Меню Рубрики

Установка и центрирование валов

Центровка валов

Как известно, валы электродвигателя и основного меха­низма соединяют муфтами. Непременным условием такого соеди­нения является соосность валов, т. е. совпадение их осей. При от­сутствии соосности нарушается нормальная работа агрегата, в ре­зультате чего появляется вибрация, вызывающая ускоренный износ подшипников и полумуфт. Несоосность валов и повышенная вибра­ция часто являются причиной поломок и аварийных остановов обо­рудования. Операцию по приведению валов в соосное состояние на­зывают центровкой.

Смещения соединяемых валов могут быть трех видов: продоль­ное, поперечное и угловое. У каждой пары соединяемых валов обычно имеются все три вида смещений, так как с абсолютной точностью отцентровать валы невозможно. Центровку считают выпол­ненной, если отклонения валов от правильного положения нахо­дятся в пределах норм, установленных сборочными чертежами или техническими условиями на сбор­ку агрегата.

Для сборки и установки механизмов существуют общие прави­ла: вначале по чертежу устанавливают основной (приводимый) механизм, а затем электродвигатель. Вал электродвигателя прицентровывают к валу основного механизма. Если между основным механизмом и электродвигателем имеются зубчатый привод и ре­дуктор, привод прицентровывают к основному механизму, редук­тор к приводу, а электродвигатель к редуктору. Соосности ва­лов при центровке добиваются во всех случаях, изменяя положение прицентровываемого механизма, а не ранее установленного.

До начала центровки должны быть закончены ремонтные рабо­ты по основному механизму и электродвигателю и проверено со­стояние узлов агрегата. Болты крепления фундаментной рамы и подшипников должны быть прочно затянуты.

Валы механизма и электродвигателя центрируют обычно по по­лумуфтам в следующей последовательности: предварительно выверяют ось вала электродвигателя по оси вала механизма; устанавливают центровочные скобы на полумуфты и скобы с отжимными болта­ми на фундаментную раму электродвигателя; окончательно центри­руют вал электродвигателя относительно вала механизма по диа­грамме центровки и также по диаграмме производят контрольную проверку центровки валов.

Электродвигатель устанавливают на фундаментную раму таким образом, чтобы было выдержано осевое расстояние между полу­муфтами, предусмотренное чертежом. Перед замером этого рассто­яния роторы электродвигателя и механизма сдвигают друг к дру­гу до упора. Если специальных указаний не имеется, расстояние между полумуфтами при сдвинутых роторах не менее 4 мм для небольших агрегатов и не менее 8 мм для больших.

Линейкой и клиновым щупом предварительно выверяют ось ва­ла электродвигателя по оси вала механизма. Вначале накладывают линейку на верхние образующие полумуфт (рис. 3.11, а) и проверя­ют совпадение осей валов в вертикальной плоскости. Оси валов совпадают, если линейка прилегает к обеим полумуфтам без про­света.

Чтобы оси валов совпали по вертикали, поднимают вверх или опускают вниз электродвигатель, подкладывая стальные прокладки под его лапы. Достигнув совпадения осей валов по вертикали, проверяют клиновым щупом горизонтальность вала элек­тродвигателя. Для этого заводят щуп в зазор между полумуфтами сверху и снизу (рис. 3.11, б). Неравенство зазоров свидетельствует о негори­зонтальности вала электродвигателя. Горизон­тальности добиваются, устанавливая подкладки под соответствующие лапы электродвигателя или снимая их. При этом стараются не нару­шить ранее достигнутую выверку валов по вы­соте.

Рис. 3.11. Предва­рительная вывер­ка осей валов по вертикали линей­кой (а), по гори­зонтали клино­вым щупом (б).

После достижения горизонтальности вала электродвигателя проверяют совпадение осей ва­лов в горизонтальной плоскости, прикладывая к боковым образующим полумуфт линейку. Одно­временно клиновым щупом проверяют зазоры между полумуфтами и выравнивают электродви­гатель в горизонтальной плоскости.

Окончив предварительную выверку, повора­чивают валы в положение, при котором риски на полумуфтах совпадут. На полумуфты уста­навливают центровочные скобы (рис. 3.12, а), а на фундаментную раму электродвигателя ско­бы с отжимными болтами (рис. 3.12, б).Между центровочными скобами винтами устанавливают зазоры в пределах 12 мм. Чтобы убедиться, что скобы не будут задевать друг друга, оба вала одновременно поворачивают на один оборот.

Рис. 3.12. Приспособления для центрирования валов:

а – центровочные скобы, б – скоба с отжимными болтами

При окончательной центровке поворачивают обе полумуфты в положении I, II, III и IV (рис. 3.13, а) и в каждом из них замеряют пластинчатым щупом радиальные и торцевые (осевые) зазоры меж­ду центровочными скобами. Размеры зазоров записывают на круго­вой диаграмме (рис. 3.13, б), где отмечают соответствующие поло­жения. Радиальные зазоры а1 – а4 обычно записывают снаружи окружности, а торцевые Т1 – Т4 внутри.

При проверке центровки по скобам вращают полумуфты в одну сторону. В каждом положении перед замером зазоров сближают полумуфты до предела и затягивают все фундаментные болты элек­тродвигателя. Центровку по круговой диаграмме ведут до тех пор, пока не будут одинаково расположены на одном диаметре ради­альные зазоры и соответствующие им торцевые.

Для частот вращения вала 1500; 750; 500 об/мин допусти­мая разница диаметрально противоположных зазоров между цент­ровочными скобами составляет 0,070,11; 0,10,12; 0,150,2 мм соответст­венно.

Рис. 3.13. Центрирование осей валов по круговой диаграмме:

а – положение полумуфт, при котором за­меряют зазоры между центровочными ско­бами, б – круговая диаграмма

Для получения равенства зазоров между центровочными скоба­ми в диаметрально противоположных положениях осторожно пе­ремещают электродвига­тель в горизонтальной пло­скости отжимными болтами, а по высоте рычагами или домкратами. При этом уменьшают или увеличива­ют общую толщину прокла­док под соответствующими лапами электродвигателя. Нельзя перемещать элект­родвигатель ударами кувал­ды. После каждого переме­щения привода туго затяги­вают болты, которыми элек­тродвигатель крепится к фундаментной раме.

Контрольную проверку правильности замеров при центровке выполняют в по­ложении I после поворота полумуфт на 360°. При по­вторном измерении зазоры в положении I должны быть равны зазорам, полученным при первоначальном изме­рении в этом же положении.

Для ускорения центровки валов применяются также центровочные скобы с микрометрическими винтами и клиновые домкраты.

Центровочные скобы с микрометрическими винтами показаны на рис. 3.14. К концу 1 вала хомутом 3 крепится штатив 2 с крон­штейном 4 и микрометрическим винтом 5. На конце 10 вала закреп­ляется штатив 8 с кронштейном и микрометрическим винтом 7.Микрометрические винты 5 и 7 служат для измерения радиальных и осевых зазоров соответственно.

Рис. 3.14. Центровочные скобы с микромет­рическими винтами для центрирования ва­лов:

5, 7 – микрометрические винты

Зазоры измеряют так же, как и при обычной центровке. При совместном вращении обеих полумуфт (или валов) в четырех по­ложениях замеряют зазоры с помощью микрометрических винтов, возвращая каждый раз винт в первоначальное положение. Исполь­зование микрометрических винтов повышает точность замеров и ускоряет цент­ровку.

Перемещение тяжелых электродвигателей при цент­ровке в вертикальной пло­скости производят клиновы­ми домкратами (рис. 3.15), которые устанавливают между фундаментом (фундаментной рамой) и электро­двигателем. Домкрат состоит из корпуса 4,винта 3,верхнего 2 и нижнего 1 клиньев. Домкрат заводится под электродвигатель клиновой частью и при вращении винта клин 1 приподнимает клин 2,поджимающий электродвигатель.

Рис. 3.15. Клиновой домкрат для центрирования валов:

1, 2 – нижний и верхний клинья, 3 – винт, 4 – корпус

источник

Центровка валов агрегатов: практическое руководство

Главная страница » Центровка валов агрегатов: практическое руководство

Коллинеарность (соосность) валов считается идеальной, когда центры валов находятся на одной осевой линии. Соответственно несоосность показывает обратный результат. Последствия нарушения коллинеарности выражаются следующими моментами:

  • преждевременный выход из строя подшипников, сальников, муфтовых соединений;
  • усиление осевой и радиальной вибрации;
  • повышение температуры нагрева подшипниковых узлов и смазывающей жидкости;
  • ослабление или поломка элементов крепежа к фундаменту.

Стационарный и подвижный вал

Для центровки валов агрегатов удобно применять измерительные наборы, подобные серийным от фирмы Baltech

Когда проверяется, например, коллинеарность муфтового соединения насоса и электродвигателя, насосный вал определяется как стационарный, а вал электродвигателя как подвижный. Центровка соединения всегда производится, исходя из положения подвижного вала относительно стационарного.

Центр вращения стационарного вала

Центр вращения стационарного вала – это опорная линия с нулевыми координатами. В системе координат X-Y плюсовыми значениями являются перемещения вправо по горизонтали и вверх по вертикали.

Несоосность вычисляется путём определения положения центра подвижного вала в двух плоскостях, относительно положения центра оси стационарного вала (горизонтальная ось X и вертикальная Y).

Горизонтальная коллинеарность

Состояние несоосности (вид сверху), которое корректируется перемещением электродвигателя в боковых направлениях по оси X – это горизонтальная центровка.

Электродвигатель перемещают вправо-влево, добиваясь, таким образом, соосности и параллельности в горизонтальной плоскости.

Вертикальная коллинеарность

Состояние несоосности (вид сбоку), которое корректируется перемещением электродвигателя вниз или вверх по оси Y – это вертикальная центровка.

Необходимую величину смещения получают путём установки под лапы мотора регулировочных пластин разных по толщине.

Центровка по видам несоосности

Параллельная несоосность – состояние, когда оси вращения валов расположены на одинаковом расстоянии одна от другой и по всей их длине.

Центровка в параллельной и угловой несоосности выполняется в соответствии с определёнными правилами и нормами. Применяется профессиональный инструмент

Угловая несоосность – состояние, когда оси вращения валов расположены на разных расстояниях одна от другой и по всей их длине.

Центровка соединения должна проводиться:

  • после монтажа нового оборудования;
  • после соединения оборудования с трубопроводами и арматурой;
  • по завершении ремонтных работ;
  • если при работе отмечается повышенный шум и вибрации;
  • если температура подшипниковых узлов выше нормы.

Процедура центровки соединения валов агрегатов:

  1. Установить измерительное устройство.
  2. Проверить и скорректировать положение мягкой вставки.
  3. Вычислить значения несоосности.
  4. Выполнить качественную центровку валов.
  5. Составить отчёт о проделанной работе.

Инструмент для центровки муфтовых соединений

Существует целый ряд инструментов для центровки муфтовых соединений, начиная от простейших и завершая совершенными наборами.

Чем совершеннее и современнее набор измерительного инструмента, тем выше точность центровки

Самый простой и доступный набор содержит:

  • штангенциркуль,
  • линейку,
  • пластинчатые щупы разной толщины.

Точность измерений этим набором невысока. Качество центровки обеспечивается не столько инструментом, сколько мастерством и опытом механика. Сама процедура центровки с помощью этих инструментов может занимать продолжительное время.

Цифровой анализатор центровки соединений – инструмент из серии наиболее совершенных приспособлений. Анализатор позволяет быстро и легко отцентрировать валы с высокой точностью.

Работу может выполнить любой человек, изучивший инструкцию по работе с цифровым анализатором. Однако стоимость цифрового измерителя очень высока и далеко не всем по карману.

Анализатор точности центровки валов часового типа позволяет достаточно точно провести измерения коллинеарности

Между тем есть экономичная альтернатива – ещё один вид измерительного анализатора, построенного на основе двух индикаторов часового типа.

Один индикатор определяет отклонения по оси X, другой по оси Y. Удобный, эффективный, недорогой инструмент, помогающий быстро центровать, к примеру, муфтовое соединение между электродвигателем и насосом.

Пошаговая инструкция центровки пары электродвигатель-насос

  1. Проверить правильность установки рамы агрегата на фундаменте при помощи строительного уровня. Выполняется эта операция в продольном и поперечном направлениях.
  2. Если расстояние между анкерными болтами рамы превышает 800 мм, установить под раму дополнительные подкладки в центральной точке межанкерного расстояния. Подкладки должны плотно прилегать к раме и фундаменту.
  3. Ослабить болты крепления насоса и болты крепления подшипниковой опоры. Убедиться, что на подшипниковую опору не действуют какие-либо нагрузки.
  4. Затянуть крепёжные болты на основании насоса, оставив ослабленным крепёж подшипниковой опоры.
Читайте также:  Установка антенны на пикапе

На картинке несколько первых шагов, показывающих как выполняется центровка валов агрегатов

Дальнейший процесс центровки:

  1. Измерить величину зазора между муфтами электродвигателя и насоса. Эта величина не должна превышать значений 3-5 мм. В случае несоответствия, ослабить крепление электродвигателя и выставить мотор на место до получения указанных цифр. Получив результат, закрепить двигатель.
  2. Проверить свободный ход вращения, прокручивая валы агрегата вручную. Свободное вращение, без наличия заеданий – свидетельство корректного состояния устройств.
  3. Используя червячные хомуты, разместить на полумуфтах механизм центровки. Основная и ответная часть механизма устанавливаются с осевым зазором между ними в 2-3 мм. При вращении валов, они не должны соприкасаться.
  4. Закрепить к механизму центровки индикаторы часового типа и приступить к операции центровки валов электродвигателя / насоса.

Процесс центровки пары мотор / насос часовым индикатором

Индикаторы часового типа нужно установить так, чтобы без затруднений снимать показания

Индикаторами часового типа измеряют боковые зазоры (А) и угловые зазоры (В). Для этого приборы закрепляют на оснастке с таким расчётом, чтобы их наконечники упирались в тело полумуфт на валу двигателя и насоса. Также при установке приборов следует учесть удобство считывания показаний.

Упирают измерительные стержни индикаторов в тело полумуфт с выбегом в 2-3 мм по шкале. Затем вращением ободков приборов совмещают стрелки с нулевой отметкой. Начинают измерение в четырёх пространственных точках:

  1. Первыми измеряют зазоры А и В верхнего положения.
  2. Поворачивают валы на 90º в направлении рабочего вращения привода.
  3. Вновь измеряют зазоры А и В по среднему положению.
  4. Повторяют процедуру для двух оставшихся положений.

Последним контрольным замером – пятым по счёту, будет повторное измерение в начальной верхней точке. Полученные цифры замеров в 1 и 5 положениях должны совпадать.

Последствия нарушения центровки валов

Такими обещают быть последствия посредственного подхода к центровке валов агрегатов

Изменения параметров центровки валов (соосности), прежде всего, вызывают эффект вибрации. Влияние вибрации на муфту и на близко расположенные подшипники очевидно: детали подвергаются ускоренному износу.

На муфте изнашивается эластичная вставка, появляются дефекты подшипников мотора и насоса, торцевого уплотнения. Если же перекос осей значительный, в конечном итоге неизбежен срез вала.

О том, как центруют валы агрегатов анализатором часового типа

Практическое пособие на видеоролике по теме центровки валов машинных агрегатов посредством часовых индикаторов. На видео демонстрируется полная последовательность процедуры, показываются все тонкости центровки:

источник

Центровка валов электрических машин

Дата публикации: 28 октября 2013 .
Категория: Справочник электромеханика.

В практике электромонтажных организаций применяют ряд способов центровки валов. Скажем сразу, что в данной статье не рассматриваются современные, ультрамодные – лазерные системы центровки валов, имеющие достаточно высокую стоимость. В статье дается обзор способов центровки и приспособлений, доступных для изготовления собственными силами, которыми пользовались в СССР и которые популярны посей день. К таким системам центровки относятся: центровка валов при помощи одной или двух пар радиально-осевых скоб, центровка валов по полумуфтам, центровка с применением приспособления с электромагнитным прижимом и индикаторами, центровка способом «обхода одной точкой». Ниже в той же последовательности рассматриваются все указанные способы, а также применяемые при этом приспособления.

Центровка валов при помощи одной пары радиально-осевых скоб

Этот способ получил наибольшее распространение в монтажной практике.

Конструкция радиально-осевых скоб и их крепление показаны на рисунке 1.

Наружную скобу 1 закрепляют на полумуфте 2 установленной машины, а внутреннюю скобу 3 – на полумуфте 4 машины, которая должна быть соединена с установленной. Скобы крепят при помощи хомутов 5 и болтов 6. В процессе центровки измеряют боковые зазоры a и угловые зазоры b при помощи щупов, индикаторов или микрометров. В двух последних случаях индикатор или микрометрическую головку устанавливают на место болтов 7 и 8.

Перед началом измерения полумуфты должны быть разъединены, а валы раздвинуты с тем, чтобы скобы и полумуфты при вращении валов не прикасались. Для большей точности измерений при помощи болтов устанавливают минимальные зазоры a и b.

Независимо от способа проверки соосности валов зазоры между плоскостями полумуфт или между остриями радиально-осевой скобы измеряют щупом таким образом, чтобы пластинки щупа входили в зазор с ощутимым трением и на глубину не менее 2/3 своей длины (практически до 20 мм). Ввиду того что при замерах щупом неизбежны погрешности, величина которых зависит от опытности исполнителя, результаты измерений следует контролировать. При правильных замерах сумма числовых значений четных замеров равняется сумме числовых значений нечетных замеров, то есть

Практически можно считать, что замеры выполнены правильно, если разница между этими суммами будет составлять не более 0,03 – 0,04 мм.

В противном случае, не изменяя положения полумуфт, измерения следует повторить более тщательно.

На рисунке 2 показаны четыре взаимных положения валов машин.

Рисунок 2. Взаимные положения валов машин

В положении А валы расположены на одной прямой, и центры их совпадают. Очевидно, что при одновременном проворачивании валов зазоры a и b должны оставаться неизменными.

В положении Б валы параллельны один другому, но между ними есть сдвиг. При проворачивании валов угловые зазоры b остаются неизменными, а боковые зазоры a изменяются.

В положении В центры валов совпадают, но оси их расположены под углом. В этом случае при проворачивании валов меняются величины угловых зазоров b, а боковые зазоры сохраняются.

Наконец, в положении Г центры валов сдвинуты и оси их расположены под углом. При проворачивании валов будут изменяться величины как угловых b, так и боковых зазоров a.

Первое измерение зазоров a1 и b1 производят, когда скобы находятся в верхнем положении. Затем валы проворачивают на 90° в направлении вращения приводного механизма или генератора и снова замеряют зазоры a2 и b2 при совпадении рисок на валах. Всего делают четыре замера при каждом повороте валов на 90°. Пятый замер выполняют как контрольный, когда скобы снова приходят в верхнее положение. Величина зазоров в первом и пятом положениях скоб должны совпадать.

Во избежание неточностей при замерах рекомендуется повторно измерять зазоры (вновь проворачивая валы в те же положения), причем замеры должно производить одно и то же лицо.

Действительной величиной зазоров a и b в данной точке будет полусумма соответствующих зазоров, измеренных при двух замерах в этой точке. В зависимости от массы роторов проворот валов осуществляют либо вручную, либо при помощи крана.

Проворот вала у электрических машин небольшой мощности производят вручную без каких-либо приспособлений.
Для проворота вручную вала крупной или средней машины рекомендуется применять специальное приспособление, показанное на рисунке 3. Оно состоит из рычага 1, ленты 2 и зажима 3 для ленты.

Проворот вала с помощью крана (рисунок 4) осуществляют при монтаже крупных электрических машин мощностью 1000 кВт и более. В этом случае на вал 1 навивают несколько витков стального каната 2 с петлями 3 и 4 на концах. Петлю 3 зацепляют за болт 5, проходящий через отверстие полумуфты, а петлю 4 прикрепляют к крюку крана, которым при помощи каната 2 вращают вал 1.

Перед измерениями (после того, как валы провернуты на требуемый угол) канат должен быть ослаблен. Чтобы исключить возможность сближения или расхождения полумуфт при провороте валов (осевой ход), последние необходимо запереть специальными упорами (рисунок 5).

Иногда, если валы агрегата расположены близко к фундаменту, измерять зазор между полумуфтами внизу затруднительно или невозможно. В таких случаях зазоры измеряют только в трех точках, то есть сверху и по бокам, а величину зазора в недоступном месте определяют подсчетом, исходя из того, что сумма зазоров «верх» плюс «низ» равна сумме зазоров «бок1» плюс «бок2«. При неизвестном зазоре между полумуфтами снизу это равенство пишут так: b1 + x = b2 + b4, откуда неизвестный зазор x = (b2 + b4) – b1.

После подстановки в это равенство числовых значений боковых и верхнего зазора определяют неизвестный зазор снизу.

После каждого перемещения валов в том или ином положении все последующие измерения выполняют лишь после надежного прикрепления лап двигателя или стоек подшипников к фундаментным плитам. В противном случае при подтяжке болтов после измерения центровка будет нарушена.

Зазоры между плоскостями полумуфт измеряют щупом в одних и тех же точках. Для этого на ободах полумуфт наносят риски 1 с буквенными обозначениями верха В, низа Н и боков Б (рисунок 6).

Пример. На рисунке 7, а записаны значения измеренных зазоров (в миллиметрах) для четырех положений валов. Величины боковых зазоров написаны над окружностью, а угловых – внутри окружности. Цифры в обозначениях зазоров a1, a2, a3, a4 показывают порядковые номера замеров зазоров.

Рисунок 7. К примеру центровки валов при помощи одной пары радиально-осевых скоб

На рисунке 7, б указаны размеры (в миллиметрах) присоединяемой машины: расстояние от муфты до подшипника 3 l1 = 300 мм; расстояние от муфты до подшипника 4 l2 = 1600 мм; расстояние от оси вала до болта 5 r = 350 мм.

Для обеспечения центровки валов необходимо смещать подшипники 3 и 4 присоединяемой электрической машины (мощностью более 1000 кВт), передвигая их по плите или перемещая в вертикальной плоскости посредством добавления или убавления подкладок под стойками подшипников.

Введем следующие обозначения:
x1 и x2 – горизонтальное перемещение подшипников 3 и 4 по плите вправо (рисунок 7, в), если перед x1 и x2 стоит знак (+), и влево, если стоит знак (–); смотреть надо на торец муфты (со стороны установленной машины);
y1 и y2 – вертикальное перемещение подшипников 3 и 4 вверх, если перед y1 и y2 стоит знак (+) и вниз, если стоит знак (–).

Необходимое перемещение можно рассчитать по следующим формулам, подставляя в них числовые значения, указанные на рисунке 7, а и б:




Следовательно, подшипник 3 надо поднять вверх на 0,23 мм и передвинуть вправо (знак «+») на 0,16 мм; подшипник 4 следует поднять на 0,82 мм и передвинуть вправо (знак «+») на 0,87 мм (смотрите рисунок 7, в).

Из рисунка 7, а видно, что сумма четных замеров горизонтальных и вертикальных зазоров равна сумме нечетных. Действительно:

Пользуясь этим равенством, можно проверить результаты измерений зазоров. Если суммы не сходятся, очевидно, прогибается скоба или валы имеют осевые перемещения, которые должны быть устранены.

Читайте также:  Установка ипу в комнате общежития

Центровка валов при помощи двух пар радиально-осевых скоб

При угловых смещениях валов, то есть когда a1 + a3 больше или меньше a2 + a4 (или b1 + b3 больше или меньше b2 + b4), для центровки рекомендуется применять две пары скоб, сдвинутых одна относительно другой на 180°, как показано на рисунке 8, а, причем одной парой скоб измеряют боковые и угловые зазоры, а другой – только угловые. Обе пары скоб должны измерять угловые зазоры на одинаковом радиусе (расстоянии от оси).

Рисунок 8. Центровка валов при помощи двух пар радиально-осевых скоб

Измерения производят, как и при предыдущем способе, при последовательном провороте обоих роторов на 0, 90, 180 и 270°.

На рисунке 8, б приведена схема с буквенными названиями замеряемых зазоров. На рисунке 8, в показаны четыре положения, при которых производят замеры. Так, например, в положении II замеряют два угловых зазора b II 4 и b II 2, а также один боковой зазор a2; в положении III – b III 1 и b III 3 и a3 и так далее. Затем определяют результирующие угловые зазоры, которые равны полусумме двух угловых зазоров, замеренных в одной и той же точке одной, а затем другой парой скоб, то есть


Необходимые перемещения y1 и y2; x1 и x2 определяют по формулам, приведенным выше (в случае центровки одной парой скоб), подставляя в них значения результирующих угловых зазоров b1 и b2; b3 и b4.

Центровка валов по полумуфтам

Одна из разновидностей скоб для центровки валов по полумуфтам приведена на рисунке 10, в, в статье «Точные измерительные инструменты и приборы, используемые при центровке валов электрических машин» и рисунке 9 расположенном ниже. В скобу ввернут измерительный болт с контргайкой. Боковые зазоры a измеряют при помощи щупа между измерительным болтом и внешней поверхностью полумуфты (вместо измерительного болта можно применять индикатор), а угловые зазоры b – между торцами полумуфт.

В каждом положении полумуфт (0, 90, 180 и 270°) замеряют один боковой замер и два или четыре угловых зазора. Средние значения угловых зазоров при нескольких замерах определяют как среднее арифметическое путем деления суммы числовых значений зазоров на количество замеров (два или четыре).

Перемещения y1 и y2; x1 и x2 подсчитывают по формулам, приведенным в случае центровки одной парой скоб, подставляя в них средние значения осевых зазоров b1 и b2, b3 и b4.

При центровке по полумуфтам следует иметь в виду, что точность центровки жестких муфт, имеющих подвижные соединения (зубчатые муфты), может быть меньшей, чем точность центровки эластичных муфт. Поэтому у муфт с подвижными соединениями при каждом измерении необходимо убедиться в отсутствии заклинивания. Это выполняют при помощи рычага, которым проверяют наличие свободного углового перемещения соединенных частей в обе стороны.

Центровка с применением приспособления с электромагнитным прижимом и индикаторами

Приспособление, изображенное на рисунке 10, было разработано в СССР, Московским проектно-экспериментальным отделением (МОПЭО) института Тяжпромэлектропроект. По своей конструкции это приспособление позволяет производить измерения при центровке валов как индикаторами, так и пластинчатым щупом.

Рисунок 10. Центровка валов при помощи приспособления с электромагнитным прижимом и индикаторами.
1 – угольник; 2 – индикаторы; 3 – держатели; 4 – установочный винт; 5 – магнитопровод; 6 – катушки электромагнита; 7 – цилиндрические пальцы (шарнир); 8 – поворотные башмаки полюса; 9 – обод полумуфты

Приспособление состоит из двух П-образных электромагнитов, питающихся от батареек карманного фонаря и снабженных шарнирными полюсными башмаками, которыми оно удерживается на ободах полумуфт центрируемых валов. Форма полюсных башмаков обеспечивает прилегание их к ободам полумуфт независимо от диаметра последних.

Установка двух индикаторов непосредственно на приспособлении позволяет выполнять измерения одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях и с большей точностью чем при измерениях индикаторами, укрепленными на штативах, когда мерительный штифт индикатора скользит по грубообработанным поверхностям обода и торца полумуфт. При отсутствии индикаторов приспособление позволяет произвести измерения щупом. Для этого в держателе 3 индикаторов устанавливают мерительный штифт, подобный установочному винту 4.

Центровка способом «обхода одной точкой»

В тех случаях, когда один из валов не может проворачиваться при центровке, зазоры между плоскостями полумуфт можно измерять и при вращении только одного вала. Для этого применяют специальное приспособление 2, прикрепляемое к полумуфте вала 1, который может вращаться (рисунок 11), или скобы показанные на рисунке 10, б и в, в статье «Точные измерительные инструменты и приборы, используемые при центровке валов электрических машин». Такой способ получил название способа «обхода одной точкой».

В этом случае боковое смещение a контролируют щупом по зазору между штифтом 4 приспособления 2 и ободом полумуфты 5, установленной на валу 6. Угловое смещение b измеряют при помощи щупа 7 по зазору между торцами полумуфт 3 и 5.

При монтаже электрических машин мощностью более 500 кВт могут иметь случаи центровки машин с одноопорным валом или соединения с механизмами, имеющими зубчатую передачу. Ниже приводятся рекомендации по выполнению этих работ.

Центровка машин с одноопорным валом

В этом случае прицентровываемый (одноопорный) вал одним концом опирается на предварительно выверенный подшипник, а другой конец его располагают так, чтобы выступ одной полумуфты попал в выточку другой. Это соединение полумуфт, как указывалось в статье «Муфты для соединения валов электрических машин», называется фланцевым и показано в указанной статье на рисунке 1, а.

Таким образом, прицентровываемый одноопорный вал опирается одним концом на поясок полумуфты, а другим – на свой подшипник. Между торцами полумуфт оставляют небольшой осевой зазор 1 – 2 мм. Во время центровки обе полумуфты соединяют двумя-тремя болтами, диаметр которых несколько меньше, чем диаметр болтов муфты. Болты точно пригоняют по отверстиям полумуфт. Затем производят прицентровку по полумуфтам, как и в случае двухопорных валов. Необходимые перемещения подсчитывают по тем же формулам, что и при центровке двухопорных валов одной парой скоб.

После центровки следует проверить правильность выполнения этой операции, так как в результате неравномерной затяжки болтов, неточной обработки торцов полумуфт и так далее могут возникнуть перекосы и может быть нарушена центровка.

Рисунок 12. Приспособление для подъема валов средних и крупных электрических машин на небольшую высоту

Для проверки на шейке одноопорного вала устанавливают два индикатора: один в вертикальной плоскости, а другой в горизонтальной, прикрепив их к подшипнику (по месту), и замечают показания индикатора, установленного в вертикальной плоскости. Затем при помощи приспособления (рисунок 12) приподнимают конец вала, извлекают нижний вкладыш подшипника и возвращают конец вала в прежнее положение; индикатор установленный в вертикальной плоскости, должен дать прежнее показание. Проворачивая ротор на 0, 90, 180 и 270°, определяют величину биения концов вала по индикатору, установленному в горизонтальной плоскости.

Правильность центровки и соединения полумуфт определяют по величине биения конца вала.

При отсутствии технических условий завода-изготовителя следует руководствоваться следующими предельно допустимыми величинами биения конца вала в зависимости от быстроходности машины:

Для машин с частотой вращения, об/мин Предельно допустимая величина биения конца вала, мм
до 1000
от 1000 до 1500
от 1500 до 3000
0,15 – 0,20
0,12 – 0,15
0,05 – 0,08

Центровка валов электрических машин с зубчатой передачей

В этом случае за базу прицентровки принимается редуктор, а все перемещения производят за счет электрической машины, прицентровываемой к редуктору. При этом следует учитывать, что вал ведущего колеса редуктора при работе обычно поднимается на величину вертикального зазора в подшипниках, поэтому вал прицентровываемой электрической машины устанавливают выше вала зубчатого колеса на упомянутую величину вертикального зазора.

В практике электромонтажных организаций имеют место случаи, когда вал 1 приводного электродвигателя соединяется с валом 4 редуктора с помощью промежуточного вала, не имеющего подшипников, как это показано на рисунке 13. Такие случаи, в частности, имеют место при соединении приводного двигателя с редуктором клети на прокатных станах.

Длина промежуточного вала достигает 1,5 – 2 м и непосредственная проверка взаимного расположения валов приводного двигателя и редуктора с помощью щупа, индикатора или другого измерительного инструмента в таких случаях невыполнима. Для этого наиболее простым способом является центровка валов при помощи специально изготовленных угольников 2 и визирной струны 3 (рисунок 13).

Внешние стороны каждого угольника должны быть простроганы под углом 90°. Угольники крепят одной стороной к торцевым плоскостям полумуфт, а по другим их сторонам натягивают струну из стальной тонкой проволоки. По струне и угольникам измеряют как боковые, так и угловые смещения валов двигателя и редуктора. Для крепления угольников к плоскостям полумуфт и для натяжки визирной струны применяют болты с гайками. При выборе диаметра болтов и затяжке гаек следует учитывать, что любое по величине перемещение болтов в отверстиях полумуфт в процессе проворачивания валов может привести к неправильным замерам и неудовлетворительному качеству центровки.

Центровка валов многомашинных агрегатов

В многомашинных агрегатов прокатных станов, насчитывают до пяти соединенных между собой электрических машин, весьма важным условием является центровка (выверка линии валов) в процессе монтажа агрегата. В трех- и пятимашинных тихоходных преобразовательных агрегатах в качестве приводных машин применяют синхронные двигатели нормального исполнения, подшипники которых не рассчитаны на дополнительные нагрузки от якорей генераторов, имеющих только по одному собственному подшипнику.

Для разгрузки подшипников приводного двигателя от дополнительных нагрузок на них, вызванных подвеской валов якорей генераторов, завод «Электросила» имени С. М. Кирова (сегодняшнее название завода «Электросила» – ОАО «Силовые машины») впервые предложил применять новый метод выверки линии валов машин в таких агрегатах.

Сущность состоит в том, что для равномерного распределения нагрузок на подшипники агрегата предусматривается установка отдельных валов в такое взаимное расположение, при котором плоскости фланцев (рисунок 14) имели бы некоторый угловой развал, заданный расчетом. Так, например, в трехмашинном преобразовательном агрегате, состоящем из синхронного двигателя и двух генераторов постоянного тока, предназначенных для питания приводных двигателей блюминга, завод «Электросила» предложил установить общую линию валов так, чтобы между плоскостями фланцев соединения А (рисунок 14) был зазор 0,6 мм, а торцевые плоскости фланцев соединения Б были параллельны.

Рисунок 14. Схема выверки трехмашинного агрегата.
I, III – генераторы; II – приводной двигатель

Одновременно для таких агрегатов заводом-изготовителем указываются величины нагрузок на подшипники, определенные расчетным методом.

Как правило, электрические машины указанных агрегатов поступают к месту монтажа в разобранном виде. Перед началом работ по выверке линии валов многомашинных агрегатов устанавливают и выверяют фундаментные плиты, затягивают анкерные болты, устанавливают стойки подшипников, статоры и нижние полустанины, заводят роторы в статоры, а в машинах постоянного тока – якоря. Кроме того, необходимо выполнить следующие подготовительные работы:
– ознакомиться с заводским эскизом агрегата. На эскизе должны быть указаны номера машин, подшипников, фланцев, а также нагрузки на подшипники агрегата, величины углового развала фланцев с расчетными данными по установке линии валов, приведенными в технической документации завода-изготовителя;
– проверить исправность приспособления для определения нагрузок на подшипники (рисунок 15) и возможность использования для этой цели подъемно-транспортных механизмов, имеющихся на монтажной площадке (масса вала с ротором или якорем не должна превышать грузоподъемность крана);
– определить необходимое сечение стропов и выбрать их в зависимости от максимальной нагрузки на проверяемый подшипник при взвешивании части вала с ротором (якорем).

Читайте также:  Установка блоков фундамента смета

Операции по выверке линии валов агрегата на основании расчетных данных выполняют в такой технологической последовательности:
– замеряют и регулируют уклоны шеек вала средней машины агрегата, имеющей два собственных подшипника, таким образом, чтобы шейки вала находились на одной высоте по отношению к горизонтальной плоскости, а также выверяют и закрепляют подшипниковые стойки этой машины;
– прицентровывают к выверенному валу средней машины вал машины, имеющей одну подшипниковую стойку, для чего: проверяют соответствие размеров центрирующего выступа и заточки сочленяемых фланцев; вводят центрирующий выступ фланца присоединяемого вала в выточку фланца (или полумуфты) выверенного вала средней машины; замеряют и регулируют зазор между торцами фланцев, устанавливают и затягивают временные стяжные болты;
– прицентровывают к выверенному валу средней машины вал второй машины и поочередно с каждой стороны валы остальных машин агрегата (в последовательности изложенной выше);

Рисунок 15. Схема установки приспособления для определения нагрузок на подшипники многомашинных агрегатов методом взвешивания.
1 – индикатор; 2 – рукоятка ручного привода гидравлического домкрата; 3 – серьги динамометра; 4 – динамометр; 5 – строп из стального каната (к мостовому крану); 6 – приспособление для плавного подъема вала агрегата; 7 – гидравлический ручной домкрат; 8 – универсальный строп из стального каната; 9 – стойка подшипника; 10 – вал ротора (якоря)

– проверяют жесткость соединения фланцев черновыми болтами, а также надежность закрепления подшипниковых стоек;
– подвешивают динамометр с приспособлением для плавного подъема вала к крюку мостового крана (смотрите рисунок 15);
– снимают крышки и верхние вкладыши подшипников, после чего закрепляют индикатор на стойке проверяемого подшипника;
– подвешивают взвешиваемую часть вала 10 к динамометру, укрепленному на приспособлении для плавного подъема вала;
– осторожно поднимают крюк крана с подвешенным валом до тех пор, пока не натянутся стропы и начнет двигаться стрелка динамометра;
– продолжают подъем вала при помощи гидравлического ручного домкрата, установленного между скобами приспособления для плавного подъема вала до тех пор пока стрелка индикатора не отклонится на 1 – 3 деления, что свидетельствует об отрыве вала от вкладыша подшипника; при этом производят первую запись показаний динамометра и индикатора в момент отрыва вала от вкладыша подшипника;
– осторожно опускают вал гидравлическим домкратом до отклонения индикатора на 1 – 3 деления и производят повторную запись показаний динамометра и индикатора;
– сравнивают данные величин фактических нагрузок на подшипник с расчетной величиной нагрузки; аналогично определяют фактические нагрузки на все остальные подшипники;
– при необходимости производят перераспределение нагрузок на подшипники путем изменения высоты стоек подшипников;
– составляют протокол по результатам взвешивания;
– отворачивают гайки временных болтов и повторно замеряют зазоры между фланцами;
– сравнивают результаты замеров между фланцами и первоначальными, соответствующими расчетным;
– снимают приспособления для плавного подъема и взвешивания вала и освобождают мостовой кран;
– устанавливают верхние вкладыши и крышки подшипников;
– заменяют поочередно по одному временные болты на фланцах на постоянные.

Допуск на центровку

Проверенные после центровки скобами длиной 250 – 300 мм величины боковых и угловых зазоров при совместном повороте обоих роторов на 0, 90, 180 и 270° (или на 0, 120 и 240°) не должны отличаться более чем на 0,03 мм. При другой длине скоб допуски на угловые зазоры должны быть изменены пропорционально длине скоб (соответственно в большую или меньшую сторону).

При центровке по полумуфтам для одних и тех же положений вала боковые и угловые зазоры для муфт диаметром 400 – 500 мм не должны отличаться более чем на 0,05 мм.

Величина допустимого биения конца вала обычно указывается заводом-изготовителем и, как уже упоминалось, зависит от быстроходности машин.

Окончательная установка линии валов

При монтаже средних и крупных электрических машин, вертикальное и горизонтальное перемещение ротора в небольших пределах (во избежание нарушения необходимого прилегания шеек вала в обоих нижних подшипниках) производят соответствующим перемещением стоек подшипников. Следует учесть, что при установленном статоре такое перемещение стоек вместе с ротором требует соответствующего перемещения и самих статоров, так как в противном случае нарушатся зазоры между статором и ротором.

Правильное положение ротора достигается перемещением фундаментной плиты. После нескольких перемещений фундаментной плиты и стоек подшипников под ними может оказаться большое количество временных прокладок, которые следует заменить постоянными, изготовляемыми строго по размерам временных прокладок.

Прокладки заменяют поочередно в каждом месте, так как одновременное выколачивание прокладок может привести к деформации фундаментной плиты. Перед сменой временных прокладок на плите наносят пометки по месту их установки. Постоянные прокладки пригоняют по этим пометкам и устанавливают путем выколачивания легкими ударами ручника. Их следует устанавливать достаточно плотно, но без ослабления других прокладок, что проверяют щупом и постукиванием ручником как по устанавливаемой, так и по соседним прокладкам.

Затем проверяют затяжку анкерных болтов, болтов крепящих стойки, и центровку, после чего приваривают коротким швом гайки анкерных болтов к плите, закрепляют болтами жесткие полумуфты, а также окончательно проверяют центровку и зазоры между статором и ротором.

Необходимо также убедиться в том, что при вращении ротор не задевает щитов статора. Для этого у средних и крупных электрических машин производят пробную установку щитов статора. При наличии заеданий несколько уменьшают разбег ротора путем передвигания подшипников в осевом направлении. После этого ударами свинцовой кувалды или молотка устанавливают контрольные конические штифты в стойки подшипников и лапы статора (по два штифта на каждую стойку и на статор). Сначала (до проверки отверстий сопрягаемых частей) устанавливают неизолированные штифты во избежание порчи изоляции, а затем изолированные. После этого заполняют паспорт машины, в котором указывают все данные центровки, зазоры между статором и ротором, зазоры в подшипниках, уклоны шеек вала и прочее.

Сборка, пригонка и соединение муфт

Эти операции выполняют после окончательной центровки валов.

Перед соединением машин с жесткими или полужесткими муфтами необходимо убедиться в отсутствии на торцевых поверхностях полумуфт выбоин, царапин, заусенцев и других неровностей, после чего произвести развертку просверленных начерно отверстий для соединительных болтов. Каждое отверстие развертывают одновременно в обеих полумуфтах (полумуфты предварительно должны быть стянуты временными болтами).

Затем до и после установки всех соединительных болтов следует определить радиальные биения каждой полумуфты в четырех точках, отстоящих одна от другой на 90°. Если в результате неточной развертки биение превысит допуск на центровку, нужно все отверстия заново развернуть развертками большего диаметра и заменить соединительные болты.

Подвижные соединения, выполненные при помощи зубчатых муфт, после сборки проверяют на возможность углового (осевого) смещения валов вследствие их термического расширения, достаточность зазора между крышками и торцами зубьев ступиц, а также между торцами ступиц (смотрите рисунок 1, в, в статье «Муфты для соединения валов электрических машин»). Кроме того, в зубчатых муфтах проверяют зазоры в зацеплениях и правильность шага зацепления зубьев (допускаются отклонения по толщине зуба и в шаге ±0,05 мм).

При сборке пружинных муфт проверяют размеры пазов между зубьями полумуфт (они должны быть строго одинаковы) и возможность осевых перемещений пружин. Кроме того, необходимо убедиться в отсутствии защемлений пружин.

У пальцевых эластичных муфт проверяют диаметры резиновой или кожаной набивок, а также отверстий для них. При этом следует иметь ввиду, что эластичная часть пальцев должна свободно входить в отверстия (разница в диаметрах допускается 2 – 4 мм). Зазоры между торцами полумуфт допускаются в пределах 5 – 8 мм.

Обязательным условием при сборке и подгонке муфт является равномерное прилегание эластичной части всех пальцев к поверхности отверстий по всей их длине (в ведомой полумуфте). Правильное положение пальцев проверяют следующим образом: после установки каждого пальца устанавливают наличие смещения одной полумуфты по отношению к другой путем легкого покачивания одного из роторов в обе стороны. При этом необходимо добиться, чтобы величина смещения каждого из пальцев была одинаковой. Если при установке какого либо пальца смещение не обнаружено, причиной этого может быть неправильная установка или обработка пальца или неправильные размеры расточки отверстия в ведомой полумуфте.

Заливка фундаментных плит и анкерных болтов бетоном

После окончательной установки машины, приемки по акту, центровки машины (или агрегата) строительная организация под контролем монтажного персонала заливает бетонной смесью фундаментные плиты. Перед заливкой заливаемые части фундамента насекают; поверхность соприкосновения старого бетона с подливкой тщательно очищают, особенно от масла и керосина, промывают и в течение нескольких дней перед подливкой непрерывно увлажняют.

Пускать машину разрешается не ранее чем через 10 – 15 дней после подливки (при нормальной температуре твердения).

При заливке бетоном фундаментных плит и анкерных болтов в зимних условиях при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С бетонные работы следует выполнять в соответствии с указаниями «Строительных норм и правил» (СНиП).

Бетонную смесь, уложенную в зимних условиях, следует выдерживать преимущественно по способу термоса, основанному на применении утепленной опалубки и защитного покрытия в целях замедления остывания бетона. Для выполнения бетонных работ в зимних условиях весьма важным условием является ускорение процесса твердения. Наиболее пригодны для этой цели быстротвердеющие портландцементы высоких марок (500 и выше). Бетонная смесь не должна содержать частиц льда, снега и смерзшихся комьев цемента. Для ускорения твердения бетона в зимних условиях применяют химические добавки – хлористые соли (кальция, натрия или аммония). Общее количество вводимых в бетонную смесь хлористых солей не должно превышать 7% массы цемента (считая на безводные соли) или 15% количества воды затворения. Необходимое для каждого отдельного случая соотношение добавляемых к бетону солей определяют по соответствующим инструкциям.

Источник: Каминский М. Л., «Центровка валов электрических машин» – Москва: Энергия, 1972 – 72с.

источник