用聯軸器連接電動機的離心泵,在安裝完成后,電機軸線與泵軸軸線常常無法保證剛好同軸,兩軸一般呈現既傾斜又偏移的情況。兩軸不同軸會造成機械能損耗增加,導致離心泵效率下降;不僅產生噪聲,還會引起不正常的振動,甚至會引起共振,并且對兩軸會產生疲勞破壞。因此,在離心泵安裝過程中,一道重要的工序就是聯軸器的安裝和找正。聯軸器同軸度找正的質量如何,將會直接影響到機器的工作性能及使用壽命。
目前較為成熟和常用的方法就是用自制工具加裝兩只千分表進行調校,使同軸度達到圖紙要求。本文以筆者所在學校機修鉗工實訓中心對某多級離心泵的聯軸器同軸度的調校找正為例進行介紹。在2011年9月檢修中,安裝離心泵時,我們將雙表測量法運用于聯軸器的找正中,使得設備快速、安全、準確地調整到位,收到了較好的效果。
一、聯軸器的找正
機械安裝時,首先要仔細檢查聯軸器與軸之間的垂直度偏差,如發現垂直度偏差過大,要及時調節垂直后再找正。聯軸器找正必須要達到兩半聯軸器是處于平行且同心的正確位置,這時兩軸的中心線必須處于一條直線上。聯軸器在軸向和徑向會出現偏差或傾斜,可能出現四種情況,見表1。
二、聯軸器找正的經驗方法
以前工廠裝配人員在安裝及檢修設備的過程中,把百分表架架在聯軸器旁測量其同軸度和平行度后,沒有進行合理地計算參數,只是簡單地憑著經驗來調整同軸度和平行度,需要反復拆卸,通常安裝一臺多級離心泵約幾天時間,造成人力和物力的巨大浪費。
三、雙表測量法在聯軸器找正中的實際應用
將中心卡按照以從動機Ⅰ為基準測量找正主動機Ⅱ的方式安裝好(見圖1)。將兩只千分表分別裝在中心卡上面,一只表的觸點在徑向測量,另外一只表的觸點在軸向測量。
檢查兩只千分表接觸測量點是否良好,并調整指針歸零。
采用雙表測量法,轉動轉子后測量主動機Ⅱ轉子的徑向位移和軸向位移,并將其每隔90°測量的數據填入圖1(b)的記錄圖中。
如圖1(a)所示,電動機縱向兩支腳之間的距離L=2000mm,支腳1到半聯軸器測量平面之間的距離l=500mm,聯軸器的計算直徑D=350mm。找正時所測得的軸向間隙和徑向間隙的數值如圖1(b)所示。電動機支腳1和2下面應加或減墊片的厚度,分析計算如下:
由記錄圖的數據可知,兩半聯軸器在0°和180°兩個位置上的軸向間隙s1<s3,徑向間隙al<a3,這表明兩半聯軸器既有角位移又有徑向位移。根據這些條件可以作出兩半聯軸器在垂直和水平方向的偏移情況的示意圖,如圖2所示。兩半聯軸器偏移情況示意圖,是根據測量時測得的兩半聯軸器在0°和180°兩個位置的軸向間隙(s1、s3)與徑向間隙(al、a3)數值的大小而繪制出來的,具有很強的直觀性。它能直接顯示出電動機半聯軸器與從動機半聯軸器之間的相互位置關系,從而,可以看出電動機相對于從動機的偏移情況,即可借此確定電動機支腳下,究竟是減少一定厚度的墊片,還是增加一定厚度的墊片。
對中計算和調整方法如下。
1.調整兩半聯軸器的端面至平行
由于s1<s3,所以b=s3-s1=0.46-0.11=0.35mm。
因而,為了使兩半聯軸器的端面平行,必須從電動機的支腳2下面減去厚度為xmm的墊片。由相似三角形原理,x的數值可由下式計算出來:
x==×2000=2(mm)
但是,由于支腳2的下降,電動機半聯軸器中心卻被抬高了y mm,y 的數值也根據相似三角形原理由下式計算出來:
y==×2=0.5(mm)
2.調整兩半聯軸器的軸線在同一水平面內
由于a1<a3,所以,原有的徑向位移量(偏心距)為
e ===0.15(mm)
由兩半聯軸器偏移情況示意圖可見,為了使兩半聯軸器同軸,必須同時從電動機支腳1和2下面減去(y+e)=0.5+0.15=0.65mm厚的墊片。
由此可見,為了使兩半聯軸器的軸線在同一水平面內,必須在電動機的支腳1下面減去厚度為(y+e)=0.65mm的墊片,在電動機支腳2下面減去厚度為(x+y+e)=2.65 mm的墊片。
3.調整兩半聯軸器至同軸
在0°和180°垂直方向調整完之后,再調整90°和270°水平方向的偏差。以同樣的方法計算出兩半聯軸器在水平方向上的偏移量,然后,用手錘或大錘敲擊的方法或用千斤頂頂推的方法,調整電動機在水平方向上的偏差。
因為a2>a4,故原有的水平方向位移量(偏心距)為
e′===0.29(mm)
由于位置的軸向間隙b′=s2-s4=0.30-0.30=0,即主動軸軸線與從動軸軸線在同一水平面內,并且相互平行。
因此,只要將電動機的支腳1和2同時向a2側移動e′=0.29mm,就可以實現兩半聯軸器的完全同軸。
4.檢查和檢驗
復核所有測量和計算數據,確保準確無誤。復查聯軸器連接螺栓和機器地腳螺栓的預緊,均應符合技術文件規定的要求。機組試運轉前和試運轉停機后,檢查和復核兩軸的同軸情況,均能滿足技術文件規定的同軸度要求。
最后,調整結果。此次聯軸器調整收到很好的效果,過去要求一周的安裝時間,此次只用了半天,大大節省了時間,同時同軸度和端面間隙均符合國家標準,達到預期目標。
在筆者學校機修鉗工實訓中心設備檢修過程中,經常會遇到同步運轉的軸之間找正的問題。聯軸器找正工作是一個復雜的過程,我們將耐心、細致,嚴格按照程序和步驟不斷地在工作中探索和總結,以便在聯軸器找正的實踐中尋找更加簡單、快捷、準確的方法。
(作者單位:廣西石化高級技工學校)