AUTO CAD 作圖用于離心式壓縮機機組單表找正

楊 進，廖旭宏

（中國化學工程第七建設有限公司成都分公司工程部，四川成都 610199）

0 引言

大型離心式壓縮機在安裝過程中，軸系的對中找正是機組安裝時較為重要的施工環(huán)節(jié)。對中找正的精度直接影響將來壓縮機機組運行時的質(zhì)量。如今對中找正的方法比較多樣，例如：①日立公司采用的徑向單表法（徑向單表測量徑向偏差數(shù)據(jù)；軸向用內(nèi)徑千分尺測量軸向偏差數(shù)據(jù)。）測量后的數(shù)據(jù)應用三角形相似原理進行數(shù)據(jù)計算，得出所需要的墊片調(diào)整量，調(diào)校其軸系之間的位置，達到技術要求。此方法要求聯(lián)軸器表面制造精度達到6/1000 mm 以上，這是有些企業(yè)在制造時難以達到的精度；②三表法找正，是國內(nèi)較為普遍使用的對中找正法，其特點為：徑向用一塊表打在另一半聯(lián)軸器的上測量偏差值，軸向采用雙表測量軸向偏差值，調(diào)整值的計算同①。好處在于排除了軸向在旋轉軸時軸向的竄量，缺點在于聯(lián)軸器的直徑必需＞300 mm，才能達到相對高的對中精度，如果聯(lián)軸器的直徑＜300 mm，操作對中找正的次數(shù)需要反復多次，增加施工中的勞動強度；③單表法找正，是當前國外普遍運用于大型機組軸系的對中找正。優(yōu)點在于不考慮軸向竄量，對中精度高，適合于兩軸端間距較大，不受聯(lián)軸器直徑大小的限制，一旦熟練掌握，能提高工作效率。其方法有計算法（計算調(diào)整量，判斷調(diào)整方向時較難）；作圖法相對較簡單，能直觀的判斷調(diào)整方向和測量出調(diào)整量，但手工作圖存在一定的誤差。主要論述應用CAD精確、便捷作圖功能指導單表找正的方法。

1 單表找正對中的原理

用CAD 進行作圖前將單表找正的原理進行分析。把決定兩軸的相對位置在三維空間中分解為兩個面：垂直面和水平面，垂直面決定軸的上下，水平面決定軸的左右。先討論垂直面兩軸的位置關系。兩軸位置關系見圖1。

圖1 兩軸位置關系

如圖1 所示A、B 兩軸，把A 軸作為固定軸，B 軸作為調(diào)整軸，只要改變B 軸下三角形支撐點的位置△1、△2（即調(diào)整量）就能達到變化B 軸對A 軸的相對位置。如何才能知道A、B 兩軸的相對偏差數(shù)據(jù)呢？把百分表固定在B 軸上，百分表桿頭垂直打在A 軸點a處，同時同方向轉動A、B 軸，保持百分表表頭在A 軸上檢測點的位置不發(fā)生移動。單表讀數(shù)的表示見圖2。

如圖2 所示就能得出a 點的一組數(shù)據(jù)（這里只分析垂直面的數(shù)據(jù)），百分表在0° 歸 零 即 k=0，180°處m=-2而實際偏差值為-e，負號代表B 軸延長線端點a`在A 軸端點a 的下方，距離e=|-e|，作圖時就能確定a`位置。再把表架固定在A 軸上，百分表頭打在B 軸端點b 處，同樣方法可以得到b 表的一組數(shù)據(jù)，其中q=+2s 為正值，距離s=|+s|，正號表示b 在A 軸延長線c 點的下方，作圖連接a`、b 點并延長，這樣就確定了B 軸相對于A 軸的位。再畫出標準數(shù)據(jù)即a、c 點百分表在180°位置為零的軸線C 軸（即為最終找正B 軸要達到的位值），在圖上直接獲得△1、△2 調(diào)整值h、f，從圖上判斷△1、△2 兩調(diào)整點處在標準軸C 軸的上下位置關系（當在C 軸下方表示增加墊片，相反為減少墊片），就可直觀知道墊片的增減。

圖2 單表讀數(shù)的表示

水平面的調(diào)整原理也同垂直面一樣，通過作圖就獲得調(diào)整值。需要強調(diào)的是百分表表桿壓縮時（即表指針相對于初始位置順時針偏轉）讀數(shù)取正值，伸長時（即表指針相對于初始位置逆時針偏轉）取負值。當表架架在調(diào)整軸百分表打固定軸時180°位置讀數(shù)為正值，表示調(diào)整軸延長線點在固定軸檢測點下方，反之在上方。當表架架在固定軸百分表打在調(diào)整軸時180°位置讀數(shù)為正值，表示調(diào)整軸檢測點在固定軸延長線點下方，反之在上方。找出兩點后，連接兩點才能最終確定調(diào)整軸相對固定軸的位置關系。

通過對單表找正法原理的分析，認識到CAD 的作圖功能能夠很好解決單表對中法作圖求解調(diào)整值的問題，同時能很好直觀的判斷兩軸的位置關系。

2 CAD 軟件在作圖前的相關設定及作圖過程

在用CAD 作圖前對軟件進行一定的設定。這樣能幫助我們作圖時更加準確和快速，提高工作效率。

（1）首先單位和比例的統(tǒng)一，采用公制單位，長度以毫米（mm）為單位，X 軸表示水平方向即軸系所在的長度，半聯(lián)軸器間的間距、支撐腳（調(diào)整點）的距離，在X 軸向上的長度按1∶10 進行縮短，即圖上1 mm=實際10 mm；Y 軸表示高低值，定意為圖上1 mm=實際0.01 mm。在打開的CAD 軟件上點文件按鈕→新建→打開按鈕旁的下拉菜單選擇無樣板打開—公制；在菜單欄點格式按鈕→點單位按鈕→類型選小數(shù)，精度選0.00 點確定，完成了單位的設定。

（2）圖層、文字樣式、標注樣式、圖形界限的設定：①圖層設定：分別設定兩個圖層命名為標準圖層和實際圖層；②文字樣式選宋體，高度設定為8；③標注樣式——適當對標注樣式設定，以清楚顯式標注的尺寸為準。圖形界限的設定是為了在電腦屏上完整顯示圖形，一般大型離心式壓縮機軸系長度在20 m 左右，按1：10 作圖比例換算為2000 mm。設定圖型界限，點格式按鈕→選擇圖型界限→命令欄出現(xiàn)指定左下角點＜0.000 0，0.000 0＞點回車鍵確定→指定右上角在命令欄輸入＜3000，1500＞回車確定→點全局縮放鍵，系統(tǒng)重新生成模型，等待片刻就可以開始畫圖，這樣就完成了軟件的設定。

圖3 CAD 畫出的作圖法單表找正圖

（3）圖3 是用CAD 作圖法單表對中找正過程的找正示意圖（軸系垂直面）。圖上A、B 軸分別為冷態(tài)、熱態(tài)。熱態(tài)表示軸系運轉時的狀態(tài)，冷態(tài)為冷態(tài)對中時需要達到的兩軸位置關系，H1、H2 為技術資料給出的壓縮機透平軸支撐處熱膨脹數(shù)據(jù)，L1、L2為軸支撐點間距（數(shù)據(jù)為技術圖上給出的值或為實際測量值），L3表示軸端a、b 點為百分表打表點之間的間距；A、B 表數(shù)據(jù)為標準對中數(shù)據(jù)。在設定好的標準圖層畫出軸系冷態(tài)、熱態(tài)、各支點、軸端點間距的位置，標注好文字，尺寸。冷態(tài)A 軸可以根據(jù)H1、H2的數(shù)據(jù)畫出（其值在相關技術資料查找），冷態(tài)B 軸就要用標準對中數(shù)據(jù)（A、B）表在180°表讀數(shù)的一半值確定a`、b 點，正負號判斷點處在冷A 軸上或下（看前面原理分析），用直線命令，第一點a`的確定：在命令欄輸入fro 命令，在圖上捕捉a 點，出現(xiàn)的命令欄輸入a`a=k/2 值點回車確定，用相同的方法確定直線第二點b 點回車確定，軟件自動生成線段a`b，用延伸命令把a`b 線段延伸到右側軸端線。調(diào)整線型，顏色，標注好各部尺寸，鎖定標準圖層，慎防在畫實際軸時誤刪其內(nèi)容。畫好的圖可以作為模板反復使用。

通過打表測得實際調(diào)整軸數(shù)據(jù)（A、B 表）后，參照上面方法就可以畫出實際調(diào)整軸的位置（圖3 中加粗黑線），在圖右側兩支點豎線和冷態(tài)A 軸和實際軸相交點，用線性標注就能得到相關的調(diào)整量值，方向的判斷前文已有描述。需注意的是在點的捕捉時要對對象捕捉進行設定，關閉不需要的點，這是為了保證作圖的準確性提高對中找正工效和精度。

3 實際操作調(diào)校軸系應注意的問題

（1）實際對中數(shù)據(jù)的準確性：大型機組聯(lián)軸器之間的間距較大，要求百分表架要具有一定的剛度，選用重量盡可能輕的小百分表，當發(fā)生撓度時測量出相應的數(shù)據(jù)，A、B 兩表在180°位置數(shù)據(jù)直接減去撓度值，就能得到準確的數(shù)據(jù)。

（2）調(diào)整軸支撐點的調(diào)整墊片層數(shù)、每張厚度的統(tǒng)計并做好記錄，保持支撐臺板、墊片的清潔。固定螺栓的緊固：采用力矩搬手緊固螺栓，相同大小的螺栓保持力矩一致。

（3）在測量數(shù)據(jù)前對支撐臺板螺栓固定處，用百分表檢查軟腳現(xiàn)象，發(fā)生軟腳時，在其處增加墊片，排除軟腳現(xiàn)象。

4 結束語

單表對中法，于20 世紀七、八十年代在國外工業(yè)化國家興起，大型壓縮機機組和軸間距大的旋轉設備軸系的對中找正普遍采用此方法。九十年代初單表對中法也隨著引進工程傳入國內(nèi)，許多從事機組安裝的相關工程師也對此進行了不同角度的論述，通過對這些文章的學習，提高了從業(yè)人員的認識和技術水平。由于長期從事一線機組安裝對中找正的工作，積累了一定的經(jīng)驗，覺得單表對中法的計算法在實際對中過程中，雖然計算數(shù)據(jù)準確，但計算比較復雜并且方向難已判斷，經(jīng)常由于方向判斷的錯誤造成返工。而單表對中的作圖法相對簡單、易懂，能準確的判定軸系間的相互關系，更利于施工現(xiàn)場軸系的對中找正，由于采用手工在紙上作圖，數(shù)據(jù)準確度存在誤差。

隨著時代的進步，筆記本電腦、大屏智能手機、平板電腦的普及，從業(yè)人員年輕化、知識化，普遍都掌握CAD 作圖技能，這就給應用CAD 解決單表對中作圖帶來便利，同時也提高了數(shù)據(jù)的精確度。工程師可以用CAD 制作好單表對中圖模板，通過即時通信平臺QQ，微信傳送到施工現(xiàn)場人員的智能手機，平板電腦上，方便施工人員在智能手機、平板電腦作圖，很好地解決了單表對中作圖的需要，同時施工現(xiàn)場也能把完成后的對中圖數(shù)據(jù)及時反饋到工程師們手中，便于更好的掌握施工情況。