Способ центровки муфт валов

3. Методы центровки

3.1. Обзор методов центровки

Существует широкий спектр методов проведения центровки. Наиболее общие – следующие:

Несоосность в муфтовом соединении, где мощность передается от привода к приводной машине, порождает вибрацию и разрушающие усилия. Следовательно, это именно то место, где необходимо проверять состояние центровки. Все вышеприведенные методы имеют общее то, что измерения проводятся на валах или полумуфтах. Значения корректировок же даются применительно к лапам машины. Положения лап должны быть рассчитаны, чтобы сделать правильные перемещения. Если это не осуществимо, успех будет зависеть от навыков того, кто производит центровку и удачи, потребуется множество перемещений, а точность будет сомнительной.

3.2 Механические методы

Край линейки,
Щупы
Конусные калибры (иголки)

Эти грубые инструменты центровки, в общем, до сих пор используются в России и нашли свое место в процессе точной центровки в качестве метода достижения грубой центровки.

В основе они зависят от чистоты плоскостей полумуфт и их биения относительно осей валов. Методы просты и, если, к примеру, полумуфты отличаются по диаметру, то измерения невозможно будет выполнить во всех 4-х точках.

Щупы серии «Щ» незаменимы при сборке некоторых муфт для сохранения параллельности и являются частью каждого набора инструментов для устранения «мягкой лапы».

• Простой метод
• Непосредственное измерение
• При ограниченном доступе может быть использован для тонких полумуфт
• Зависит полностью от биения фланцев полумуфт

3.2.1 Метод с использованием края линейки и щупов

С помощью прямого края линейки и набора щупов измеряется смещение так, как показано на рисунке ниже.

Угловая несоосность измеряется щупами, конусными калибрами, штангенциркулями и т.д. Разница в зазорах, измеренных в двух противоположных точках, используется для определения направления и величины относительного наклона валов.

3.2.2. Обзор методов, использующих индикаторы часового типа

Два фундаментальных метода центровки, использующих индикаторы часового типа и комплект приспособлений центровочный КПЦ (разработанный компанией «Балтех»), — это радиально-осевой метод и метод обратных индикаторов. Детальная информация по этим двум методам находится в разделах 3.2.2.1 и 3.2.2.2.

3.2.2.1. Радиально-осевой метод

В течение многих лет он был стандартным методом центровки. Преимуществ по сравнению с более современными технологиями у него относительно мало, но на полумуфтах большого диаметра он дает хорошую точность. С его помощью можно замерять биения фланцев больших полумуфт как часть процедуры предварительной проверки.

Когда используется радиально-осевой метод, одно измерение делается по ободу полумуфты для определения смещения вала. Другое измерение производится в осевом направлении на фланце для определения углового положения вала.

Основные ограничения метода:

• Прогиб выносных элементов ограничивает расстояние применимости этой технологии.
• Конструкция муфтового соединения иногда препятствует доступу к плоскости фланца и в этом случае необходимо сочетать его с другими методами, например, щупами.
• Процесс корректировки становится многоэтапным, сначала исключающим параллелизм, а затем концентричность. Поскольку существуют горизонтальные и вертикальные составляющие для каждого компонента, в действительности будет четыре этапа, каждый из которых, если потребуется, может быть повторен.
• Чтобы оценить результат перемещения, необходимо повторное измерение.
• Осевые перемещения вала напрямую влияют на результат измерений.

Хотя, как и в большинстве технологий, имеются определенные преимущества. В ограниченном пространстве только этим методом можно сделать данную работу. Подобный инструмент и методика в большинстве случаев должны использоваться для оценки биения фланцев полумуфт и радиального биения валов в подшипниках.

Многие производители турбин назначают зазор в муфтовом соединении или биение боковой поверхности в качестве допусков при проведении центровки и в этом случае только данные значения необходимо измерять.

Одно важное замечание, относящееся к сопоставлению показаний, полученных методом с использованием индикаторов часового типа (MVR-1701) и лазерных систем, — то, что практически каждая лазерная система покажет положение валов ниже того уровня, где они по предположению должны находиться.

Необходимость разделения этапов центровки и корректировки угловой несоосности и смещения по вертикали и горизонтали с использованием радиальных измерений может замедлить проведение всей процедуры в целом. Во время перемещения механизма вы можете довольно сильно изменить смещение или угол, что потребует проведения повторных измерений и перемещений. Можно было бы закрепить два индикатора на одном стержне, но это не общепринятая практика. Практические ограничения возможности измерений на фланце – одна из причин, почему пренебрегают измерением угловой несоосности, полагаясь на точность изготовления полумуфт. Если имеется смещение или перекос, вы можете ошибочно полагать, что установили механизмы идеально соосно.

3.2.2.2. Метод обратных индикаторов

Обратных индикаторов, обратный снаружи, обратно-радиальный, обратный часовой, двойной обратный – все это термины для одного и того же метода центровки, использующего два индикатора часового типа и комплект приспособлений центровочный КПЦ (разработанный компанией «Балтех»). При его использовании делаются два измерения по окружности муфтового соединения в двух точках для определения смещения валов. Оба вала вращают одновременно или, в некоторых случая, измерения проводятся в два этапа одним индикатором, но с переменой его положения. Угловое положение вала является наклоном между измеренными смещениями в двух точках.

Этот метод был одобрен и рекомендован к применению в России компанией «Балтех». Заметна тенденция роста стандартизации этой техники в широкой области производств.

Главным преимуществом метода является то, что он дает сразу информацию о смещении и об угловом положении валов и обеспечивает простой расчет и графическое построение положения валов при центровке и корректировке. Увеличение расстояния между измерительными точками (А) увеличивает точность определения углового положения валов. Хотя, для индикаторов часового типа практического значения это не имеет, так как требуется ввод компенсационных значений прогиба.

На коротком расстоянии этот метод уступает в точности определения угла радиально-осевому методу, если расстояние А меньше диаметра полумуфты. Как и для всех измерений часовыми индикаторами, расчет центровки и корректировки требует графического построения. Будьте внимательны при считывании обратных показаний положительных и отрицательных значений. Легко перепутать знаки или пропустить полный оборот стрелки индикатора.

Также как и для радиально-осевого метода перемещения машины в значительной степени — результат пробных смещений с повторными измерениями. Преимущество метода обратных индикаторов в том, что корректирующие значения по смещению и углу даются одновременно, что сокращает время проведения центровки.

3.3. Лазерные системы

Несколько типов лазерных систем центровки доступно для решения задач центровки валов. Вместо стальных стержней с часовыми индикаторами, эти системы используют лазерные лучи и электронные детекторы. Одно из главных преимуществ лазерного луча — то, что нет потери точности измерений, вызванной прогибом выносных штанг. Все лазерные системы, включают в себя лазерные излучатели, приемники и электронный блок, который производит расчеты центровки.

В настоящее время существует два типа лазерных систем, основанных на различных методиках.

• Один лазер с одним приемником
• Двойной лазер, использующий метод обратных индикаторов.

3.3.1. Один лазер с одной или двумя мишенями.

Этот тип системы использует авто коллимацию для измерения смещения и угла с помощью отражающей призмы или пяти осевой мишени. Мишень измеряет и вертикальные и горизонтальные компоненты одновременно с углом. Хотя этот метод точен в угловых измерениях на коротких дистанциях, его труднее использовать и для грубой центровки.

Он может быть также чувствителен к люфтам при вращении валов с разъединенными полумуфтами, и без математических компенсаций тут не обойтись. Требуется повторное измерение после каждой подвижки, так как теряется опорная точка.

При этом нельзя определить боковые перемещения самим устройством или независимые повороты каждого вала. Для преодоления такого ограничения необходимо каким-либо образом соединить валы, чтобы заставить их поворачиваться синхронно. Данный тип используется в импортных лазерных системах.

3.3.2. Двойной лазер, использующий метод обратных индикаторов.

Этот тип системы использует главные преимущества метода обратных индикаторов. Две измерительные системы объединяют лазер и приемник в одном блоке. Техника позволяет отображать текущие значения компонент несоосности и непрерывно обновляет показания при перемещении машины.

Последнее поколение систем имеет разрешение 0,001 мм с фильтрацией для компенсации колебаний воздуха или механической вибрации.

Удобство системы в ее гибкости, которое особенно заметно в грубой центровке и технике конуса, применяемой при центровке карданных валов на больших расстояниях или приводов градирен. Данный тип используется в приборах и системах лазерной центровки валов, разработанных компанией «Балтех».

Источник

Центровка валов для насаживания муфт

Центровка валов

По конструкции валы могут работать или совместно на изгиб и кручение (основной случай) или только на кручение (что реже), оси — работают только на изгиб. Основное их отличие в том, что

Для правильной оценки прочности вала следует внимательно назначать воспринимаемую им рассчетную нагрузку, с учетом наибольших, хоть и редко встречаемых значений, так и в части ее изменений во времени с учетом абсолютных и относительных нагрузок различных уровней, важно насколько возможно точно выявить характер и величину нагрузок. Основным условием, определяющим надежность и долговечность эксплуатации электрических машин является правильно выполненная центровка валов.

Центровка валов включает в себя две основные операции: выверку оси общего вала (выверку линии валов) и собственно центровку, то есть устранение боковых и угловых смещений машин и механизмов.

Для обеспечения правильного распределение нагрузок между подшипниками валы соединяемых машин должны быть установлены в такое положение, при котором торцовые плоскости полумуфт в горизонтальной и вертикальной плосткостях будут параллельны, а оси валов продолжением одна другой, без смещений. Под действием собственного веса ротора ось вала каждой электрической машины принимает несколько изогнутую форму. Если соединяемые валы установить строго горизонтально, то изгибы осей валов приведут к тому, что торцовые плосткости полумуфт не будут параллельны и получат раскрытие сверху. В этом случае оси валов будут продолжением одна другой. При работе такого агрегата его валы будут вибрировать, оказывая вредное влияние на подшипники и другие части механизма.

Выверка линии валов по уровню. При одновременном монтаже двух частей (например, двигатель и генератор), для выполнения этой операции есть несколько способов.

Несоосностью валов называют такое их взаимное расположение, при котором центрируемые оси и имеют боковое (радиальное) или угловое (осевое) смещение относительно друг друга.
Величины допустимых смещений определяются конструецией применяемых муфт, имеющих разную компенсационную способность. Под компенсационной способностью следует понимать способность некоторых типов муфт компенсировать неточность выверки соосности валов соединяемых машин.

Валы, соединяемые при помощи жесткой поперечно-свертной муфты практически не допускают боковых и угловых смещений так как при таком соединении они должны работать как общий вал.

Технологическая последовательность операций по монтажу электрических машин зависит от их габаритов и способов поставки (в собранном или разобранном виде).

Перед центровкой валов должны быть выполнены следующие подготовительные работы: подготовка рабочего места; проверка шеек валов, проверка состояния полумуфт к насадке, нагрев полумуфт, насадка полумуфт, очистка и осмотр вкладшей подшипников, проверка положения шеек вала в нижних вкладышах, предварителльная проверка совпадения линии валов, проверка радиального биения валов и полумуфт, проверка полумуфт на осевое биение.

Остановимся на наиболее важных моментах

Отверстие в ступице и посадочная часть вала должны иметь форму цилиндра. Для тяжелых условий работы полумуфты насаживают на валы в горячем состоянии с натягом, обеспечивающим необходимую прочность насадки. Величина натяга считается достаточной, если диаметр отверстия в ступице полумуфты, насаживаемой в горячем состоянии будет до нагревания меньши диаметре посадочного конца вана на 0,08-0,1 мм. на каждый 100 мм. диаметра вала.

При такой разнице в диаметрах создается натяг, обеспечивающий достаточную прочность насадки. Допускать слишком большую величину натяга не следует, так как это может привести к разрыву ступицы, при меньшем натяге возможно провертывание полумуфт на валу при передаче больших моментов.

При насадке полумуфт посадочный конец вала и отверстие в ступице должны быть очищены от осевшей на них пыли, заусенцев, шероховатостей и т.п.

Небольшие полумуфты с призматической шпонкой в холодном состоянии насаживают вручную. Для насадки полумуфты в горячем состоянии заранее подготавливают приспособления для переноса нагретой муфты, а также для ее насадки.

У двигателей с коническим концом вала на валу предусмотрена нарезка и коническая полумуфта насаживается на вал путем затяжки гайкой.

Перед сопряжением валов проверяют радиальное и осевое биение валов и насаженных полумуфт. Совпадение линий валов предварительно проверяют по полумуфтам при помощи измерительных инструментов.

Радиальное биение вала и полумуфт

Радиальное биение вала проверяют в нескольких плосткостях по длине вала. При этом окружность вала делят на восемь равных частей. Для проверки используют индикатор часового типа, который устанавливают на жесткое основание с таким рассчетом, чтобы измерительный стержень индикатора касался поверхности вала. Для проверки муфт на осевое биение два индикатора устанавливают в диаметрально противоположных точках торца полумуфты на одинаковом расстоянии от оси вращения вала. Для замеров окружность делят на четное число равных частей (например на 8) и торцевое биение определяют на основании восьми пар замеров. Если замер произведен правильно, то сумма верхего и нижнего зазоров равна сумме боковых зазоров (или разница не более 0,03 мм.).

В практике электромонтажных организаций применяют ряд своих способов центровки валов. К ним относятся:

Центровка валов при помощи одной или двух пар радиально-осевых скоб

При угловых смещениях валов т.е. когда а1+а3 больше или меньше а2+а4 (или b1+b3 больше или меньше b2+b4) для центровки рекомендуется применять две пары скоб, сдвинутых одна относительно другой на 180 градусов, как показано на рисунке а, причем одной парой скоб измеряют боковые и угловые зазоры, а другой только угловые на одинаковом расстоянии от оси, измерения проводят при повороте ротора на 0,90,180 и 270 градусов. После измерений проводят необходимые корректировки и перемещения.

Центровка валов по полумуфтам

В скобу вворачивают измерительный болт с контргайкой, боковые зазоры измеряют при помощи щупа между измерительным болтом (или индикаторов) и внешней поверхностью полумуфты, а угловые зазоры — между торцами полумуфт.
В каждом положении полумуфт (0,90,180,270) 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.

Источник