机泵不同轴度的调整
Adjusting the Motor-Pump Shafts Uncoaxial
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摘要: 文中阐述了机泵主轴不同心给设备和生产带来的危害,指出了目前石油管道的几家施工公司,在安装机泵的过程中,其施工及验收标准高低各异,造成不必要的返工和浪费。为达到“国标”的要求,文章着重介绍了一种简易可行的机泵主轴的找正、调整的方法;并通过数据的演算,证明了该方法的正确性。为提高工程安装质量建议推广之。Abstract: The article points out the harm done to equipment and production owing to the motor-pump shafts running out of axial center, revealing that as the construction and inspecting criteria vary for installation of motors and pumps, the present pipeline .construction companies have to have some work redone wastefully.To meet "The State Standard", a simple and practical method is particularly introduced to correct and adjust the motor-pumps hafts, which is proved 0K through data computation, It is suggeated to popularize it in order to highten the engineering installation quality.
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大功率高转数离心泵和离心式压气机不同轴度的调整,是通过两半联轴器找正来达到对正中心的。如果找正方法不当或找正工具不灵敏,都将会在轴和联轴器中引起很大的应力,轴瓦因过载而烧毁或者发生震动,效率降低,浪费大量电力,甚至不能使用。
据了解几家施工公司在不同轴度的调整方面都不符合“国标”的要求,有的提高了标准, 有的降低了标准。如图 1所示, 只要ax、和ay、bx和by, 的偏差值不超过允许偏差即认为合格。这与国标《机械安装工程及验收规范T231(一)-75 》不相符合。因为ax和ay、bx和by, 都不是最大偏差, 它们仅是x轴和y轴的偏差值, 以它们作为验收标准显然是错误的。
另外, 习惯上用千分表旋转直径测量的开口值作为验收标准也是错误的。因为最大开口值与实际开口值各为相似三角形的对应边, 而千分表旋转直径大于联轴器的外径(图 2) 这实际上提高了不必要的标准。基于上述情况有必要把找正、测量方法统一起来, 以提高工程安装质量, 降低输油成本。
一. 径向位移开口值与倾斜率计算
1 径向位移的计算
式中 ax——两半联轴器在x轴方向的经向偏移, mm;
ay——两半联轴器在y轴方向的经向偏移, mm;
a——两半联轴器最大合成径向位移, mm;
a——径向倾斜方向, º。
2 开口计算
式中 bx——两半联轴器在x轴方向的开口值, mm;
by——两半联轴器在y轴方向的开口值,mm;
b——两半联轴器的最大合成开口值, mm;
β——开口值倾斜方向, º。
3 倾斜率计算
式中 θx——两半联轴器在x轴方向的倾斜率, 无因次;
θy, ——两半联轴器在y轴方向的倾斜率, 无因次;
θ——两半联轴器最大合成倾斜率, 无因次;
d——千分表施转直径,mm。
二. 联轴器找正
以安装好的离心泵轴中心为准来找电动机的中心。先用平板尺和寒尺作粗找正,因粗找正的好与坏会直接影响精找正的准确性,因此,在粗找正时就应力求准确。粗找正后,将电动机地脚螺栓拧紧,在两半联轴器上安装找正工具(如图 3示),作精找正。
将千分表按图 1位置装好, 用弹簧及螺栓将联轴器两轮拉紧(如图 4)。
同时旋转两轮, 每转90∘记录一次。然后检查下面二式是否成立,
(1) (2) 如果上二式不成立, 要查找原因, 直至公式两边相等时方可继续找正。
下面用例子来说明联轴器找正的全过程。
一合机组联轴器外径D为350 mm、l1为350 m m、l2为3000 mm, 其各项指标允差见表 1, 其位置关系见表 2, 测量千分表旋转直径(mm)为
经初步找正后, 测量数据如下:
表 1 联轴器两轴的各项指标允许值计算
从上述计算结果得知, ax和ay, 都小于允许径向位移, 而最大径向位移却大于允许径向位移。其它项目就没必要再算了, 这就需要进行精找正。
由上述测量的数据得知, b1<b3、a1>a3属于表 2中第7种倾斜类型, 需要调整前后基础座垫片的厚度h1利h2 (单位mm)。
从表 2简图里可以看出轴承座1要撤出个0.183 mm厚的垫片, 轴承座2要撤出个0.983 mm厚的垫片(左右方向不存在加热、撤垫问题可按相似三角形调整)。经过撤垫调整, 拧紧地脚螺栓后, 再测量其结果如下: (单位为mm)
表 2 机泵轴心倾斜的八种类型验算测量调整后的各项偏差是否合格, 径向位移(单们为mm)
最大径向位移(单位为mm)
倾斜方向 α=arctg0.080.035=66∘22′
开口值(单位为mm) bx=b2−b4=0.08797−0.00607=0.0779by=b1−b3=0.0675−0.0225=0.045
此处实际开口值为
斜倾率 θx=bxd=0.0779450=1.73×10−4θy=byd=0.045450=1.0×10−4
最大倾斜率 θ=√(1.73×10−4)2+(1.0×10−4)2=1.65×10−4 合格。
把上述结果代入式(1) 和式(2) 看上式是否成立, 以验证正确与否(单位为mm)。
所以 a1+a3=a2+a4
因为 b1+b3=0.0675+0.0225=0.09b2+b4=0.08397+0.00603=0.09
所以 b1+b3=b2+b4
所以找正测量结果正确无误。
三. 消除轴向窜动采取的措施
轴向窜动影响找正精度, 尽管机泵电机都装有轴向推力轴承, 但仍有少许的游动量, 如果不加以消除, 找正测量精度将受影响。为了防止轴向窜动, 设置轴向弹簧螺栓使两轴处于一起靠扰的极限位置, 使两轴不回窜, 如图 4所示。
四. 证明a1+a3=a2+a4及b1+b3=b2+b4
联轴器的找正测量是否正确, 可以用式(1) 和(2) 是否成立来判断。如把实测数字代入式(1) 和(2),若成恒等式, 说明测量过程正确。如恒等式不成立, 要查找原因。这个概念很重要, 切不可忽略。
下面以例证明, 设机泵联轴器和千分表旋转圆为同心圆, 其坐标原点O(如图 5)。电动机联轴器中心坐标为ax=0.24、ax=0.2, 联轴器施转半径r=200, 由圆轨迹方程(以下单位为mm)
当x=0、y=0、ax=0.24、ay=0.2、r=200时
解得 x2=200.239,x3=200.199x4=199.759,x1=199.799
由图 5可知d02=a4+x4=a2+x2=a1+x1=a3+x3
式中 dn——千分表旋转直径, 401 mm。
因为 a1+a3=0.701+0.301=1.002a2+a4=0.261+0.741=1.002
所以 a1+a3=a2+a4
按类似的方法也可证出b1+b3=b2+b4
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表 1 联轴器两轴的各项指标允许值
表 2 机泵轴心倾斜的八种类型