现场的实际情况来决定。
 
  结束语
  用测量计算方法可以找正多种机器的联轴器,找正精度高、快速而且准确,为机器设备的高效节能、长周期、安全、稳定运行创造条件。学习并准确掌握高精度的找正联轴器的操作,为生产的发展贡献力量。
联轴器找正测量计算方法与实操分析

来源:本站原创

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