主軸對中的測量和調(diào)整方法

程廷琳 李麗霞

(1.中國核工業(yè)23建設(shè)有限公司，中國 北京101300；2.中國核工業(yè)24建設(shè)有限公司，河北 三河065201)

0 概述

對中偏差是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常見的問題之一。根據(jù)相關(guān)工業(yè)統(tǒng)計表明，超過50%的設(shè)備損壞可以歸結(jié)到對中偏差和對中錯誤。因?qū)χ衅钸^大引起設(shè)備的主軸密封、軸承、聯(lián)軸器以及主軸損壞后的更換費(fèi)用、額外能耗費(fèi)用和停產(chǎn)損失，對任何單位和企業(yè)都是不可忽視的。目前我國采用的設(shè)備的對中方法主要有：①水平尺和塞尺法，其精度可達(dá)0.1mm；②百分表對中法，其精度可達(dá)0.01mm；③激光儀對中法，其精度可達(dá)0.001mm。其中百分表對中法是最普遍使用的一種方法。

1 產(chǎn)生未對中的原因

1.1 瘸腿

瘸腿是指四個(或更多個)支腿不在同一平面內(nèi)，不能形成良好接觸支承的現(xiàn)象。偏離較大或最大的數(shù)值就是瘸腿值。

1.1.1 瘸腿產(chǎn)生的原因

設(shè)備支腿質(zhì)量差；設(shè)備基礎(chǔ)下面沒有清理干凈；地腳螺栓的擰緊力矩不正確；底板設(shè)計存在缺陷；緊固螺栓因機(jī)械振動而松動；灌漿層變質(zhì)或產(chǎn)生不均勻沉降；設(shè)備底座或支腿產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象；設(shè)備支腿使用的墊鐵不平整或使用的墊鐵層數(shù)過多；管道應(yīng)力等。

1.1.2 瘸腿的分類

1）平行瘸腿（平行瘸腿指的是設(shè)備一條腿和底板之間的間隙是均勻的）。

2）角形瘸腿（角形瘸腿指的是設(shè)備一條腿和底板之間的間隙是角狀的、不規(guī)則的、不均勻的）。

3）彈性瘸腿（彈性瘸腿指的是設(shè)備一條腿和底板以及墊片之間沒有充分地完全接觸，并存在著彈性變形）。

4）管道應(yīng)力瘸腿（管道應(yīng)力瘸腿指的是由于設(shè)備和管線之間的接口，因為管道的應(yīng)力而產(chǎn)生的變形）。

1.1.3 瘸腿的檢測方法

1）用塞尺檢測瘸腿，其檢測的步驟是：

清潔驅(qū)動設(shè)備的底座和支腿→重新安裝驅(qū)動設(shè)備，固定螺栓并處于松動狀態(tài)→對角線搖動驅(qū)動設(shè)備，使底座與支腿的接觸充分→用塞尺穿過支腳下面的方法，檢查支腿。

2）用百分表檢測瘸腿，其檢測的步驟是：

按要求的力矩值固定螺栓→把百分表固定在支腿上→松開相應(yīng)支腿上的固定螺栓，并記下讀數(shù)→對所有的安裝支腿重復(fù)上述的步驟→分析所有的讀數(shù)，確定瘸腿。

1.1.4 瘸腿的糾正或消除方法

1）調(diào)整機(jī)器軸系的對中，用墊片墊實；2）對于過量的角形瘸腿，必須用機(jī)加工或用墊片來填滿角向間隙來消除；（注意：一定不要添加過多的墊片，過渡的糾正將導(dǎo)致附近的支腿產(chǎn)生新的瘸腿）；3）重新對中管道，消除應(yīng)力。

1.2 熱量變化導(dǎo)致不對中

在設(shè)備運(yùn)行期間，由于驅(qū)動設(shè)備和從動設(shè)備之間不均勻的熱脹和冷縮，將導(dǎo)致過大的偏移；因此在冷態(tài)對中時可以反向考慮對中偏差預(yù)設(shè)值，以使在熱運(yùn)行穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到準(zhǔn)確的對中或者進(jìn)行熱態(tài)對中狀態(tài)監(jiān)測，并調(diào)整。

2 主軸對中的分類

兩軸的相對位置有以下幾種情況：

1）兩個主軸互相平行，但不同軸；2）兩個主軸同軸，但不平行；3）兩個主軸既不同軸也不平行，這時兩軸的中心線之間既有徑向位移又有軸向位移；4）兩個主軸是處于既平行又同軸的正確位置，這時的兩軸的中心線位于同一直線。

兩個主軸處于前三種情況時均不正確，均需進(jìn)行調(diào)整，直到獲得后一種情況或調(diào)整到公差范圍內(nèi)為止。一般在安裝時，從動軸的位置調(diào)整好以后無需變動。通常通過調(diào)整驅(qū)動軸一端來獲得正確的對中。在工程上設(shè)備的不對中往往是以第三種情況出現(xiàn)的。及軸向位移和徑向位移是同時出現(xiàn)的。

3 軸向徑向?qū)χ蟹?/h2>

軸向徑向法就是用一塊百分表測量同心度偏差，而另一塊（為了消除軸竄對平行度的影響，常常采用在直徑方向上均布兩塊）百分表則測量平行度偏差，如圖1所示：

圖1 軸向徑向?qū)χ蟹ò俜直聿贾脠D

3.1 找正方法

測量時，先裝好測量架，并把百分表桿調(diào)到二分之一量程處附近(使其可伸可縮)。測量架首先位于上方垂直的位置（0°），按照驅(qū)動設(shè)備的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸，測出徑向位移a1和軸向位移b′1、b＂3；然后將兩半聯(lián)軸器順次轉(zhuǎn)到90°、180°、270°三個位置上,分別測出a2、b′2、b＂4；a3、b′3、b＂1；a4、b′4、b＂2，將測得的數(shù)據(jù)記錄在圖2中（注意：讀數(shù)不要記錯位置和符號），轉(zhuǎn)一圈時百分表應(yīng)恢復(fù)原位。

測量數(shù)據(jù)要經(jīng)過復(fù)核，如符合下列條件，說明測得的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的，否則應(yīng)查明原因。

②對于雙表法測角向偏差，由于不控制軸竄，若出現(xiàn)較大軸竄，上述公式不成立。

3.2 軸向端面傾斜偏差的測量與計算

3.2.1 軸向端面傾斜偏差的測量

端面測量讀數(shù)b1、b2、b3、b4是取兩個百分表在聯(lián)軸器的相應(yīng)位置上測得b′1～b′4、b＂1～b＂4的平均值，以消除測量時由于盤車轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生軸向竄動的誤差。根據(jù)圖2記錄的數(shù)值，計算出b1～b4的值。

圖2 端面傾斜偏差測量記錄圖

3.2.2 軸向端面傾斜偏差的計算

徑向偏移量：

軸向傾斜量：

左右向是人在基準(zhǔn)機(jī)側(cè)，面對調(diào)整機(jī)器聯(lián)軸器端面確定的。計算所得的正負(fù)值及其含義：

ax：正值 偏左，負(fù)值，偏右；ay：正值 偏高，負(fù)值 偏低；

bx：正值 右張口，負(fù)值 左張口；by:正值 下張口，負(fù)值 上張口

3.3 調(diào)整設(shè)備支承處支腿墊片調(diào)整量的計算

設(shè)被調(diào)整軸由前支腿1和后支腿2支承，前后兩支腿間距離為L2，聯(lián)軸器徑向測量點至前支腿1的距離為L1，聯(lián)軸器測點的回轉(zhuǎn)直徑為D。

現(xiàn)以垂直方向調(diào)整為例，若在垂直方向上開口量為b，徑向偏移為a。要使被調(diào)整軸調(diào)至正確位置，前支腿1應(yīng)提高C1,后支腿2應(yīng)提高C2,如圖3所示。

圖3 支腿調(diào)整示意圖

現(xiàn)設(shè)想使兩聯(lián)軸器調(diào)至平行，后支腿2應(yīng)提高B如圖4所示，由圖中相似三角形的比例關(guān)系得

圖4 支腿調(diào)整示意圖

由于后支腿2提高了，前支腿1未動，被調(diào)整軸將繞前支腿1旋轉(zhuǎn)而使半聯(lián)軸器降低A如圖5所示，由圖中相似三角形關(guān)系得

然后，再將兩半聯(lián)軸器調(diào)至同軸，得各支腿的總提高量為：

圖5 支腿調(diào)整示意圖

對于左右方向的調(diào)整，方法完全與上述相同。

計算所得的Cx1和Cx2值若為正值，則支承點向左調(diào)整；若為負(fù)值，則支承點向右調(diào)整。計算所得的Cy1和Cy2值若為正值,則支承點向上調(diào)整，若為負(fù)值，則支承點向下調(diào)整。

需要說明的是，在一般情況下聯(lián)軸器校正都以達(dá)到同軸狀態(tài)作為理想，即兩半聯(lián)軸器的中心線對準(zhǔn)、兩半聯(lián)軸器的端面互相平行。但是在另一些情況下，考慮到機(jī)組由冷態(tài)向熱態(tài)過渡時的變形，聯(lián)軸器在冷態(tài)找正時都留有一定偏移量。