机械制造行业 转动设备机械对中技术大全(内容详实)

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1、机械制造行业 转动设备机械对 中技术大全(内容详实) 机械制造行业 转动设备机械对 中技术大全(内容详实) XX 公司机泵维修钳工培训教程 2 联轴器对中联轴器对中 炼化工业用的大部分旋转机器，都趋向于高速、大功率和不设备机。对于高速机械， 就需要提高机器平衡和对中的精确性，以便尽量减小振动和减轻轴承、联轴器及轴封的 过早磨损。单机功率的增大和不设备机两个因素提高了机器可靠性在经济上的重要性， 而机器的可靠性又取决于减少机器关键零件的过早磨损和损坏。长期以来平衡作为减少 振动和磨损的其中一种手段，已受到机器制造厂和用户的充分注意。 大型机组的运行状况除了与工艺状况直接相关外，还与机组的安装质量

2、，检修质量 有着密切的关系。而经验证明，相当多的机械损坏是由于对中不准造成的。对中是减少 机器损坏，防止和排除突发故障及减少维修时间必不可少的重要环节。机械轴对中，以 及确保安装过程中各部件之间的同心度是动力机械等装配工作中十分重要的一步，是机 组安装及检修过程中保证质量的关键一环。 随着大型机组在各行业中的的应用越来越多，对中在使用、维护单位以及设计单位 都逐渐被重视起来，特别是运行过程中对中的变化对机组运行有着十分重要的影响，因 为所有因热膨胀或转子在轴承内运行时的偏移都会最终影响到轴承的受力，从而影响到 机组的振动、轴承温度等关键特性。因此从设计制造厂到用户都对冷态对中曲线有着特 别的关

3、注。这些都需要对在冷态时相关联两转子之间的相对关系进行准确测量。但是应 该看到，对中也是检修中最费时费力的。 任何方式的对中，甚至是用直尺对中，总比不对中要好，而用二只百分表的精确对 中又要比粗糙的对中要好，特别是对 3000rpm 以上的机器，精确对中尤为重要。精确对 中可大大地改善轴承和轴封的寿命、降低振动和得到良好的总体可靠性。然而，对中工 作得花很多时间，特别是初次对一台特定的机器进行对中，或由没有经验的人员进行对 中时尤为如此。必须告诉操作人员和管理人员，使他们了解这一时间要求。如果他们坚 持对中要很快完成，他们就得要充分意识到有可能造成对中不良和降低机器的可靠性。 图 19-1 显

4、示的是两种品牌联轴器在对中良好和不对中情况下运行时的红外光谱， 显 然，不对中时联轴器发热很严重。 图 19-1 两种不同品牌联轴器在不同对中情况下的发热情况 对中及其目的 联轴器对中是借助专用工具和仪器，通过合理方法，使得两轴达到预先设定的相互 关系的过程。其目的就是使两转动轴在正常工作状态（一般是指热膨胀到位）时处于同 一轴线上(图 19-2)，降低设备振动和噪音等级，减少轴弯曲，保持适当的轴承内部间隙， 减少联轴器的磨损，消除周期性疲劳导致的轴故障，以便保证设备平稳运行，不发生振 动，减轻轴承的非正常磨损。 图 19-2 对中的目的：调直轴的中心线 对中的偏差及允差对中的偏差及允差 对中

5、偏差对中偏差 对中偏差包括两种，一种是同轴度偏差，或称“平行偏差” ，即相联结的两轴在相互 平行的情况下发生错位；另一种是两个联结端面的平行度偏差，或称“角度偏差” ，即两 轴的轴线不平行，相交成一定角度。一般地，两种偏差同时存在（见图 19-3） 。 1.无偏差 2.平行偏差 3.角度偏差 4.平行角度偏差 图 19-3 不对中偏差 对中的允许偏差对中的允许偏差 对中工作开始前，我们必须知道允许偏差，以此作为工作的依据。否则我们就无法 知道对中到什么时候才算合格。 允许偏差的确定有各种依据。一般是根据联轴器所允许的最大平行和角度偏差，以 及联轴器间距和热膨胀量确定的。对于一般的泵来讲通用的标

6、准就可适用，而对于大型 XX 公司机泵维修钳工培训教程 4 机组来讲，联轴器设计时会综合考虑各类因素，给出允许的偏差。 在采用联轴器制造厂所提供的对中允许偏差时需要谨慎，这些值往往相当大，或许 对联轴器本身是适用的，但对用联轴器连接的机器来说可能过大。 图 19-4 所示为一选用偏差的指导图，上面一条线是绝对不对中值的上限，而下面一 条是“不可超过的长期正常运转极限” 。真正的标准是运转时的振动。如果振动过大，特 别是振频在两倍运转频率的振动和轴向振动过大时就可能要进一步改善对中情况。分析 损坏的零件，如轴承，联轴器和轴封，也可指出改善对中情况的必要性。 图 19-4 对中允许偏差 按石油化工

7、设备维护检修规程中离心泵对中质量标准 （冷态） 应符合下表 19-1 要求 ： 表 19-1 联轴器对中要求 联轴器型式平行偏差轴向偏差 刚性0.060.04 弹性圆柱销式0.080.06 齿式0.080.06 叠片式0.150.08 机组一般按制造厂提供的对中要求进行。 对中的方法对中的方法 对中过程中一般需要将其中一台机器作为基准，将其按要求（水平度和空间位置要 求）调整好并固定，称为固定端；然后通过测量与另外一台机器（移动端）在水平和竖 直两个方向上不对中的程度（平行偏差和角度偏差） ，通过几何关系计算得到水平方向和 垂直方向的偏差值和调整量，偏差值用来作为衡量不对中程度的标准，调整量用

8、来指导 移动端机器的水平方向移动和竖直方向垫片的增减。对立式机器对中也有着相似的过程。 一般采用的方法有刀口尺法(图 19-5)、双表法、三表法、单表法对中，在拥有激光 对中仪等先进设备的条件下，采用激光对中仪对中，则更准确，更快捷，更直观，更简 单，调整也更方便。 图 19-5 刀口尺法 百分表法百分表法 常规的对中方法是用百分表测量，将磁力表座吸在一个联轴节上，通过表架将百分 表指向另一联轴节，表杆的作用只是用来延长固定端轴线的，百分表表头垂直于轴线的 称为径向表，平行于轴线的称为轴向表。 同步旋转两轴，分别在 12（上） 、3（右） 、6（下） 、9（左）点四个位置读出百分表 读数，结合

9、需对中的两个机器的轴向和径向尺寸，通过计算可得到在水平方向和垂直方 向的偏差值和调整量，最小示值为 0.01mm，该法的优点是直观，计算两轴偏差的思路易 于理解。但由于完全同步不易做到、安装百分表的空间有时很有限、安装角度和读取百 分表示值的角度不容易很准确，表架的挠度等原因，造成测量误差较大，重复性较差， 现场操作和计算需要很好的经验。 下面对常用的三种百分表对中方法进行介绍： 1.双表法1.双表法 双表法对中是在表架上设制一块径向表和一块轴向表的对中方法。适用于轴向窜动 量较小，联轴器间距离较近，联轴器直径较大的一般机泵。 图 19-6 双表法对中测量 2.三表法2.三表法 三表对中是在表

10、架上借助一块径向表和两块轴向表的对中方法，适应于轴向窜动量 较大，联轴器间距离较近，联轴器直径较大的大型重要机组。 图 19-7 三表法对中测量 图 19-7 中安装两块轴向表的目的是测量角度偏差时同时考虑机器的轴向窜动。 2.单表法2.单表法 XX 公司机泵维修钳工培训教程 6 图 19-8 单表法对中测量 单表法是在表架设置一块径向表找正，表架分别固定在相邻轴上的对中方法，单表 法没有轴向表，只有径向表，分别从两个联轴节指向对面联轴节，又称反向法，适合于 轴间距大，轴向窜动量较大的场合。由于消除了轴向窜动对中的影响，因此对中精度较 高。目前大多数压缩机厂推荐使用这种方法进行对中测量，另外这

11、种方法还比较适合于 使用图解法进行求解，后面将详细进行介绍。 激光对中法 激光对中测量仪是目前较为理想的精密对中测量仪器，一般激光对中测量系统包括4 个部分：测量靶、夹具、主机、信号线。测量靶主要用来发射和接收激光，并且装有测 量旋转位置的水平仪或者电子倾角仪；夹具主要用来将测量靶分别固定在主动轴和从动 轴的半联轴器或轴上，主要有磁性表座或链条两种模式；主机用来输入轴系数据、控制 和显示操作过程及结果；信号线用来在测量靶和主机之间传递信号和供电。激光对中测 量仪可以自动采集、处理数据，并给出调整量。 激光对中仪根据结构有单光束单探测器，用直角棱镜将激光束返回至光电位置传感 器的（图19-9A）

12、 ，另外还有用双光束，双探测器的（图19-9B） ，也有用单光束两个探测 器的（如图19-9C） 。 图 9 各种类型的激光对中仪 目前使用较为普遍的双光束激光对中仪(见图 19-10)，其原理完全遵循单表法的测 量原理，只是将百分表换成了光电位置传感器，而表架由无挠度的激光束代替，由于激 光束具有发散角小，抗干扰能力强，亮度高等特点，在间距较大时，有百分表法无可比 拟的优点。 图 19-10 双光束激光对中法 光电位置传感器（PSD）可以测量出落在其上的激光光斑的重心的坐标值，双光束激 光对中仪使用的是单向 PSD，只能测量一个方向的坐标，和百分表原理完全相同。 最基本的操作方式是时钟法：对

13、中时分别在 3 点、9 点、12 点三个位置测量取得 3 组数据，并向仪器内输入所对中机组的相关轴向数据，即可利用单表法原理计算出偏差 及所需的调整量，而且激光束与轴可不平行。由于激光对中仪采用的是单表法的原理， 又有很多辅助计算功能，故和单表法一样，适用于任何情况转动设备的对中，尤其对跨 距大有轴向窜动的大型机组更有优势。 优点： 由于借助激光束对中避免了挠度对对中精度的影响； 减少了工具、人为因素对对中工作的影响，对中精度高。 安装方便操作简单，判断直观，对中情况及支脚调整量在屏幕直接显示，减少了 复杂的计算。 适应性强，并减少了通常对中时找正架的设计，制作安装等繁杂工作； 工作效率大大提

14、高。 缺点： 激光对中仪器各部件应远离强热和蒸汽源。高温,特别是蒸汽,温度升高后使激光和 目标之间的空气密度发生改变,导致射线变形、不能正确读数。 另外，激光对中仪还可以配以相关的附件和测量软件进行直线度，平面度，垂直度 等的测量。 调整量的计算 对中标准 图 11 为一个竖直方向上的对中曲线，它反映了转子轴心线在空间上的位置和关系。 图 19-11 对中曲线 OO为运转正常时的热态轴心线，两轴心线应该完全同轴，并且在一条水平直线上 （不考虑转子挠度） 。 XX 公司机泵维修钳工培训教程 8 其中 h1,h2,h3,h4分别为各支脚部位轴心从冷态到热态过程中变化的量，在竖直方向 上主要为热膨胀

15、量，水平方向上主要是水平膨胀量和运转过程中转子在轴承内的偏心。 为了在正常运转时轴心线能够同轴，需要在冷态时留出预偏量 h1h4。因此实际要求达 到的状态如图中粗实线所示，图中的细实线为移动端转子实际轴线。 两根轴线在支脚截面上的差距h1,h2即为需要调整的量。 l1为固定端两支脚之间的距离，l2为固定端到最近测点截面的距离，l3为移动端到 最近测点截面之间的距离，l4为移动端两支脚之间的距离，d 为两测点之间的距离。 考虑转子挠度的时候将十分复杂，转子的热态曲线为一条连续弧线，直接计算调整 量十分困难，在实际应用中由于转子挠度非常小，因此均忽略挠度的影响，由此产生的 误差由联轴器来补偿。 对

16、中的标准还可以直接给出每个支脚的热膨胀量，或者以端面径向和轴向表的测量 数值表示，也可以以角度偏差量（开口） ，平行偏移量（偏向）来表示，甚至可以以地脚 值来表示，这些都是由以上对中曲线换算出来的，当然也可以反算回来。 双表法 原始状态的判断 安装好表架后，同时盘动两轴，获取百分表在四个点的每个读数。即顶端（12 点钟） ， 右边（3 点钟） ，底部（6 点钟）和左侧（9 点钟）四个点位置的读数。在现场对中做记录 时，一般采用画图的方法表示如图 19-12： 图 19-12 图 19-12 中a表示径向百分表所测的数值；b表示轴向百分表所测数值，且、,若两 组数据误差值大于或等于 0.02mm，一般是盘车不同步，表加持不紧等原因造成的，排除 后再重新测量，测量初期偏差太大时也会有这种情况。 根据 a、b 数值，可判断出两轴的原始状态图，下面介绍垂直方向的原始状态图，水 平方向的判断道理也是一样的。见表 19-2 表 19-2 初找垂直面的原始状态 序号原始状态图（表针指向调整端）备注 1上张口，中心偏上 2下张口，中心偏上 3上张口，中心偏下 4