Центровка валов электрических машин: особенности, приспособление и устройство. Монтаж центрируемых механизмов


СПОСОБ МОНТАЖА ЦЕНТРУЕМЫХ МЕХАНИЗМОВ ПО ИЗГИБАЮЩЕМУ МОМЕНТУ И ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛЕ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в судостроении, энергетике, нефтяной и газовой промышленности для монтажа центруемых механизмов.

Известен способ центрирования валов (патент РФ №2316725, МПК G01B 5/25, заявл. 20.09.2006 г., опубл. 10.02.2008 г.), по которому производят измерение смещения валов относительно друг друга при их синхронном повороте и осуществляют коррекцию их положения по измеренным значениям смещений.

Известен способ монтажа турбозубчатого агрегата (Ф.С.Держилов, Б.Х. Бортштейн, В.Д. Харитонов. Технология судоремонта. Издательство «Транспорт», М., 1970 г., стр.295), по которому вначале производят центровку по изломам и смещениям редуктора к валопроводу, а затем после крепления редуктора производят центровку турбины к редуктору.

Недостатком приведенных способов является отсутствие учета влияния изломов и смещений на параметры, определяющие надежность функционирования механизмов, в качестве которых могут быть выделены нагрузки на подшипники механизма, напряжения в валах и др.

Известен также способ монтажа тронковых дизелей (РД5.4046-83. Дизели судовые тронковые с тяжелым маховиком. Типовой технологический процесс монтажа, Ленинград, НПО «Ритм», 1984 г.), являющийся наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению.

При реализации способа монтажа тронковых дизелей производят предварительную центровку дизеля к валопроводу. Устанавливают под маховик дизеля приспособление с динамометрами. Приспособление должно обеспечивать возможность поворота коленчатого вала и перемещение дизеля на фундаменте при центровке. Производят нагружение динамометров вертикальной нагрузкой до устранения недопустимых раскепов. Не снимая приспособление, производят центровку дизеля к валопроводу по изломам и смещениям, а затем крепят дизель на фундаменте.

Для выполнения центровки изломы и смещения, как правило, устанавливают по нормативной документации или по справочной литературе, в которых разделение числовых значений параметров центровки выполнено по отдельным группам механизмов, типам применяемых соединений валов и частоте вращения валов.

Недостатком способа центровки является отсутствие возможности оценки по значениям параметров центровки нагрузок на подшипники механизма и напряжений в валах и, соответственно, низкая точность контроля монтажных нагрузок и напряжений в валах механизмов.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности контроля монтажных нагрузок и напряжений в валах и расширение технологических возможностей процессов центровки механизмов.

Этот технический результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, достигается способом, включающим предварительную центровку, измерение текущих значений параметров центровки валов, окончательную центровку и крепление механизмов. При этом перед центровкой производят нагружение валов механизмов с помощью приспособления заданным изгибающим моментом и поперечной силой. Измеряют прогибы S1, S2 и углы поворота валов L1, L2 обоих механизмов. Снимают приспособление. Рассчитывают излом и смещение в соединении валов по зависимостям:

,(1)

где I - излом в соединении валов;

S - смещение в соединении валов.

По рассчитанным значениям изломов и смещений производят окончательную центровку механизмов.

Вариантом способа является технологическая последовательность, предусматривающая сборку соединения валов механизмов после предварительной центровки и выполнение окончательной центровки непосредственно по значениям прогибов и углов поворота валов, измеренных при нагружении валов механизмов

с помощью приспособления заданным изгибающим моментом и поперечной силой.

Предлагаемый способ монтажа механизмов позволит повысить точность контроля монтажных нагрузок и напряжений в валах и расширить технологические возможности процессов центровки механизмов.

Заявленное техническое решение поясняется чертежом, на котором изображены два механизма 1 и 2 в процессе нагружения заданным изгибающим моментом и поперечной силой и измерения прогибов и углов поворота валов.

Способ реализуют в следующем порядке.

1. При изготовлении механизма расчетными или экспериментальными методами определяют значения изгибающего момента и поперечной силы, обеспечивающие оптимальные нагрузки на подшипники и напряжения в валах.

2. Затем производят по отдельности нагружение валов механизмов 1 и 2 с помощью приспособления (на чертеже не указано) изгибающим моментом М и поперечной силой Q. В качестве приспособления может быть использована технологическая балка, консольно закрепленная на валу. Технологическую балку посредством двух динамометров соединяют с технологическими опорами, что позволяет регулировать изгибающий момент и поперечную силу, приложенную к валу.

3. Далее измеряют прогибы S1, S2 и углы поворота валов I1, I2 механизмов 1 и 2.

4. После этого снимают приспособление и подготавливают механизмы к погрузке на фундамент.

5. Далее рассчитывают излом I и смещение S в соединении валов по системе уравнений (1).

6. После погрузки механизмов 1 и 2 на фундамент производят их предварительную «грубую» центровку.

7. Затем производят измерение текущих значений параметров излома и смещения валов. Измерение может быть выполнено известными методами, например, с помощью парных стрел или лазерных систем контроля.

8. После этого производят окончательную центровку механизмов по рассчитанным значениям излома I и смещения S.

9. В конце производят крепление механизмов.

Способ центровки обеспечивает косвенное измерение изгибающего момента и поперечной силы в соединении валов и соответственно повышение точности.

Выполнение контроля центровки по прогибам и углам поворота валов позволяет производить измерение параметров центровки без разборки валов и соответственно обеспечивает возможность диагностирования центровки в эксплуатации.

Способ монтажа центруемых механизмов по изгибающему моменту и поперечной силе, включающий предварительную центровку, измерение текущих значений параметров центровки валов, окончательную центровку и крепление механизмов, отличающийся тем, что перед центровкой производят нагружение валов механизмов с помощью приспособления заданными значениями изгибающего момента и поперечной силы, измеряют прогибы S, S и углы поворота валов I, I механизмов, снимают приспособление, рассчитывают излом I и смещение S в соединении валов по зависимостям: где I - излом в соединении валов;S - смещение в соединении валов, по которым производят окончательную центровку механизмов. СПОСОБ МОНТАЖА ЦЕНТРУЕМЫХ МЕХАНИЗМОВ ПО ИЗГИБАЮЩЕМУ МОМЕНТУ И ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛЕСПОСОБ МОНТАЖА ЦЕНТРУЕМЫХ МЕХАНИЗМОВ ПО ИЗГИБАЮЩЕМУ МОМЕНТУ И ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛЕСПОСОБ МОНТАЖА ЦЕНТРУЕМЫХ МЕХАНИЗМОВ ПО ИЗГИБАЮЩЕМУ МОМЕНТУ И ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛЕ

edrid.ru

Способ монтажа центруемых механизмов

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в судостроении, энергетике, нефтяной и газовой промышленности для монтажа центруемых механизмов. Сущность: устанавливают механизмы на фундамент, измеряют изломы и смещения валов центруемых механизмов, по результатам замеров производят перемещение механизмов, после чего производят крепление механизмов к фундаменту. При этом перемещения механизмов выполняют согласно расчетным значениям перемещений механизмов в их опорных точках x1, x2 x3, x4, полученным по результатам замеров. В частном случае заявленного способа крепление механизмов производят с погрешностью, полученной в результате расчетов, не более 35% допуска смещения механизма. Под погрешностями крепления понимают отклонения фактического положения механизма от положения, достигнутого при его базировании, за счет деформаций узлов крепления механизма к фундаменту, возникающих при их сборке и затяжке крепежных деталей. Технический результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, выражается в снижении длительности технологического процесса монтажа центруемых механизмов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в судостроении, энергетике, нефтяной и газовой промышленности для монтажа центруемых механизмов.

Известен способ центрирования валов из патента РФ №2316725, по которому производят измерение смещения валов относительно друг друга при их синхронном повороте и осуществляют коррекцию их положения по измеренным значениям смещений.

Известен способ монтажа трехмашинного агрегата (М.И.Гальперин и др. «Монтаж технологического оборудования нефтеперерабатывающих заводов», М.: Мир, 1982 г., Глава I, §1), по которому вначале производят установку и крепление редуктора, а затем по редуктору производят центровку с одной стороны электродвигателя, с другой стороны приводного механизма.

Известен также способ монтажа турбозубчатого агрегата (Ф.С.Держилов и др. «Технология судоремонта», М.: Транспорт, 1970 г., стр.295), являющийся наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению и принятый за прототип. При реализации этого способа вначале производят центровку по изломам и смещениям редуктора к валопроводу, а затем после крепления редуктора производят центровку турбины к редуктору.

Недостатком известных способов является большая длительность и многоступенчатость процессов монтажа, что обусловлено необходимостью выполнения многократных перемещений механизмов отжимными приспособлениями и совместного проворачивания валов механизмов для контроля параметров центровки, а также последовательным выполнением операций монтажа.

Кроме того, как при центровке турбозубчатого агрегата, так и трехмашинного агрегата основным условием для выполнения центровки является выбор среди центруемых механизмов базового. Выполнению центровки по базовому механизму предшествуют работы по установке и выверке базового механизма, обработке отверстий и присоединительных поверхностей фундаментов, изготовлению по измерениям по месту подкладок, установке и пригонке подкладок, закреплению базового механизма крепежными деталями.

В случае центровки по базовому механизму отдельные технологические операции процесса монтажа агрегата выстраиваются в технологическую цепочку с их последовательным выполнением. Длительность процесса монтажа агрегата в этом случае определяется суммой продолжительностей отдельных операций.

Кроме того, при выполнении работ по монтажу механизмов, наряду с параметрами центровки, контролируемыми параметрами являются также толщины подкладок, устанавливаемых в узлы крепления механизма с фундаментом. В нормативной документации установлены требования к минимальной толщине подкладок, обусловленные технологическими возможностями их механической обработки. При центровке по базовому механизму значения монтажного зазора, определяющего толщину подкладок, контролируются на заключительных стадиях монтажа после окончания центровки механизма. Учитывая, что установка базового механизма производится независимо от смежного механизма, то после выполнения центровки нередко выявляют монтажные зазоры, меньшие установленной толщины подкладки, или даже замыкание механизма на фундамент. Перечисленные дефекты, как правило, устраняются подъемом механизмов или их разворотом относительно фундамента, однако для этого требуются дополнительное время и трудозатраты.

Задачей настоящего изобретения является повышение технологичности процесса монтажа центруемых механизмов.

Технический результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, выражается в снижении длительности технологического процесса монтажа центруемых механизмов.

Этот технический результат достигается в способе, при котором устанавливают механизмы на фундамент, измеряют изломы и смещения валов центруемых механизмов, по результатам замеров производят перемещение механизмов, после чего производят крепление механизмов к фундаменту. При этом перемещения механизмов выполняют согласно расчетным значениям перемещений механизмов в их опорных точках х1, х2 х3, х4, полученным по результатам замеров, по следующим зависимостям:

где: In, Sn - номинальные значения параметров излома и смещения;

I0, S0 - начальные значения параметров излома и смещения;

; ; ; ;

; ; ; ;

A1, A2, B1, B2 - линейные размеры, координирующие расположение опорных точек механизмов относительно плоскости измерения изломов и смещений.

В частном случае заявленного способа крепление механизмов производят с погрешностью, полученной в результате расчетов, не более 35% допуска смещения механизма. Под погрешностями крепления понимают отклонения фактического положения механизма от положения, достигнутого при его базировании, за счет деформаций узлов крепления механизма к фундаменту, возникающих при их сборке и затяжке крепежных деталей.

Предлагаемый способ монтажа механизмов позволит снизить длительность технологического процесса монтажа центруемых механизмов и одновременно расширить технологические возможности.

Заявленное техническое решение поясняется чертежом, на котором изображены два механизма M1 и M2 в процессе выполнения центровки в вертикальной плоскости.

Способ реализуют в следующем порядке.

1. После установки механизмов M1 и M2 на фундамент производят их предварительную «грубую» центровку.

2. Затем производят замер линейных размеров A1, A2, B1, B2, координирующих расположение опорных точек механизмов относительно плоскости измерения изломов и смещений.

3. Далее производят замер начальных значений параметров центровки I0, S0, при этом замеры могут быть выполнены известными методами, например с помощью парных стрел или лазерных систем контроля.

4. После этого на основе решения системы уравнений (1) определяют расчетные значения перемещений х1, х2 х3, х4 опорных точек механизмов M1 и M2.

При расчете перемещений используют условия, исключающие перемещения механизма в отдельных опорных точках, и(или) условия, устанавливающие заданные перемещения в отдельных опорных точках. Приведенные условия применяют исходя из необходимости направленного перемещения механизмов, например, для обеспечения заданного расположения относительно смежных конструкций и др.

В качестве примера получения расчетных значений перемещений механизмов в их опорных точках можно взять центровку двухмашинного агрегата, состоящего из двух электрических машин с креплением на лапах по ГОСТ 20839-75. Значения линейных размеров этих машин составляют A1=A2=773 мм, B1=B2=3302 мм. При измеренных начальных значениях параметров центровки I0=0,5×10-3 рад, S0=4,7 мм и установленных номинальных значениях параметров излома и смещения In=0, Sn=0 зависимость (1) приводится к виду:

В случае если по условиям центровки значения монтажных зазоров, например, в опорных точках 1 и 3 удовлетворяют заданным значениям, то x1, x3 могут быть приравнены к нулю. В этом случае система уравнений (2) приводится к виду

После решения системы уравнений (3) получим, что x1=0, x2=2,69 мм, x3=0, x4=3,97 мм.

5. После этого выполняют расчетные перемещения х1, х2 х3, х4 механизмов в их опорных точках. Перемещения производят с контролем изменений монтажного зазора между механизмом и фундаментом в случае центровки на отжимных приспособлениях или путем установки на окончательно обработанные подкладки при центровке на подкладках.

6. Затем обрабатывают отверстия для прохода крепежных деталей.

7. В конце производят крепление механизмов к фундаменту.

Для крепления механизмов используют способы крепления, обеспечивающие погрешность не более 35% допуска смещения механизма. В частности, при допускаемых смещениях 0,05 мм, допускаемая погрешность крепления составит 0,0175 мм. Для крепления судовых механизмов могут быть применены способы крепления на подкладках со слоем полимерного материала, на клиновых, регулируемых и сферических подкладках по ОСТ5.4110-2003, имеющиеся погрешности крепления должны быть менее 0,0175 мм.

При выполнении монтажных работ операции по пп.5-7 могут выполняться одновременно на обоих механизмах, что обеспечивает совмещение операций и соответственно сокращение длительности монтажных работ.

Выполнение центровки по расчетным перемещениям механизмов в их опорных точках обеспечивает выполнение работ по методу «разовой сборки», т.е. за один обход отжимных приспособлений, что также позволяет сократить длительность монтажных работ.

Использование при расчете перемещений условий, исключающих перемещения механизма в отдельных опорных точках, и(или) условий, устанавливающих заданные перемещения в отдельных опорных точках, обеспечивает возможность направленного перемещения механизмов и, соответственно, расширение технологических возможностей при выполнении центровки.

1. Способ монтажа центруемых механизмов, при котором устанавливают механизмы на фундамент, измеряют изломы и смещения валов центруемых механизмов и по результатам замеров перемещают механизмы, после чего производят их крепление к фундаменту, отличающийся тем, что по результатам замеров устанавливают расчетные значения x1, x2, x3, x4 перемещений механизмов в их опорных точках по зависимостям:где In, Sn - номинальные значения параметров излома и смещения;I0, S0 - начальные значения параметров излома и смещения;А1, А2, В1, В2 - линейные размеры, координирующие расположение опорных точек механизмов относительно плоскости измерения изломов и смещений,и согласно полученным расчетным значениям выполняют упомянутые перемещения механизмов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что крепление механизмов производят с полученной в результате расчетов погрешностью не более 35% допуска смещения механизма.

www.findpatent.ru

Центровка валов электрических машин: особенности, приспособление и устройство

Центровка валов электродвигателей и механизмов производится с целью, чтобы их оси находились на одной прямой. Несоосные вращающиеся валы создают значительные нагрузки, приводящие к разрушениям, преждевременному выходу деталей из строя и значительному шуму.центровка валов

Соосно выставить механизмы не всегда получается, поэтому применяют соединительные муфты с компенсацией расцентровки осей упругими элементами. Они выполняют свои функции до определенной величины несоосности. Центровка валов по полумуфтам наиболее удобна. Их поверхности являются базовыми, на них и крепятся измерительные приспособления. В теплоэнергетике большая часть машин работает с упругими втулочно-пальцевыми муфтами (МУВП). В мощных агрегатах применяются зубчатые муфты (МЗ).

Параметры центровки

Центровка валов индикаторами проверяется по следующим параметрам:

  • R - взаимное радиальное смещение цилиндрических поверхностей полумуфт (радиальная расцетровка).
  • T - разница раскрытия торцов полумуфт в вертикальной и горизонтальной плоскостях (торцевая или угловая расцентровка).

центровка валов индикаторами

Требования к муфтам

Допустимая расцентровка уменьшается с ростом частоты вращения. Она составляет для МУВП 0,12 мм при 1500 об/мин и 0,05 мм при 3000 об/мин.

Важно! При выборе муфты необходимо проверить соответствие ее характеристик техническим условиям, согласно которым ее осевое и радиальное биение не должно быть выше 0,05 - 0,08 мм. Посадка на валу создается плотная. До разборки на полумуфты наносятся метки, по которым можно будет восстановить их взаимное расположение. Нарушение этих правил может уменьшить точность центровки.

Горизонтальность установки валов

Фактически ось не является прямой, поскольку изгибается под влиянием собственного веса и других нагрузок. При центровке агрегата нужно контролировать положение валов относительно горизонта. Контроль производится на шейках подшипников. Можно использовать рядом расположенную ровную поверхность вала с помощью уровня «Геологоразведка» (цена деления 0,1 мм на 1 м).

Устройства для контроля центровки

Опытные мастера способны произвести контроль центровки, приложив металлическую линейку к муфте и по просвету определив соосность. Но для большей уверенности, чтобы уложиться в норму, можно воспользоваться пластинчатым щупом или индикатором ИЧ-0,01. Последний обеспечивает необходимую точность 0,01 мм, которой достаточно, чтобы уложиться в норму.

Сначала разъединяются полумуфты, а затем на них или на валах рядом устанавливают приспособления для центровки валов электрических машин. Они должны быть достаточно жесткими, чтобы не прогибались в процессе измерений. Измерения можно проводить также при соединенных муфтах. центровка валов электрических машин

После установки и укрепления приспособлений проверяется работоспособность механизма индикатора. Для этого следует оттянуть и вернуть на место измерительные стержни. При этом стрелка должна прийти в исходное положение.

Осевые и радиальные зазоры проверяются путем одновременного поворота обоих роторов из исходного положения на углы 90°, 180° и 270° в сторону вращения привода.

Как центрировать агрегаты?

Перед измерениями проверяется затяжка анкеров и корпусов подшипников. Ослабление крепления, наличие трещин в раме, дефекты фундамента, неравномерная осадка пола являются причинами нарушения центровки при работе механизмов.

Приспособления устанавливаются на полумуфты, затем замеряется расцентровка:

  • радиальная в вертикальной плоскости;
  • радиальная в горизонтальной плоскости;
  • торцевая в вертикальной плоскости;
  • торцевая в горизонтальной плоскости.

По результатам измерений производится корректировка положения осей валов. Для этого опоры перемещают по вертикали с помощью прокладок, а по горизонтали болтами, расположенными на раме. Центровочную скобу устанавливают в положение большего значения параметра расцентровки, после чего опоры перемещают на величину фактической расцентровки.

Центровка валов производится поочередно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. После окончания процесса перемещения и фиксации опор измерения производят повторно. Если это необходимо, их корректируют снова.

Центровка насосных установок

Центровка валов насоса и электродвигателя необходима для балансировки вращающихся деталей. Это относится не только к колесу и валу, но и к ротору электродвигателя. Обязанностью изготовителя является демонстрация агрегата в рабочем режиме подачи без превышения допустимого уровня вибрации. Цены на промышленные агрегаты высокие, а при дальнейшей эксплуатации доказать вину производителя будет почти невозможно.центровка валов насоса и электродвигателя

Стандарты предусматривают, что после пуска ответственность за вибрацию в дальнейшем ложится на потребителя. Испытания насоса должны проводиться на штатном месте его эксплуатации. Особое внимание уделяется фундаменту и опорной раме, на которую устанавливаются двигатель и насос.

Места стыковки (монтажные приливы) должны быть тщательно обработаны, чтобы размеры зазоров не были больше 0,2 мм на 1 м стыка. В местах соединений предусматривается возможность регулировки уровней прокладками толщиной от 1,5 до 3 мм.

Для насосов мощностью выше 150 кВт по стандарту центрирование производится винтами в вертикальной и горизонтальной плоскостях (не менее шести винтов для горизонтального насоса и не менее четырех – для вертикального). Их количество зависит от веса оборудования.

Важно! Центровка соединения привода и насоса производится и контролируется перед монтажом и в течение всего периода эксплуатации. Также нужно обратить внимание, что двигатель и насос бытового назначения помещаются в общем корпусе и отцентрированы на заводе. Их контролировать и выставлять не нужно.

Если между насосом и двигателем установлен редуктор, в первую очередь следует отцентровать его и закрепить штифтами. Остальные валы агрегата ориентируются по нему. При поступлении насосов с завода в сборе с электродвигателями центровка валов агрегатов производится по двигателям. При сборке насоса на опорной раме вал двигателя выставляется по нему.

Балансировка карданного вала

Центровка карданного вала производится для устранения вибраций, возникающих при работающем двигателе. Причинами дисбаланса могут быть:

  • нарушение требований в технологии изготовления вала или после его ремонта;
  • неправильная сборка;
  • нарушена центровка деталей вала и сопрягаемых частей трансмиссии;
  • погрешности термической обработки изделия;
  • механические повреждения.

Сначала выявляется дисбаланс, а затем производится его устранение путем установки противовеса. Работа производится на специальном оборудовании станции техобслуживания. Для этого используют балансировочные станки.

Реальные условия работы карданного вала имитируются за счет его вращения электродвигателем через передачу (обычно ременную).центровка карданного вала

Отклонения определяются датчиками, перемещающимися по длине вала. Специальная программа обрабатывает результаты измерения, после чего определяется место установки и величина балансировочного груза. Специалист по техобслуживанию добавляет груз, высверливает металл или устанавливает прокладки для обеспечения соосности.

Приборы для центровки

Произвести самые простые измерения при проверке центровки валов можно с помощью складного метра и металлической линейки. Для правильных измерений необходимо более точное приспособление для центровки валов: скоба с отсчетным устройством, пластинчатый щуп, микрометр, штангенциркуль.

  1. Штангенциркуль – прибор для измерения диаметров (наружных и внутренних) и длины деталей до 4000 мм. Отдельные типы позволяют определять глубины, расстояния до внутренних и наружных уступов, производить разметку. Уровень точности составляет от 0,01 мм до 0,1 мм. Приборы могут быть механическими и цифровыми – с выводом измеренных значений на дисплей. Измерения производят с ослаблением крепления штанги, после чего передвигают измерительную наружную губку, пока вал слегка не зажмется с двух сторон. Затем винтом микрометрической подачи подводится рамка с нониусом и закрепляется зажимом. Целые миллиметры отсчитываются по делениям на штанге, а доли – по нониусу.
  2. Микрометр – прибор для измерения наружных диаметров и длины деталей до 2000 мм с точностью от ±0,001 мм до 0,01 мм. При проведении измерений деталь зажимается мерительными поверхностями прибора путем вращения микрометрического винта с трещоткой, пока последняя не начнет проскальзывать.
  3. Скобы с отсчетным устройством служат для измерения внешних диаметров и длины деталей до 1000 мм. Прибор для центровки валов крепится на переставную пятку, а на подвижной находится индикатор с делениями. Измерения можно производить с точностью от ±0,002 до 0,01 мм.
  4. Пластинчатый щуп – набор калиброванных пластин для измерения зазоров между торцами полумуфт центрируемых валов. Его можно применять как индикатор зазора между штифтом центровочной скобы и корпусом полумуфты. Пластины щупа вставляют в зазор с небольшим трением, которое поддерживается приблизительно одинаковым при каждом измерении.
  5. Уровень – прибор для проверки горизонтальности плит фундамента и рам агрегатов с приводами, а также для выверки линий валов электроприводов и механизмов. Применяют рамное устройство типа «Геологоразведка», где угол наклона определяется перемещением микрометрического винта, пока воздушный пузырек в ампуле с жидкостью не достигнет нулевого положения.

прибор для центровки валов

Лазерная центровка валов

Системы лазерной центровки выпускаются одно- и двухлучевые. Последняя является более точной и функциональной.

Измерительный блок устанавливается на валу и создает лазерный луч вдоль его центра вращения. От противоположного блока, установленного на сопрягаемом валу, детектируется другой луч. Оба сигнала улавливаются фотоприемниками, и при разных угловых положениях валов с высокой точностью определяется их расцентровка. Путем сравнения показаний при разных угловых перемещениях валов можно производить их центровку в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

лазерная центровка валов

Система «Квант-ЛМ»

Большой популярностью пользуется центровка валов с применением лазерной системы «Квант-ЛМ», разработанной компанией «БАЛТЕХ». Производится центровка машин горизонтального и вертикального исполнения. Встроенный вычислительный блок сравнивает и обрабатывает сигналы от измерительных блоков. Результаты выводятся на дисплей, где показано состояние центровки относительно допустимой области, выделенной зеленым цветом, и запредельной зоны (красный цвет).

Система «Квант-ЛМ» позволяет устранить вибрации, уменьшить количество простоев и ремонтных работ, увеличить срок службы подшипников, уплотнений и муфт.

Заключение

Расцентровка роторов агрегатов является распространенным дефектом, который можно устранить. Для этого необходимо знать влияющие на нее факторы и способы центровки валов. Обычно центровка валов производится концентричной и параллельной установкой торцовых поверхностей полумуфт с помощью специальных приборов.

fb.ru

Монтаж механического оборудования на судне, этапы

Этапы монтажа механического оборудования

Современное судно насыщено многообразным и сложным механи­ческим оборудованием, которое различается по конструкции, массе, габаритным размерам и требованиям к точности монтажа. Объем ме­ханомонтажных работ для транспортных судов составляет 6-10% об­щей трудоемкости их постройки. Массогабаритный показатель в зна­чительной степени определяет вид поставки оборудования, влияет на выбор технологического процесса, средств технологического оснаще­ния и трудоемкость монтажа. К части механического оборудования (главным механизмам, валопроводам) предъявляют повышенные тре­бования к точности базирования на судне.

Монтажный блок левого борта, погружаемый в машинное отделениеРис. 1 Монтажный блок левого борта, погружаемый в машинное отделение

Допуски на их центровку измеряются десятыми и даже сотыми долями миллиметра, что на один-два порядка выше требований к точности изготовления и сборки кор­пусных конструкций. В узлах крепления механизмов к фундаментам применяют компенсирующие звенья, обычно называемые подкладка­ми, которые компенсируют отклонения в расположении фундаментов на судне и позволяют согласовывать допуски на размеры корпусных конструкций с более жесткими допусками на базирование механиче­ского оборудования. Механизмы, как правило, прикрепляются к фундаментам болтовыми соединениями.

Номенклатура механомонтажных работ весьма разнообразна и в общем случае включает:

  • Обработку опорных поверхностей судовых фундаментов;
  • Расконсервацию и погрузку механизмов на судно;
  • Их центровку;
  • Пригонку компенсирующих звеньев;
  • Обработку отверстий под болты;
  • Закрепление механизмов.

Сам характер мон­тажных работ, выполняемых в стесненных условиях, затрудняет их механизацию из-за ограниченного доступа средств механизации к объекту монтажа. В основе менее трудоемкого и длительного выпол­нения механомонтажных работ лежит перенос возможно большего их объема в цех, чему в полной мере отвечает агрегатирование. Агрега­тирование предусматривает создание вне судна сборочно-монтажных единиц — модулей путем их компоновки из стандартного или унифи­цированного оборудования, обладающего свойствами размерной и функциональной взаимозаменяемости. Такой метод монтажа обору­дования получил название модульно-агрегатного.

Агрегатирование может осуществляться по функциональному и зональному призна­кам. Комплектование сборочно-монтажных единиц по функциональ­ному признаку предусматривает объединение всего комплекса оборудования (механизмов, труб, арматуры, приборов и т. п.), выпол­няющего определенную функцию на судне или в составе главной энер­гетической установки. Такие сборочные единицы называют агрегата­ми.

Второй, более сложной, формой создания сборочных единиц являются зональные блоки, компоновка которых производится по признаку территориальной общности. В этом случае все оборудова­ние (независимо от выполняемых им функций), расположенное в дан­ном районе (зоне) машинного отделения (МО) или другого насыщен­ного помещения, объединяют в одну сборочно-монтажную единицу, сообразуя ее габариты и массу с производственными возможностями цеха и возможностями монтажа зонального блока на судне.

Типовой технологический процесс монтажа механического обору­дования включает следующие шесть этапов:

  • Подготовку монтажных баз;
  • Погрузку и транспортировку оборудования на судне;
  • Базирование оборудования на судне;
  • Установку компенсирующих звеньев между опорными поверхно­стями оборудования и фундамента;
  • Крепление оборудования на фундаменте;
  • Контроль качества монтажа.

Монтажной базой называют поверхность или совокупность поверх­ностей, относительно которых определяют положение механизмов на судне.

Выделяют два вида систем монтажных баз:

  1. Внешнюю неподвиж­ную, связанную непосредственно с корпусом судна, которую образуют основные (базовые) и вспомогательные плоскости судна;
  2. Подвижную, в которую включают поверхности и другие ориентирующие элементы (геометрические оси, установочные риски), принадлежащие монтиру­емому оборудованию.

Первый вид монтажных баз называют базовой системой судна, а второй — базовой системой механизма.

Подготовка базовой системы судна состоит из нанесения плазовых точек или рисок на корпусных конструкциях, контроля правильности установки фундаментов на судне и обработки их опорных поверхно­стей. Особенно тщательно контролируют расположение фундаментов под главные двигатели, координаты которых, как показано на рис. 2, задают расстояниями L, В и Н относительно основных базовых плос­костей судна, а также от оси валопровода — расстоянием Но, материа­лизованном струной 1, натянутой между плазовыми точками А и Б, на­несенными на переборках машинного отделения.

Обработка опорных поверхностей фундаментов может выполняться в цехе или на судне. В последнем случае применяют переносные станки. Требования к окончательной чистовой обработке опорной поверхно­сти фундамента зависят от типа устанавливаемого оборудования. На­пример, при монтаже главных механизмов опорная поверхность фундамента должна иметь шероховатость Rz ≤ 20 мкм и отклонение от плоскости не более 0,05 мм на 1 м длины.

Требования к обработке фун­даментов под вспомогательные механизмы менее строги, допускается шероховатость опорной поверхности до 40 мкм, а отклонение от плос­кости — не более 0,1 мм. Неплоскостность всей опорной поверхности фундамента задается в виде уклона и ступенчатости полок (k ≥ 5 мм) и планок 2 (n ≤ 3 мм). Уклон планок y выполняется в наружную сторо­ну для возможности установки компенсирующих подкладок.

Проверка фундамента под главный двигательРис. 2 Проверка фундамента под главный двигатель

Основным требованием при транспортно-погрузочных операциях является предотвращение деформаций механизмов, что необходимо для сохранения при монтаже на судне качества их стендовой сборки. Погрузку оборудования выполняют одним или несколькими подъемны­ми кранами в зависимости от его массы. Механизмы внутри судна та­келажники перемещают вручную с использованием простейших средств механизации, талей, лебедок и т. п. Погрузку и перемещение оборудования массой несколько сот тонн целесообразно осуществлять, используя передвижные стенды с гидравлическим приводом. Стенды с механизмом на них закатывают на роликах через открытые торцы блоков судна.

Базированием называют достижение нужного положения оборудо­вания путем совмещения ориентирующих элементов подвижной базо­вой системы механизмов и неподвижной базовой системы судна. В про­цессе базирования необходимо, как правило, лишить механизм всех шести степеней свободы. Исключение составляют валопроводы, ко­торым необходимо сохранить одну степень свободы. Требования к точности базирования зависят от вида механизма. Для вспомогательного оборудования допуски на расположение на судне наименее строги. Ус­тановка такого оборудования на опорную поверхность фундамента лишает его трех степеней свободы. Оставшиеся возможные перемеще­ния в плоскостях крепления и вращения вокруг перпендикулярной оси ограничивают путем совмещения осевых рисок или отверстий меха­низма и фундамента, если они были ранее просверлены по контуру.

Схема пробивки световой линииРис. 3 Схема пробивки световой линии1 — электрическая лампочка; 2, 3 и 4 — мишени;5 — шергень; 6 — щиток наблюдателя

Базирование главных двигателей, редукторов, главных упорных подшипников и других механизмов, строго связанных с осью валопровода, более сложно. Его выполняют после пробивки оси валопровода по световой линии визуально или с использованием оптического при­бора. Схема пробивки при визуальной фиксации светового луча пока­зана на рис. 3.

Для пробивки световой линии у носовой переборки МО по плазовым координатам оси валопровода устанавливают мишень с источни­ком света (электрической лампочкой), а в районе кормовой окончености судна — базовую мишень, закрепляя ее на шергене (стойке). На всех поперечных переборках между концевыми контрольными точками по световому лучу закрепляют промежуточные мишени. Их ставят также в районе опор гребного вала (дейдвудной трубы, кронштейнов и мор­тир). Диаметр отверстий в мишенях для коротких линий валов реко­мендуется 0,75 мм, при больших расстояниях — 1,5 мм.

Просвечивание оси валопровода сводится к закреплению всех ми­шеней таким образом, чтобы луч источника света проходил до наблю­дателя у кормового шергеня. Мишени закрепляют последовательно одну за другой в направлении от источника света к наблюдателю. Что­бы при пробивке световой линии исключить влияние деформации от неравномерного нагрева корпуса солнечными лучами (если судно стро­ится на открытом построечном месте), пробивку производят ночью, когда корпус судна холодный, а луч света хорошо виден.

По окончании пробивки световой линии из отверстий мишеней циркулем проводят две окружности на предварительно окрашенных меловой краской тор­цевых поверхностях конструкций, подлежащих расточке яблоке ахтерштевня, кронштейнах, мортирах и приварыше под сальниковое уплотнение гребного вала на ахтерпиковой переборке. Внутренняя окруж­ность имеет диаметр расточки, а наружная является контрольной. На поперечных переборках кроме указанных окружностей прочерчивают взаимноперпендикулярные оси. Окружности и оси накернивают.

После пробивки световой линии сквозь отверстия мишени пропус­кают и натягивают струну, от которой линейками ведется проверка по­ложения фундаментов.

Пробивку с применением оптического прибора выполняются ана­логично пробивке светового луча, но вместо источника света устанав­ливают оптический прибор. Кроме того, на кормовом шергене и кормовой переборке МО по плазовым координатам оси валопровода устанавливают базовые мишени с нанесенными на них миллиметро­выми делениями. Мишень на кормовой переборке МО имеет центральное окошко, позволяющее наблюдать деления на мишени, установлен­ной на кормовом шергене. Перекрестие оптической оси прибора фокусируют по центру двух базовых мишеней, после чего их закрепля­ют и по перекрестию центруют промежуточные мишени.

Базирование главных двигателей заключается в их центровке, под которой понимают совмещение в единую линию оси двигателя с осью валопровода в процессе монтажа.

Главные двигатели центруют как при смонтированном, так и при несмонтированном валопроводе. В первом случае используют оптиче­ский метод визирования. Схема такой центровки показана на рис. 4. Главный двигатель 5 ориентируют по оси валопровода, представлен­ной точками А (на шергене) и Б (на кормовой переборке МО), которые фиксируют мишенями 2 и 3. Координаты точек получают с плазовой разбивки.

При центровке используют визирные трубы, имеющие погрешность измерения ±(2-10) мкм на 1 м и дальность измерений 50-100 м и более.

Нахождение заданного положения главного двигателя осуществля­ют по двум точкам оси валопровода. Вначале центруют визирную тру­бу 7 по оси вращения вала двигателя, проецируя перекрестие 4 трубы на мишень 3 и перемещая трубу регулировочными винтами 6, добиваясь того, чтобы центры перекрестий трубы и мишени совпадали при повороте вала двигателя. После совпадения центров совмещают перекрестия визирной трубы и каждой из мишеней, перемещая двига­тель отжимными болтами 10.

Центровка главного двигателя оптическим методомРис. 4 Центровка главного двигателя оптическим методом

В результате центровки ограничивают четыре степени свободы дви­гателя. Для правильного расположения двигателя вдоль оси валопровода (еще одна степень свободы) достаточно совместить поперечные риски 8 на остове двигателя с рисками 11 на его фундаменте, нанесен­ными на расстоянии L от кормовой переборки судна. Возможность вра­щения вала двигателя вокруг оси валопровода (оставшаяся степень сво­боды) исключают, ограничивая крен двигателя, который измеряют шланговым уровнем.

Базирование главного двигателя считается выполненным, если не­совпадения перекрестий визирной трубы и носовой мишени δБ ≤ 1,0 мм, с кормовой мишенью δА ≤ (δБ + 0,15 LАБ) мм, поперечных рисок двигате­ля и фундамента ∆с ≤ 1,0 мм, а крен двигателя К ≤ 1,0 мм на 1 м ширины.

Оптическая центровка позволяет выполнять монтаж главного дви­гателя в блоке МО корпуса судна.

Центровка главного двигателя при смонтированном валопроводе также ведется оптическим методом с контролем соосности валов по изломам и смещениям.

Двигатель ориентируют по носовому фланцу валопровода, который уже смонтирован на судне. Положение фланцев показано на рис. 5.

Несоосность осей валов валопровода и двигателя характеризуется параллельным смещением δ, мм и изломом φ, мм/м, измеренными в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При диаметре фланцев D ≥ 200 мм для определения изломов и смещений пользуются щупом и линейкой 3 (рис. 5).

Определяя смещение, например, в вертикальной плоскости, линей­ку накладывают ребром на один из фланцев и щупом измеряют верх­ний радиальный зазор zв. Без поворота фланцев измеряют нижний радиальный зазор zн. Смещение валов равно полусумме указанных зазоров. При определении излома осей щупом измеряют вверху и вни­зу раскрытие фланцев и делят разность осевых зазоров хв—хн на диаметр фланцев.

Контроль изломов и смещений валовРис. 5 Контроль изломов и смещений валов а — с помощью линейки и щупа; б — с помощью стрел; в — схемаразмерной цепи

Для получения более точных результатов применяют две пары стрел 1 и 2 (рис. 5, б), которые временно крепят к фланцам. Несоосность определяют по величине зазоров между стрелами, измеренных щупом или индикаторами. Зазоры z1в и z2н характеризуют смещение валов, а зазоры х1в и х2н — излом осей. Каждый из замеров делают два раза, в исходном положении и после проворота валов на 180 ° (валы болта­ми не соединяют).

Значения смещений и изломов осей можно установить путем реше­ния уравнений размерной цепи (рис. 5, в).

Исходное положение (00 поворота) — z1в + R — δ = z2в + R + δ, после про­ворота валов на 180° — z2в + R — δ = z1н + R + δ. Складывая оба уравнения и группируя члены, получим, (z1в + z2в) — (z1в — z2в) = 45, откуда смеще­ние валов

δ=∑Zв—∑Zн4

По аналогии излом осей равен разности сумм верхних и нижних осевых зазоров, деленной на двойное расстояние между точками изме­рений:

φ=∑Xв—∑Xн2S

Где:

  • S — разнос стрел, м.

Для главных двигателей в большинстве случаев допускается несоосность:

  • |δ| ≤ 0,10 мм;
  • |φ| ≤ 0,15 мм/м.

Узлы неподвижного крепления механизмов показаны на рис. 6. Они состоят из компенсирующей подкладки, полки фундамента, лапы механизма и болта.

Наиболее технологичны подкладки из малоусадочной пластмассы 1 (рис. 6, а), так как пластмасса в неотвержденном состоянии запол­няет неровности фундамента и монтажные зазоры, исключая необходимость обработки фундамента и пригонки подкладок по месту. Применяют также эпоксидные подкладки, когда двигатель сначала цен­труют на клиновых или винтовых домкратах и поверхности полок фун­дамента зачищают.

На полки, как показано на рис. 6, б, устанавлива­ют ограждения из мягкого пенопласта, образующие внутреннюю и боковые стороны формовочного пространства. Для образования наруж­ной стороны формы к полке фундамента приваривают металлическую перемычку 2. Внутри формовочного пространства распыляют антисуггезионную смазку 3, отверстия под болты закрывают пенопластовыми пробками 1. Эпоксидную смолу подогревают до требуемой температу­ры, добавляют отвердитель и перемешивают. Смесь 4 заливают в фор­му. Состав затвердевает в течение 24—48 часов, после чего двигатель болтами закрепляют к фундаменту.

В случае применения металлических подкладок для обеспечения их плотного прилегания к опорной поверхности фундамента требуется тщательная обработка (под щуп толщиной 0,05 мм).

Сферическая подкладка (рис. 6, в) состоит из двух дисков, кото­рые сопрягаются по сферическим поверхностям, благодаря чему верх­няя половина подкладки может самоустанавливаться по нижней в соответствии с уклоном фундамента. Конструкция исключает пригонку подкладки. Верхняя половина 6 имеет припуск, который подрезают на станке после измерения высоты подкладки h. Сверление и развертыва­ние отверстий под призонные болты 7 выполняют по месту.

Прямоугольные подкладки (рис. 6, г) необходимо подгонять по месту. Для исключения этой трудоемкой операции в узлах крепления используют полимерный состав 8, состоящий из модифицированной эпоксидной смолы, отверждаемой полиэтиленом-полиамином.

Узлы неподвижного крепленияРис. 6 Узлы неподвижного крепления

Опорные поверхности фундаментов в этом случае не обрабатывают, а призонные болты заменяют проходными. Верхнюю и нижнюю поверхно­сти подкладки 8, которая может изготавливаться из стали, чугуна, алю­миниевых сплавов, обрабатывают с шероховатостью Rz= 80 мкм. Высота подкладки должна быть меньше фактического размера монтаж­ного зазора на величину 0,4-0,5 мм.

Значительную часть механического оборудования, как показано на рис. 7, устанавливают на амортизаторы, имеющие упругие элементы 3 и 5, соединенные методом вулканизации с металлическими несущи­ми деталями. Для компенсации монтажных зазоров и просадок амор­тизаторов применяют выравнивающие шайбы 2 или подкладки 4, которые должны плотно (под щуп толщиной 0,10 мм) прилегать к лапе 1 механизма или к полке 6 фундамента. Амортизаторы АКСС (аморти­затор корабельный сварной со страховкой) рассчитаны на небольшие нагрузки — от 0,1 до 4,0 кН. Пластинчатые амортизаторы применяют для больших нагрузок — 5,0-22 кН. Резиновый элемент располагают с наклоном, что повышает виброизолирующий эффект амортизатора.

Крепление оборудования на фундаменте обычно выполняют на бол­тах, которые могут быть проходными с радиальным зазором 0,5-2,0 мм и призонными, устанавливаемыми с натягом 10-15 мкм. Призонные болты служат дополнительным средством обеспечения неподвижнос­ти механизма на фундаменте при действии в плоскости крепления сдви­гающих нагрузок.

Стержень призонного болта обрабатывают на стан­ке индивидуально по фактическому диаметру развернутого отверстия, увеличенному на 10-15 мкм для создания натяга в соединении. Болты устанавливают в отверстия после охлаждения в жидком азоте до тем­пературы -190 °С. Для предупреждения деформаций болты затягива­ют по диагонали фундамента одинаковым усилием, величину которого контролируют динамометрическими ключами. Затягивание не долж­но вызывать в болте напряжения более 0,80 σт, тогда допускаемый мо­мент:

[Мзат] = 0,15 σт×d2вн

Где:

  • dвн — внутренний диаметр болта.
Узлы амортизированного крепленияРис. 7 Узлы амортизированного крепления а — амортизатор типа АКСС;б — амортизатор пластинчатый наклонный

Усилие затягивания в судовых условиях можно также определить по углу поворота гайки. Рабочий после наворачивания гайки ключом нормальной длины дополнительно заворачивает ее легкими ударами кувалды по ключу на угол 30-45 °.

При монтаже ответственных резьбовых соединений используют га­ечные ключи с предельным регулирующим крутящим моментом.

Качество монтажа оценивают по правильности положения оборудования на судне и по отсутствию деформаций механизмов.

Де­формаций особенно трудно избежать у недостаточно жестких крупно­габаритных центруемых механизмов:

  • Редукторов ГТЗА;
  • Двигателей внутреннего сгорания;
  • Турбогенераторов большой мощности.

Монтаж таких механизмов выполняют без разборки, контролируя распределе­ние нагрузок от действия силы тяжести механизма на его опорный фланец.

На заводе-изготовителе динамометрами измеряют стендовые на­грузки на опорный фланец, поднимая механизм параллельно опорной поверхности сборочного стенда. Значения нагрузок заносят в форму­ляр. При монтаже на судовом фундаменте в опорный фланец механиз­ма снова вворачивают динамометры и, действуя ими как отжимными болтами, регулируют нагрузки, добиваясь их совпадения с формуляр­ными (стендовыми) значениями. Отклонение монтажных нагрузок от стендовых величин не должно превышать ±5%.

При отсутствии контроля нагрузок механизмы после монтажа вскрывают и проверяют соосность валов, контакт зубчатых зацепле­ний и другие параметры.

Рекомендуется к прочтению:Изготовление и монтаж изоляции корпусных конструкций суднаОтделка и оборудование судовых помещений

sea-man.org

Монтаж вспомогательных механизмов и некоторых видов судового оборудования

Все вспомогательные механизмы, устанавливаемые в машинном и котельном отделениях судна, в зависимости от конструкции и требований эксплуатации можно подразделить на механизмы с механическим движением и без него, центруемые и не-центруемые, требующие автоматизации и не требующие ее. В связи с этим установка вспомогательных механизмов на судовые фундаменты может быть выполнена различными способами: на стальных клиньях, регулируемых и выравнивающих прокладках, на прокладках из быстротвердеющей пластмассы и на деревянных прокладках, на амортизаторах различного вида и т. д. Рекомендуемые виды крепления вспомогательных и палубных механизмов приведены в табл. 2.

Таблица 2. Рекомендуемые виды крепления механизмов
Наименование механизма Вид крепления Примечание
Рулевые машины: электрические и электрогидравлические На стальных клиньях, регулируемых прокладках или пластмассе ФМВ Колодочные тормоза крепят на выравнивающих прокладках, а стойки ручного привода — на деревянных
ручные На деревянных прокладках или пластмассе БКД  
Шпили якорно-швартовные:электрические На выравнивающих прокладках Головку шпиля устанавливают на выравнивающих прокладках
ручные На деревянных прокладках или пластмассе БКД На малых судах применяется крепление на деревянной подушке
Брашпили То же  
Лебедки:электрические грузовые То же  
паро-ручные мусоро-подъемные, буксирные и др. На выравнивающих прокладках  
ручные На деревянных прокладках или пластмассе БКД  
Вьюшки На выравнивающих прокладках  
Краны То же  
Дизель-генераторы На амортизаторах  
Турбогенераторы » стальных клиньях, регулируемых прокладках или пластмассе ФМВ  
Пародинамо На деревянных прокладках или пластмассе БКД  
Компрессоры: электрокомпрессоры вертикальные На стальных клиньях, регулируемых прокладках или пластмассе ФМВ  
дизель-компрессоры На амортизаторах  
парокомпрессоры » деревянных прокладках или пластмассе БКД  
Вентиляторы машинно-котельных отделений На выравнивающих прокладках Применяется дополнительное крепление на растяжках
Осевые насосы На деревянных прокладках или пластмассе БКД  
Центробежные насосы или насосы для вязких жидкостей с электрическим или турбинным приводом То же Циркуляционные насосы крепят на стальных клиньях, в некоторых случаях— на амортизаторах
Поршневые насосы паровые прямодействующие с электроприводом или с приводом от дизелей На деревянных прокладках или пластмассе БКД Циркуляционные насосы крепят на стальных клиньях, в некоторых случаях,— на амортизаторах
Ручные насосы На выравнивающих прокладках  
Воздухоохладители и воздухонагреватели На деревянных прокладках или пластмассе БКД  
Центробежные сепараторы масла То же  
Конденсаторные и испарительные установки » »  
Подогреватели и охладители воды и вязких жидкостей » »  
Паровоздушные эжекторы » »  
Фильтры вязких жидкостей » »  
Испарители » »  

Центруемые вспомогательные механизмы большой мощности с высокой частотой вращения (турбо- и дизель-генераторы, электропожарные насосы, компрессоры и др.), а также механизмы, через крепления которых передаются большие усилия (например, гидравлические и электрические рулевые машины), устанавливают на фундаменты с применением точно пригнанных стальных прокладок, пригоняемых вручную стальных клиньев, самоустанавливающихся сферических или двухслойных регулируемых клиновых прокладок.

Такие механизмы при изготовлении центруют, но в процессе транспортировки и погрузки на судно они могут получить недопустимые нарушения центровок. Поэтому после погрузки на судно и установки на судовой фундамент (вначале на деревянные брусья, затем с помощью домкратов — на отжимные приспособления) проверяют центровку этих механизмов. Если она нарушена больше, чем допускается, механизмы центруют с помощью двух парных стрел или с помощью линейки и щупа, добиваясь, чтобы несоосность валов не превосходила установленных допусков (табл. 3) в зависимости от типа их соединения. После центровки механизмы крепят на фундаменте с помощью болтов так же, как и главные двигатели.

Таблица 3. Допуски на центровку вспомогательных механизмов при монтаже на судне
Тип соединения Смещение, мм Излом, мм/м
Жесткие и шлицевые 0,05 0,05
Подвижные (кулачковые или зубчатые муфты) 0,10 0,10
Соединения дизель-генераторов, имеющие гидравлические, пластинчатые, фрикционные, упругие * или со змеевидной пружиной муфты 0,10 0,75
Втулочно-пальцевые с резиновыми пальцами и прорезиненными колодками или дисками 0,15 0,75
* Центровку механизмов с упругими муфтами на заводе-изготовителе необходимо выполнять с точностью 0,1 мм по смещению и 0,15 мм/м по излому.

Необходимость обработки опорных поверхностей фундаментов и ручной пригонки стальных прокладок полностью устраняется в случае установки механизмов на прокладки из различных быстротвердеющих пластмасс (ФМВ, БКД и ЖМ250).

Быстротвердеющая пластмасса БКД (бакелит, контакт Петрова, древесные опилки и вода) применяется для установки нецентруемых вспомогательных механизмов, предварительно сцентрированных на переходной фундаментной раме (пародинамо, дизель- и парокомпрессоры, центробежные электронасосы и др.). Приготовленную пластмассу 1 (рис. 171) наносят деревянной лопаткой на фундамент, в полках которого уже просверлены отверстия для фундаментных болтов. Для сохранения определенного зазора между фундаментом и фундаментной рамой механизма используют деревянные рейки 2, уложенные поперек фундамента между отверстиями, или отжимные болты. Механизм опускают на фундамент после того как пластмасса частично затвердеет и не будет выдавливаться. Усадка пластмассы при затвердевании составляет 5—7%, поэтому до полного ее затвердевания устанавливают на место все болты, а окончательно закрепляют механизм по истечении суток после нанесения пластмассы на фундамент.

Рис. 171. Укладка пластмассы БКД на судовой фундамент.

Пластмассу ЖМ250 (жидкотекучая малоусадочная с 250% наполнителя) используют, когда требуется обеспечить водонепроницаемость крепления механизмов на фундаменте (например, крыльчатые движители, водо-водяные эжекторы, насосы, предназначенные для работы под водой и др.) или необходимо заполнить монтажные зазоры при установке механизмов. Пластмассу приготовляют на основе эпоксидной смолы с добавлением наполнителя (железный порошок), пластификатора (дибутилфталат) и отвердителя (полиэтиленполиамин). Без отвердителя она может долго храниться в готовом к употреблению виде.

Установка механизма 5 на пластмассе ЖМ250 ведется следующим образом (рис. 172). Фундамент 1 очищают от окалины и ржавчины; с наружной и внутренней сторон его опорной поверхности наклеивают резиновый уплотнительный шнур 2, на опорную поверхность 3 механизма — бумагу или кальку и смазывают её тавотом. Затем опускают механизм 5 до соприкосновения с резиновым шнуром, центруют его, пользуясь стрелами и отжимными болтами, и заливают пластмассу в воронку 4, вставленную в заранее просверленное отверстие, под давлением воздуха 50—100 кн/м2 (0,5—1,0 кгс/см2). Наблюдая за поступлением жидкой пластмассы в зазор между опорными поверхностями механизма и фундамента, постелено закупоривают отверстия фундаментных болтов деревянными пробками. Когда пластмасса появится в отверстии выпора, заливку прекращают. После затвердевания пластмассы деревянные пробки вынимают, сверлят отверстия для фундаментных болтов в пластмассе и в полке фундамента, устанавливают болты и крепят механизм обычным способом.

Рис. 172. Монтаж механизма на пластмассе ЖМ250.

Для установки вспомогательных механизмов, нуждающихся в амортизации (дизель-генераторы, дизель-компрессоры и другие механизмы, установленные на общей фундаментной раме), применяют резино-металлические амортизаторы типа КАС — корабельный амортизатор сварной, АКСС — амортизатор корабельный сварной со страховкой и АПС — амортизатор пластинчатый сварной. Особенно широко распространены амортизаторы типа АКСС, имеющие около десяти типоразмеров и не требующие в отличие от амортизаторов типа КАС дополнительных страхующих приспособлений на случай отрыва резины от металлических частей.

Установка механизма на амортизаторах типа АКСС (рис. 173, а) начинается с подготовки опорной поверхности фундамента 4, которую зачищают и выравнивают так, чтобы не допускать качания амортизаторов. В некоторых случаях приваривают к фундаменту пригоночные прокладки 3, обработанные в цехе. Затем, проверив амортизаторы на отсутствие трещин, надрывов резины и забоин, крепят их к шаблону, снятому с опорной поверхности фундаментной рамы, ввертывая через отверстия шаблона специальные болты (вместо болтов 7) во втулки амортизаторов. Шаблон с амортизаторами грузят на судно, выравнивают на фундаменте и крепят амортизаторы к фундаменту с помощью болтов 5, отверстия для которых размечают центровым керном или сверлят через отверстия в амортизаторах. После погрузки механизм устанавливают вначале на деревянные бруски, а затем опускают с помощью домкратов так, чтобы опорная поверхность фундаментной рамы 1 (или лап механизма) не соприкасалась с торцевыми опорными поверхностями амортизаторов 6. В этом положении механизма замеряют зазоры между поверхностями и, если они превышают 0,5 мм, изготовляют выравнивающие шайбы 2, ставят их на место и болтами 7 крепят механизм к амортизаторам. При этом проверяют прилегание нижней поверхности амортизатора к фундаменту (щуп 0,3 мм не должен проходить), толщину выравнивающих шайб (не менее 0,5 мм и не более 20 мм) и их прилегание к опорной поверхности фундаментной рамы, а также к торцу амортизатора (щуп 0,1 мм не должен проходить на 2/3 периметра шайбы при незавернутых болтах).

Рис. 173. Виды крепления вспомогательных механизмов и электродвигателей на судовом фундаменте: а — на амортизаторах типа АКСС; б — на деревянных прокладках.

Вспомогательные нецентруемые механизмы и судовое оборудование без механического движения в некоторых случаях устанавливают на деревянных прокладках, изготовленных из твердых пород дерева (дуб, ясень, бук) и предварительно в течение 2—3 ч проваренных в олифе. Фундаменты в этом случае не обрабатывают, а только очищают от ржавчины и окалины и пригоняют к ним деревянные прокладки путем строжки последних. Зазор между прокладкой и фундаментом должен быть не более 1,5 мм. Пригнанные прокладки 3 (рис. 173,6) плотно прижимают к фундаменту 2 болтами, приваренными к опорной поверхности 1, а затем устанавливают механизм. Качество пригонки считается удовлетворительным, если зазоры между прокладкой и рамой механизма не превышают 0,5 мм на длине не более 200 мм. После этого через отверстия в лапах или раме механизма размечают отверстия, снимают механизм с фундамента, сверлят отверстия, прокрашивают прокладки суриком (или укладывают на фундамент и прокладку парусину, пропитанную суриком), снова ставят механизм на прокладки и закрепляют его болтами.

Таким же способом устанавливают на фундамент холодильный агрегат (или рефрижераторную установку), у которого все основные узлы: компрессор, электродвигатель, конденсатор и электроциркуляционный насос смонтированы на одной общей фундаментной раме, обладающей достаточной жесткостью. Для механизмов агрегата не требуется проверка центровки, поэтому качество прилегания рамы к прокладкам не оказывает существенного влияния на их работу.

Вспомогательные механизмы, теплообменные аппараты и оборудование без механического движения в некоторых случаях устанавливают на стальных выравнивающих прокладках толщиной не более 40 мм и даже непосредственно на фундамент. В первом случае прилегание опорных поверхностей проверяется щупом 0,3 мм — для механизмов и 0,5 мм — для теплообменных аппаратов. Во втором случае в зависимости от состояния опорной поверхности фундамента ее обрабатывают в одну плоскость, что нежелательно, или укладывают на нее парусиновую, резиновую либо другую прокладку, компенсирующую неровности опорной поверхности.

Судовое оборудование цилиндрической формы (баллоны, глушители и др.) часто крепят в вертикальном или горизонтальном положении с помощью хомутов и бугелей, укладывая под них парусиновые, асбестовые и резиновые прокладки.

www.stroitelstvo-new.ru

способ монтажа центруемых механизмов - патент РФ 2439486

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в судостроении, энергетике, нефтяной и газовой промышленности для монтажа центруемых механизмов. Сущность: устанавливают механизмы на фундамент, измеряют изломы и смещения валов центруемых механизмов, по результатам замеров производят перемещение механизмов, после чего производят крепление механизмов к фундаменту. При этом перемещения механизмов выполняют согласно расчетным значениям перемещений механизмов в их опорных точках x1, x2 x3, x4, полученным по результатам замеров. В частном случае заявленного способа крепление механизмов производят с погрешностью, полученной в результате расчетов, не более 35% допуска смещения механизма. Под погрешностями крепления понимают отклонения фактического положения механизма от положения, достигнутого при его базировании, за счет деформаций узлов крепления механизма к фундаменту, возникающих при их сборке и затяжке крепежных деталей. Технический результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, выражается в снижении длительности технологического процесса монтажа центруемых механизмов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486

Рисунки к патенту РФ 2439486

способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в судостроении, энергетике, нефтяной и газовой промышленности для монтажа центруемых механизмов.

Известен способ центрирования валов из патента РФ № 2316725, по которому производят измерение смещения валов относительно друг друга при их синхронном повороте и осуществляют коррекцию их положения по измеренным значениям смещений.

Известен способ монтажа трехмашинного агрегата (М.И.Гальперин и др. «Монтаж технологического оборудования нефтеперерабатывающих заводов», М.: Мир, 1982 г., Глава I, §1), по которому вначале производят установку и крепление редуктора, а затем по редуктору производят центровку с одной стороны электродвигателя, с другой стороны приводного механизма.

Известен также способ монтажа турбозубчатого агрегата (Ф.С.Держилов и др. «Технология судоремонта», М.: Транспорт, 1970 г., стр.295), являющийся наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению и принятый за прототип. При реализации этого способа вначале производят центровку по изломам и смещениям редуктора к валопроводу, а затем после крепления редуктора производят центровку турбины к редуктору.

Недостатком известных способов является большая длительность и многоступенчатость процессов монтажа, что обусловлено необходимостью выполнения многократных перемещений механизмов отжимными приспособлениями и совместного проворачивания валов механизмов для контроля параметров центровки, а также последовательным выполнением операций монтажа.

Кроме того, как при центровке турбозубчатого агрегата, так и трехмашинного агрегата основным условием для выполнения центровки является выбор среди центруемых механизмов базового. Выполнению центровки по базовому механизму предшествуют работы по установке и выверке базового механизма, обработке отверстий и присоединительных поверхностей фундаментов, изготовлению по измерениям по месту подкладок, установке и пригонке подкладок, закреплению базового механизма крепежными деталями.

В случае центровки по базовому механизму отдельные технологические операции процесса монтажа агрегата выстраиваются в технологическую цепочку с их последовательным выполнением. Длительность процесса монтажа агрегата в этом случае определяется суммой продолжительностей отдельных операций.

Кроме того, при выполнении работ по монтажу механизмов, наряду с параметрами центровки, контролируемыми параметрами являются также толщины подкладок, устанавливаемых в узлы крепления механизма с фундаментом. В нормативной документации установлены требования к минимальной толщине подкладок, обусловленные технологическими возможностями их механической обработки. При центровке по базовому механизму значения монтажного зазора, определяющего толщину подкладок, контролируются на заключительных стадиях монтажа после окончания центровки механизма. Учитывая, что установка базового механизма производится независимо от смежного механизма, то после выполнения центровки нередко выявляют монтажные зазоры, меньшие установленной толщины подкладки, или даже замыкание механизма на фундамент. Перечисленные дефекты, как правило, устраняются подъемом механизмов или их разворотом относительно фундамента, однако для этого требуются дополнительное время и трудозатраты.

Задачей настоящего изобретения является повышение технологичности процесса монтажа центруемых механизмов.

Технический результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, выражается в снижении длительности технологического процесса монтажа центруемых механизмов.

Этот технический результат достигается в способе, при котором устанавливают механизмы на фундамент, измеряют изломы и смещения валов центруемых механизмов, по результатам замеров производят перемещение механизмов, после чего производят крепление механизмов к фундаменту. При этом перемещения механизмов выполняют согласно расчетным значениям перемещений механизмов в их опорных точках х1, х2 х 3, х4, полученным по результатам замеров, по следующим зависимостям:

способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486

где: In, Sn - номинальные значения параметров излома и смещения;

I0, S0 - начальные значения параметров излома и смещения;

способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486 ; способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486 ; способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486 ; способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486 ;

способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486 ; способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486 ; способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486 ; способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486 ;

A1, A2, B1 , B2 - линейные размеры, координирующие расположение опорных точек механизмов относительно плоскости измерения изломов и смещений.

В частном случае заявленного способа крепление механизмов производят с погрешностью, полученной в результате расчетов, не более 35% допуска смещения механизма. Под погрешностями крепления понимают отклонения фактического положения механизма от положения, достигнутого при его базировании, за счет деформаций узлов крепления механизма к фундаменту, возникающих при их сборке и затяжке крепежных деталей.

Предлагаемый способ монтажа механизмов позволит снизить длительность технологического процесса монтажа центруемых механизмов и одновременно расширить технологические возможности.

Заявленное техническое решение поясняется чертежом, на котором изображены два механизма M1 и M2 в процессе выполнения центровки в вертикальной плоскости.

Способ реализуют в следующем порядке.

1. После установки механизмов M1 и M2 на фундамент производят их предварительную «грубую» центровку.

2. Затем производят замер линейных размеров A1, A2, B1, B2 , координирующих расположение опорных точек механизмов относительно плоскости измерения изломов и смещений.

3. Далее производят замер начальных значений параметров центровки I 0, S0, при этом замеры могут быть выполнены известными методами, например с помощью парных стрел или лазерных систем контроля.

4. После этого на основе решения системы уравнений (1) определяют расчетные значения перемещений х1, х2 х3, х4 опорных точек механизмов M1 и M2.

При расчете перемещений используют условия, исключающие перемещения механизма в отдельных опорных точках, и(или) условия, устанавливающие заданные перемещения в отдельных опорных точках. Приведенные условия применяют исходя из необходимости направленного перемещения механизмов, например, для обеспечения заданного расположения относительно смежных конструкций и др.

В качестве примера получения расчетных значений перемещений механизмов в их опорных точках можно взять центровку двухмашинного агрегата, состоящего из двух электрических машин с креплением на лапах по ГОСТ 20839-75. Значения линейных размеров этих машин составляют A1=A2=773 мм, B1=B2 =3302 мм. При измеренных начальных значениях параметров центровки I0=0,5×10-3 рад, S0=4,7 мм и установленных номинальных значениях параметров излома и смещения In=0, Sn=0 зависимость (1) приводится к виду:

способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486

В случае если по условиям центровки значения монтажных зазоров, например, в опорных точках 1 и 3 удовлетворяют заданным значениям, то x1, x3 могут быть приравнены к нулю. В этом случае система уравнений (2) приводится к виду

способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486

После решения системы уравнений (3) получим, что x1=0, x2=2,69 мм, x3 =0, x4=3,97 мм.

5. После этого выполняют расчетные перемещения х1, х2 х3 , х4 механизмов в их опорных точках. Перемещения производят с контролем изменений монтажного зазора между механизмом и фундаментом в случае центровки на отжимных приспособлениях или путем установки на окончательно обработанные подкладки при центровке на подкладках.

6. Затем обрабатывают отверстия для прохода крепежных деталей.

7. В конце производят крепление механизмов к фундаменту.

Для крепления механизмов используют способы крепления, обеспечивающие погрешность не более 35% допуска смещения механизма. В частности, при допускаемых смещениях 0,05 мм, допускаемая погрешность крепления составит 0,0175 мм. Для крепления судовых механизмов могут быть применены способы крепления на подкладках со слоем полимерного материала, на клиновых, регулируемых и сферических подкладках по ОСТ5.4110-2003, имеющиеся погрешности крепления должны быть менее 0,0175 мм.

При выполнении монтажных работ операции по пп.5-7 могут выполняться одновременно на обоих механизмах, что обеспечивает совмещение операций и соответственно сокращение длительности монтажных работ.

Выполнение центровки по расчетным перемещениям механизмов в их опорных точках обеспечивает выполнение работ по методу «разовой сборки», т.е. за один обход отжимных приспособлений, что также позволяет сократить длительность монтажных работ.

Использование при расчете перемещений условий, исключающих перемещения механизма в отдельных опорных точках, и(или) условий, устанавливающих заданные перемещения в отдельных опорных точках, обеспечивает возможность направленного перемещения механизмов и, соответственно, расширение технологических возможностей при выполнении центровки.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ монтажа центруемых механизмов, при котором устанавливают механизмы на фундамент, измеряют изломы и смещения валов центруемых механизмов и по результатам замеров перемещают механизмы, после чего производят их крепление к фундаменту, отличающийся тем, что по результатам замеров устанавливают расчетные значения x 1, x2, x3, x4 перемещений механизмов в их опорных точках по зависимостям:способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486где In, Sn - номинальные значения параметров излома и смещения;I0, S0 - начальные значения параметров излома и смещения;способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486способ монтажа центруемых механизмов, патент № 2439486А1, А2, В1, В 2 - линейные размеры, координирующие расположение опорных точек механизмов относительно плоскости измерения изломов и смещений,и согласно полученным расчетным значениям выполняют упомянутые перемещения механизмов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что крепление механизмов производят с полученной в результате расчетов погрешностью не более 35% допуска смещения механизма.

www.freepatent.ru

Центровка и выверка валов |общие вопросы и особенности, подготовка специалистов, автоколебания ротора в подшипниках скольжения, средства центровки

Содержание

 

Одной из важнейших составляющих технологии виброналадки является центровка валов при монтаже агрегатов и в процессе их дальнейшей эксплуатации. Эксплуатационная центровка валов – это восстановление соосности валов, нарушающейся в процессе эксплуатации. Причинами эксплуатационной расцентровки агрегатов чаще всего бывает деформация фундаментных конструкций, в том числе сезонная, а также дефекты соединительных муфт, следствием – рост вибрации агрегата и в большинстве случаев - перегрузка подшипников и муфт.

При эксплуатации сложных агрегатов могут возникнуть и другие опасные изменения положения вращающихся узлов – нарушения параллельности осей вращения жестко связанных  друг с другом валов, отклонения рабочих колес, шестерен, шкивов и т.д. от плоскости, перпендикулярной оси вращения вала. Такие нарушения геометрии влияют на вибрацию и могут быть обнаружены по соответствующим диагностическим признакам и параметрам. Но устранить их можно лишь путем выверки в процессе ремонта, поэтому необходимо после их обнаружения планировать соответствующие работы по выверке на ближайший ремонт.

В процессе эксплуатации, кроме центровки валов, без ремонта агрегата можно выполнить еще одну операцию виброналадки – выверку шкивов в ременной передаче. Однако опыт практической диагностики ременных передач по вибрации и току показывает, что основной вклад в вибрацию передачи дают погрешности изготовления шкивов и ремней, неточности их натяга и дефекты износа, поэтому требуемая в этих условиях точность выверки шкивов может достигаться с использованием простейших средств геометрических измерений. В связи с изложенным, ниже рассматриваются только наиболее важные для виброналадки агрегатов в процессе эксплуатации вопросы центровки их валов, соединяемых в одну линию с помощью муфт.

Общие вопросы центровки валов

Геометрические оси двух валов, имеющих собственные опоры вращения и связанных между собой соединительной муфтой, могут не совпадать, т.е. иметь несоосность. Несоосность может быть параллельной, угловой и смешанной, как это показано на рис.13.1.

Виды несоосности соединяемых муфтой валов. а- параллельная несоосность, б- угловая несоосность, в- смешанная несоосность, разделяемая на две компоненты.

Рис.13.1. Виды несоосности соединяемых муфтой валов. а- параллельная несоосность, б- угловая несоосность, в- смешанная несоосность, разделяемая на две компоненты.

 

Количественно параллельная несоосность измеряется в мм, угловая - также в мм, но приведенных к длине вала в 100мм, смешанная делится на параллельную и угловую.

Существует два основных метода измерения несоосности валов, а именно, радиально-осевой и метод обратных индикаторов, принцип действия которых показан на рис 12.2. Измеряются максимальное смещение контрольной точки на одном валу относительно контрольной точки на другом валу до и после разворота обоих валов на 180 угловых градуса. Измерения проводятся дважды – при развороте валов на 180 градусов вертикальном и горизонтальном направлениях. При проведении измерений контрольные точки выбираются из числа удаленных от оси вала, например, на внешнем радиусе полумуфты или, при использовании лазеров, на специальной штанге, закрепляемой на вал и регулируемой по высоте.

Радиально осевой метод определения несоосности валов с измерением радиального и осевого смещения одного из валов и метод взаимных индикаторов с измерением радиального смещения двух валов

Рис.13.2. Радиально осевой метод определения несоосности валов с измерением радиального и осевого смещения одного из валов и метод взаимных индикаторов с измерением радиального смещения двух валов.

 

Более точным является второй метод, так как исключает возможную ошибку в определении осевого смещения из-за осевого «люфта» вала в подшипниках при разомкнутых полумуфтах или наличии свободного «осевого хода» связанных полумуфт в некоторых типах агрегатов. От одного из четырех измерений, проводимых при определении несоосности валов в горизонтальной и вертикальной плоскостях, можно отказаться, да и разворот валов точно на 180 градусов не всегда обязателен, необходимо только точно его измерять. Поэтому современные средства измерения расцентровки допускают проведение трех измерений с разворотом валов после каждого измерения в зависимости от используемых средств измерения угла разворота либо на 90 угловых градуса, либо на любой контролируемый угол от 20 до 90градусов.

Измерение расстояния между точками крепления индикаторов к каждому из валов, расстояния от муфты до ближайшей плоскости опор машины, перемещаемой при центровке, и расстояния между плоскостями опор этой машины, позволяет рассчитать необходимые для центровки валов перемещения ее опор. Для перемещения в вертикальном направлении используются прокладки между лапами машины и рамой в месте ее крепления, в горизонтальном направлении величина перемещения контролируется простейшими средствами геометрических измерений.

В процессе проведения работ по центровке роторов агрегатов необходимо проверить правильность крепления неподвижной и подвижной машин агрегата и устранить люфт прилегания опор к раме, часто называемый «мягкой лапой».

После закрепления подвижной машины в новом положении производится контрольное измерение расцентровки валов.

 

Подготовка специалистов по центровке валов в процессе эксплуатации

Минимальный срок подготовки – 18 часов, 3 уровня подготовки с практическим освоением  методов и средств центровки валов, дополняемым освоением средств балансировки роторов, а также методов обнаружения динамической расцентровки валов и выявления причин автоколебаний ротора в подшипниках скольжения.

  • начальный, с изучением средств лазерной центровки валов и особенностей обнаружения динамической расцентровки роторов по вибрации агрегата и току приводного электродвигателя,
  • расширенный с совместным освоением средств и программ центровки валов и простейшей балансировки роторов, а также методов поиска и устранения причин возникновения автоколебаний ротора,
  • полный, с дополнительным изучением особенностей балансировки на нестабильных частотах вращения ротора, экспертной диагностики и путей устранения причин ограничений на балансировку и центровку роторов.

Программы обучения

Заявка на обучение

Индивидуальные консультации по методам, приборам и программам центровки валов, балансировки связанных муфтами роторов, экспертной диагностики причин возникающих ограничений на достигаемую эффективность центровки и балансировки.

 

Особенности центровки валов

Центровка валов в собственных опорах вращения может проводиться двумя практическими способами, используемыми на разных этапах эксплуатации агрегатов.

Первый – центровка с разомкнутой соединительной муфтой, этот способ обычно используется на этапе первичной наладки агрегатов после ремонта или монтажа на месте эксплуатации, при больших начальных расцентровках валов. При разомкнутой муфте положение геометрической оси каждого вала определяется пространственным положением его опор вращения. Соответственно, результатом центровки валов фактически является обеспечение соосности опор вращения с точностью, определяемой разностью зазоров в его подшипниках. Дополнительную погрешность в определении несоосности опор по несоосности валов с разомкнутой муфтой дает начальная кривизна каждого вала, а также и его статический прогиб в горизонтальных машинах или полная величина зазора подшипника в вертикальных машинах.

При затягивании даже упругой соединительной муфты несоосность валов может изменяться, так как при несовпадении осей валов в месте соединения полумуфт на валы начинает действовать центрирующая оси сила, перераспределяющая, а иногда и многократно увеличивающая статические нагрузки на опоры вращения и смещающая ось вращения вала в опорах. При вращении ротора указанное перераспределение статической нагрузки на опоры вращения и соединительную муфту сохраняется, что достаточно часто приводит к появлению автоколебаний ротора в подшипниках скольжения.

После предварительной центровки не имеющих начальной кривизны валов с разомкнутой муфтой опоры вращения ложатся на одну ось, но затягивание неточно изготовленных полумуфт искривляет форму линии вала, что также приводит к перераспределению нагрузок на опоры вращения и смещению осей каждого из валов, т.е. к их расцентровке. Различие нагрузок на опоры вращения и муфты при несоосности опор и искривлении линии вала в том, что вторая зависит от угла поворота соединенных муфтой валов, и эта нагрузка вращается вместе с валами. Вращающаяся, т.е. динамическая нагрузка на ротор агрегата оказывает разрушающее воздействие на подшипники и муфту, резко сокращая их ресурс.

Центровка валов агрегатов в процессе эксплуатации выполняется, как правило, с затянутой муфтой, и ее практически достижимая цель – поиск компромисса между несоосностью опор вращения и искривлением линии вала из-за первичной кривизны валов и дефектов муфты. Компромиссным решением обычно является достижение минимальной расцентровки валов без учета влияния остаточного искривления линии вала на динамические силы и вибрацию агрегата. Но это решение не гарантирует отсутствия в агрегате колебательных сил на частоте вращения ротора, которые определяются кривизной вала и не снижаются в процессе балансировки агрегата на месте эксплуатации. Поэтому для снижения вибрации агрегата на частоте вращения ротора, сохраняющейся даже после балансировки, приходится либо менять соединительную муфту, либо подбирать угол смещения одной полумуфты относительно другой, совместно минимизируя несоосность валов и величину вибрации агрегата.

То, что измеряемая несоосность валов при затянутой муфте не является показателем отсутствия, как несоосности опор вращения, так и искривления линии вала, подтверждает наличие в некоторых агрегатах после успешной центровки значительных пульсирующих с частотой вращения вала моментов сил. На практике они обнаруживаются как силы, препятствующие повороту валов во время контрольного измерения несоосности роторов, когда вал «застревает» при определенном угле поворота.

Следует также отметить, что искривление линии вала может также возникать из-за смещения полумуфт под действием передаваемого через муфту рабочего момента сил, чаще всего в зубцовых муфтах. Возможна еще одна причина искривления линии вала – несовпадение осей передачи момента сил в полумуфтах. Чаще всего такое несовпадение наблюдается в упругих пластинчатых муфтах, что и является основной причиной часто встречающихся автоколебаний ротора в высокооборотных агрегатах с подшипниками скольжения и пластинчатой муфтой.

Таким образом, расцентровку валов в опорах вращения эксплуатируемого агрегата можно разделить на две части – статическую и динамическую, причем вторая проявляется при вращении роторов. Первая определяется несоосностью опор вращения и устраняется путем центровки валов с разъединенной муфтой, но необходим учет дополнительной несоосности опор из-за их теплового смещения при прогреве опор вращения, из-за разной толщины смазочного слоя и из-за разного износа вкладышей в подшипниках скольжения. Вторая определяется начальной кривизной валов, качеством изготовления и износом соединительных муфт, а также разбросом жесткостей упругих элементов муфты и устраняется, как правило, путем замены муфты, подбора жесткостей упругих вкладышей или подбора угла разворота полумуфт друг относительно друга.

Статическая расцентровка обнаруживается и оценивается достаточно просто – по измерениям несоосности валов с разомкнутой муфтой. Обнаружение и оценка динамической расцентровки производится по косвенным признакам. Таких признаков несколько, но каждый из них имеет ограниченную достоверность. Так, на остановленном агрегате обнаружить динамическую расцентровку можно:

  • путем сравнения результатов измерения несосности валов до и после размыкания муфты, они не должны различаться больше, чем на тройную ошибку измерения,
  • путем сравнения результатов измерения несосности валов с затянутой муфтой при разных начальных углах поворота ротора, они также не должны различаться больше, чем на тройную ошибку измерения,
  • путем измерения момента сил, требуемого на проворот ротора остановленного агрегата при разных начальных угловых положениях ротора, он не должен различаться больше, чем в три раза,

При работающем агрегате признаками динамической несоосности валов, соединяемых муфтой, могут быть:

  • высокий уровень вибрации, по крайней мере, двух из четырех опор вращения агрегата на кратных (2-5) гармониках частоты вращения ротора, которые по виброскорости превышают треть от уровня первой гармоники (рис. 13.3.), если первая превышает норму, или треть от нормы. При этом следует исключить из рассмотрения те гармоники, которые могут расти по другим причинам или из-за других дефектов, например, гармонику с частотой 100Гц в электрических машинах переменного тока,
  • появление в силовом токе одной их фаз приводного электродвигателя модуляции тока частотой вращения ротора с амплитудой боковой гармоники тока более чем на 1-2% (рис.13.4)
  • появление в спектре огибающей случайной вибрации подшипников от сил трения по крайней мере трех опор вращения из четырех признаков сильного боя вала (рис.13.5.).

 

alt

Рис.13.3.Спектры виброскорости опор вращения агрегата с двух сторон муфты при расцентровке валов, измеренные в радиальном направлении. 

Спектр тока электродвигателя агрегата с динамической расцентровкой роторов

Рис.13..4. Спектр тока электродвигателя агрегата с динамической расцентровкой роторов. 

 

alt

Рис.13.5. Спектр огибающей высокочастотной вибрации опор вращения агрегата с динамической расцентровкой роторов, наблюдается одновременно на нескольких опорах вращения

Автоколебания ротора в подшипниках скольжения

Автоколебания ротора в подшипниках возникают в узлах вращения с большими флуктуациями сил трения, сравнимыми со статической нагрузкой на подшипник, и при увеличенных зазорах в подшипнике. Как правило, такая ситуация складывается в роторах с высокими скоростями вращения и мало нагруженными подшипниками скольжения, особенно при появлении дополнительных пульсирующих моментов, в том числе и периодических. Автоколебания роторов на докритических частотах вращения в подшипниках с масляными ваннами чаще всего происходят на частоте в одну вторую от частоты вращения ротора, автоколебания роторов на закритических частотах вращения (с неразрывным масляным слоем) – на частоте чуть меньше половины оборотной частоты и/или на частоте резонанса ротора в подшипниках. Исключение составляют насосные агрегаты, где в формировании автоколебаний участвуют и гидродинамические силы в потоке перекачиваемой жидкости, поэтому частота автоколебаний может быть существенно ниже.

В основную совокупность причин автоколебаний (при отсутствии ошибок в конструктивном исполнении агрегата) следует внести:

  • перераспределение статической нагрузки на опоры вращения агрегата из-за  расцентровки опор вращения,
  • динамические перемещения оси вращения вала с принудительным изменением толщины смазочного слоя (или точки формирования масляного клина) из-за динамической расцентровки валов, неуравновешенности ротора, и других сил,
  • повышенная турбулентность потока смазки из-за изменений ее вязкости, загрязнения смазки, неровностей поверхностей трения в зоне нагружения, и других причин,

Соответственно, начинать работы по устранению автоколебаний роторов в эксплуатируемых агрегатах рекомендуется с устранения статической и динамической расцентровок валов, в том числе с ремонтом или заменой соединительных муфт и последующей балансировкой ротора на месте. Если центровкой и последующей балансировкой автоколебания не убрать, можно рекомендовать контроль параметров смазки и каналов ее подачи в подшипники с наиболее характерными признаками автоколебаний. Если и эти работы не дают результата, рекомендуется проводить регламентные работы по восстановлению величины и равномерности зазора в соответствующем подшипнике, в зоне его нагружения, в том числе с заменой вкладышей.

 

Средства центровки

Современные средства геометрических измерений с высокой точностью реализуются, в основном, на основе лазерных излучателей и приемников. Не являются исключением и средства линейных измерений, используемых в аппаратуре для центровки и выверки валов.

Основой аппаратуры для лазерной центровки (рис.13.6) является измерительный блок (лазерная головка), включающий в себя лазер, матричный приемник лазерного излучения, уровнемер (инклиномер) и приспособления для предварительной настройки – мишень и регулировочные винты для корректировки направления лазерного пучка (рис.13.7). На валы агрегата встречно устанавливаются два измерителя с помощью специальных устройств крепления, позволяющих изменять их высоту. Приемник и инклиномер имеют электронные выходы, выходные сигналы передаются, как правило, в цифровом виде, а, во многих случаях по беспроводной линии связи, в прибор для их обработки (расчета величин несоосностей и требуемых перемещений опор подвижной машины).

Комплект аппаратуры для центровки валов на месте эксплуатации агрегатов

Рис. 13.6. Комплект аппаратуры для центровки валов на месте эксплуатации агрегатов.

Измерительные блоки (лазерные головки), устанавливаемые на валы центрируемых машин с помощью призматического крепления, закрепляемого цепью

Рис.13.7. Измерительные блоки (лазерные головки), устанавливаемые на валы центрируемых машин с помощью призматического крепления, закрепляемого цепью.

 

Прибор для обработки данных с измерителя, проведения расчетов с определением параметров расцентровки и требуемых действий по перемещению подвижной машины, а также отображения всей необходимой информации

Рис.13.8.  Прибор для обработки данных с измерителя, проведения расчетов с определением параметров расцентровки и требуемых действий по перемещению подвижной машины, а также отображения всей необходимой информации.

 

Приведенной аппаратуры вполне достаточно для поддержания соосности эксплуатируемых агрегатов. Расширенные аппаратно-программные комплексы нужны специалистам, осуществляющим первичный и послеремонтный монтаж сложного многовального оборудования. Для такого расширения могут потребоваться устройства крепления измерительных блоков на плоскую поверхность (магниты и треноги), призма для поворота луча лазера строго на 90 угловых градуса, разворачиваемая на строго определенный угол лазерная головка, и другие вспомогательные устройства. Широкую номенклатуру таких устройств выпускают предприятия, специализирующиеся на выверке оборудования.

Содержание

 

vibro-expert.ru


Смотрите также