旋轉設備軸不對中偏差分析

來源： 2022-11-01 瀏覽：1482

旋轉設備在安裝或維修后始終存在軸對中的問題，對中精度的高低對設備運行周期及運行效率有著直接的影響，找正的目的是保證設備在工作時使主動軸和從動軸兩軸中心線在同一直線上，找正的精度關系到設備是否能正常運轉,對高速運轉的設備尤其重要。

一、概況

旋轉設備在安裝或維修后始終存在軸對中的問題，對中精度的高低對設備運行周期及運行效率有著直接的影響。設備對中精度高，會使旋轉支承部位振動小、溫升低、磨損小、設備故障率低等特點；設備對中精度低，會使旋轉支承部位振動加劇、溫升高、磨損加快、設備故障率高，甚至會造成轉子軸斷裂等設備事故?？梢哉f，旋轉設備軸對中精度高低直接影響設備是否能夠正常運轉，對生產重點設備、高運轉設備尤其重要。

二、軸不對中聯軸器偏移情況分析

（一）偏移存在的情況

軸不對中聯軸器軸線位置偏差指鉛垂方向和水平方向的偏移量，其中水平方向偏心分別存在如

下四種情況：

（1）兩軸線平行且同心（理想狀態）如圖1（a）所示；

（2）兩軸線平行但不同心如圖1（b）所示；

（3）兩軸線同心但不平行如圖1（c）所示；

（4）兩軸線不同心但不平行如圖1（d）所示；

（二）偏移分析

圖1所示的四種情況，兩軸絕對對中屬是理想狀態，對在線運轉設備始終保持軸線對中是難以達到理想狀態的，各部位的不均勻膨脹、軸的彎曲、軸承的游隙、設備轉子的動不平衡等原因，都可能造成軸在運轉不對中的現象發生，所以在設備制造、安裝、檢修中都規定有允許的偏差值，因此，設備靜態下軸不對中聯軸器軸線位置偏差的控制顯得尤為重要。

三、檢測方法與測量

（一）基準部位的選擇

軸不對中聯軸器軸線位置偏差找正確定基準部位是非常重要的，比如離心臥式水泵機組、不帶增速的風機等設備，基準部位就應該選擇非電機端；帶增速、帶耦合器的大型鼓風機、透平機、汽輪機，基準部位就應該考慮電機端在最后調整過程中所形成的累積誤差值，同時還需要考慮熱膨脹對軸中心的影響，所選擇的基準部位就應該盡量滿足運轉周期長、標準件、熱膨脹中心線偏移小的部位作為基準部位。

（二）測量方法的選擇

百分表測量法把專用的夾具（平臺）或磁力表座裝在作基準的半聯軸器上，用百分表測量聯軸器的徑向間隙和軸向間隙的偏差值。此方法使聯軸器找正的測量精度大大提高，運用百分表對水泵、風機等旋轉設備找正相當普遍，通過查找數據表可以快速計算出原動機側地腳螺栓調整數值。

（1）雙表測量法(一點測量法)

用兩塊百分表分別測量聯軸器外圓和端面同一方位上的偏差值,故又稱一點測量法,即在測量某個方位上的徑向讀數的同時,測量出同一方位上的軸向讀數。具體操作步驟如下：

①初步調整：設備吊裝到位后，先用角尺、鋼板尺等對吊裝就位準備調整的設備上的聯軸器做初步測量與調整；

注：地腳螺栓支承面必須滿足設備安裝相關要求，需保證基準端略高于原動機端，否則，設備找正無意義。

②等分線劃分：將靜態下的兩半聯軸器在0°～360°之間平分四等分，并在等分點做好畫線標記，如圖2所示。

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③百分表架設：在作基準的主機側半聯軸器上裝上專用夾具及百分表，使百分表的觸頭指向原動機側半聯軸器的外圓及端面，架設方法如圖3所示。

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④百分表校正：保證架設的測量桿有一定的初始測力，即在測量頭與零部件表面接觸時，有0.3～1mm的壓縮量，然后調整表圈，使表盤的零度刻線對準指針。輕輕拉動測量桿的圓頭幾次，檢查百分表的指針所指的零位有無變化。如果是旋轉設備偏移值測量，選擇兩半聯軸器其中一端，根據圖2聯軸器等分點劃分方法從點1旋轉360°回到點1的位置，檢查百分表的指針所指的零位有無變化如無變化即可開始測量或零件校核。

⑤測量與記錄：測量時，先測0°方位的徑向讀數a1 及軸向讀數s1。為了分析計算方便，常把a1 和s1 調整為零，然后兩半聯軸器同時轉動，每轉90°讀一次表中數值，并把讀數值填到記錄圖中。圓外記錄徑向讀數a1，a2，a3，a4，圓內記錄軸向讀數s1，s2，s3，s4，當百分表轉回到零位時，必須與原零位讀數一致，否則需找出原因并排除之。常見的原因是軸竄動或地腳螺栓松動，測量的讀數必須符合下列條件才屬正確，即a1+a3=a2+a4；s1+s3=s2+s4。測量記錄圖如圖4所示。如果表2測量點為聯軸器內側時，則s1、s3的讀數在后續判斷調整支點計算中應為此數的相反數。

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通過對測量數值的分析計算，確定兩軸在空間的相對位置，然后按計算結果進行調整。這種方法應用比較廣泛，可滿足一般旋轉設備的安裝精度要求。主要缺點是對有軸向竄動的聯軸器，在轉子盤車時其端面的軸向度數會產生誤差。因此，這種測量方法適用于由滾動軸承支撐的轉軸，軸向竄動比較小的中，小型設備，如SH型水泵聯軸器找正等。

（2）三表測量法（兩點測量法）

三表測量法與兩表測量法不同之出在于百分表接觸聯軸器與軸中心等距離處對稱布置兩塊百分表，在測量一個方位上徑向讀數和軸向讀數的同時，在相對的一個方位上測其軸向讀數，即同時測量相對兩方位上的軸向讀數，可以消除軸在盤車時竄動對軸向讀數的影響。

①百分表的架設

在作基準的主機側半聯軸器上裝上專用夾具及百分表，使百分表的觸頭指向原動機側半聯軸器的外圓及端面，其中在聯軸器端面等距離對角處架設兩塊百分表。0°方位上的表稱為主表，180°方位上的表稱為副表。百分表架設方法如圖5所示。

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②測量與記錄

在測量0°～360°之間平分四等分點時，按照圖2所示的劃分方法將表1、主表、副表的零刻度線分別回零，記錄下點1位置表1、主表、副表在零位的量值a1=0、s1′=0、s1″=0。旋轉兩半聯軸器至點2位置，記錄下a2、s2′、s2″的數值；旋轉兩半聯軸器至點3位置，記錄下a3、s3′、s3″的數值；旋轉兩半聯軸器至點4位置，記錄下a4、s4′、s4″的數值；旋轉兩半聯軸器至點1位置，表1、主表、副表在零位的量值a1=0、s1′=0、s1″=0，確定此組測量數值的正確性。圓外記錄徑向讀數a1，a2，a3，a4，圓內記錄軸向讀數s1=0，s2= （s2′+ s2″）/2，s3= （s3′+ s3″）/2，s4= （s4′+ s4″）/2。如果主表、副表測量點為聯軸器內側時，則s1、s3的讀數在后續判斷調整支點計算中應為此數的相反數。

③三表測量法與兩表測量法的差別

三表測量法測量較兩表法測量最大的區別在于測量更加精確?，F場測量過程中，如果傳動軸在旋轉的過程中軸線方向上發生了位移，兩表法測量數值

較真實值就會產生誤差值，使用三表法就能夠消除消除軸向竄動帶來的誤差值。通過對三表法在180⁰方向上的兩個數值做鏡像分析，就可以得出軸向位移的偏差值。即： a3=(a1+a2)/2 分析原理圖如圖6所示

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這種測量方法精度很高，適用于兩半聯軸器直接靠螺栓無中間連接部件需要精確對中的精密或高速運轉的聯軸器設備，如汽輪機、鼓風機、加壓機組、離心式空壓機組等。

（3）金屬桿聯軸器三表測量法

針對兩半聯軸器之間存在連桿或其它連接的情況時，利用百分表表桿無法滿足距離要求時，需要制作專用的測量平臺，其測量方法較一般的三表測量方法將有所改變。

①百分表的架設

在作基準的主機側半聯軸器上裝上專用夾具，并制作安裝測量平臺，磁性表座安裝在測量平臺上，使百分表的觸頭指向原動機側半聯軸器的外圓及端面，其中在聯軸器端面等距離對角處架設兩塊百分表。0°方位上的表稱為主表，180°方位上的表稱為副表。架設方法如圖7所示。

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圖7 遠距離兩點測量法百分表架設的方法

②測量與記錄

兩半聯軸器遠距離測量較一般測量不同之處是無法保證兩聯軸器同步運轉，按照圖2聯軸器等分點劃分，將表1、主表調整至點1位置并調零，副表安裝至點3位置并調零。保證基準端聯軸器不動作，旋轉基準端聯軸器至點2位置不動作，在旋轉主動端聯軸器使點1至表1位置，記錄下a2、s2′、s2″的數值，重復以上操作，分別記錄下點3、點4位置的a3、s3′、s3″、a4、s4′、s4″的數值。圓外記錄徑向讀數a1，a2，a3，a4，圓內記錄軸向讀數s1=0，s2= （s2′+ s2″）/2，s3= （s3′+ s3″）/2，s4= （s4′+ s4″）/2。如果主表、副表測量點為聯軸器內側時，則s1、s3的讀數在后續判斷調整支點計算中應為此數的相反數。