Центровка валов в работе двигателей

1.Основы центровки валов

1.1. Центры вращения

Все валы, будут ли они прямыми или изогнутыми, вращаются вокруг осей, называемых центрами вращения. Центр вращения образует прямую линию.

1.2. Соосность

Говорят, что валы сосны (коллинеарны), когда их центры вращения лежат на одной линии.

1.3. Несоосность

Валы несоосны, если их центры вращения не лежат на одной линии во время работы машины.

1.4. Стационарные и подвижные машины

Когда центруют две машины, одну из них определяют как стационарную, а вторую – как подвижную. Обычно, приводные машины (например: насос) считаются стационарными, а приводы – подвижными (например: электродвигатели). Поэтому центровка выражается в определении положения подвижной машины относительно стационарной. В валопроводах, где составлены несколько машин (3, 4 или 5) чаще всего в качестве стационарной назначается самый тяжелый агрегат (например: редуктор).

Центр вращения стационарной машины – это опорная линия, принятая за ноль. Несоосность определяется нахождением положения центра вращения подвижной машины относительно стационарной машины в двух плоскостях, горизонтальной (X) и вертикальной (Y).

1.5. Горизонтальная центровка

Состояние несоосности, при виде сверху, корректируемое перемещением машины в боковом направлении, называется горизонтальной центровкой.

1.6. Вертикальная центровка

Состояние несоосности, при виде сбоку, корректируемое подкладками (или самовыравнивающимися элементами Балтех) под передние и задние лапы машины, относится к вертикальной центровке

1.7. Виды несоосности

Большей частью обсуждения вопроса центровки валов начинаются с определения двух типов несоосности: параллельной и угловой. Наглядно они представлены на следующих рисунках.

Эти иллюстрации соответствуют действительности, хотя они и акцентируют внимание на муфтовом соединении. На многих производствах центровка муфт выполняется прикладыванием линейки для устранения смещения и щупов для устранения раскрытия муфт. Глядя на специфичную точку вдоль линии вала, многие люди заменяют понятие «смещения» термином «параллельная несоосность». Такая трактовка подразумевает то, что оси вращения обеих валов расположены на равном расстоянии друг от друга во всех точках вдоль их длины.

В подавляющем большинстве случаев такой параллельности НЕ СУЩЕСТВУЕТ потому, что оба типа несоосности – параллельная и угловая – присутствуют всегда одновременно.

1.8. Смещение вала

Смещение – это отклонение положения от известной опорной точки. Смещения характеризуются величиной и направлением отклонения. При центровке валов смещением называют отклонение оси вращения одного вала относительно другого в заданной точке (или плоскости) вдоль его длины.

Замечания к рисунку ниже:

• Смещение относится к оси вращения вала подвижной машины относительно вала стационарной.
• В точке 1 ось вращения подвижного вала расположена на 0,35 мм ниже.
• В точке 2 ось вращения подвижного вала расположена на 0,12 мм ниже.
• В точке 3 ось вращения подвижного вала расположена на 0,05 мм выше.
• В точке 4 ось вращения подвижного вала расположена на 0,38 мм выше.

Важно запомнить, что наша цель центровки – сделать оси вращения обеих валов соосными так, чтобы исключить смещение во всех точках по длине вала.

1.9. Угловая несоосность

Угловую несоосность проще определять как угловое взаиморасположение осей вращения двух валов. В большинстве примеров, связанных со смещением, опорный вал изображают параллельно (хотя это довольно редкая ситуация) для простоты восприятия. Поскольку два вала редко бывают параллельны, в нашем примере изображен подвижный вал наклоненным по отношению к опорному валу.

Наклон может быть просто оценен, сначала определением разницы между смещениями вала, измеренными в двух плоскостях, ортогональных линии опорного вала, (смещение 1 – смещение 2), и делением этой разницы на расстояние между точками пересечения этих плоскостей с линией вала.

1.10 Обзор допусков на центровку

«ДОПУСКИ ЦЕНТРОВКИ» — предмет многих дебатов и один из часто задаваемых вопросов.

• Насколько плоха она может быть и до каких значений можно считать ее хорошей?
• Какова вибрация механизма?
• Какова частота вращения вала машины?
• Сколько времени затратить на эту работу?
• Какие подшипники установлены в машине?
• Как долго служат подшипники?
• Критична ли машина на рабочих режимах?
• Каков тип муфтового соединения?

Все ответы на эти вопросы важны; более важны на высокооборотных механизмах и критичных машинах, но для простоты мы спрашиваем о том, «НАСКОЛЬКО ТОЧНЫ мы должны быть?»

1.11. Пример таблицы допусков на центровку

Пока принимаются окончательные решения о принятии допусков на центровку отдельными предприятиями, основываясь на типе механизмов и условиях их работы, можно пользоваться общей таблицей допусков на центровку.

Источник

Центровка валов

Как известно, валы электродвигателя и основного меха­низма соединяют муфтами. Непременным условием такого соеди­нения является соосность валов, т. е. совпадение их осей. При от­сутствии соосности нарушается нормальная работа агрегата, в ре­зультате чего появляется вибрация, вызывающая ускоренный износ подшипников и полумуфт. Несоосность валов и повышенная вибра­ция часто являются причиной поломок и аварийных остановов обо­рудования. Операцию по приведению валов в соосное состояние на­зывают центровкой.

Смещения соединяемых валов могут быть трех видов: продоль­ное, поперечное и угловое. У каждой пары соединяемых валов обычно имеются все три вида смещений, так как с абсолютной точностью отцентровать валы невозможно. Центровку считают выпол­ненной, если отклонения валов от правильного положения нахо­дятся в пределах норм, установленных сборочными чертежами или техническими условиями на сбор­ку агрегата.

Для сборки и установки механизмов существуют общие прави­ла: вначале по чертежу устанавливают основной (приводимый) механизм, а затем – электродвигатель. Вал электродвигателя прицентровывают к валу основного механизма. Если между основным механизмом и электродвигателем имеются зубчатый привод и ре­дуктор, привод прицентровывают к основному механизму, редук­тор – к приводу, а электродвигатель – к редуктору. Соосности ва­лов при центровке добиваются во всех случаях, изменяя положение прицентровываемого механизма, а не ранее установленного.

До начала центровки должны быть закончены ремонтные рабо­ты по основному механизму и электродвигателю и проверено со­стояние узлов агрегата. Болты крепления фундаментной рамы и подшипников должны быть прочно затянуты.

Валы механизма и электродвигателя центрируют обычно по по­лумуфтам в следующей последовательности: предварительно выверяют ось вала электродвигателя по оси вала механизма; устанавливают центровочные скобы на полумуфты и скобы с отжимными болта­ми на фундаментную раму электродвигателя; окончательно центри­руют вал электродвигателя относительно вала механизма по диа­грамме центровки и также по диаграмме производят контрольную проверку центровки валов.

Электродвигатель устанавливают на фундаментную раму таким образом, чтобы было выдержано осевое расстояние между полу­муфтами, предусмотренное чертежом. Перед замером этого рассто­яния роторы электродвигателя и механизма сдвигают друг к дру­гу до упора. Если специальных указаний не имеется, расстояние между полумуфтами при сдвинутых роторах – не менее 4 мм для небольших агрегатов и не менее 8 мм – для больших.

Линейкой и клиновым щупом предварительно выверяют ось ва­ла электродвигателя по оси вала механизма. Вначале накладывают линейку на верхние образующие полумуфт (рис. 3.11, а) и проверя­ют совпадение осей валов в вертикальной плоскости. Оси валов совпадают, если линейка прилегает к обеим полумуфтам без про­света.

Чтобы оси валов совпали по вертикали, поднимают вверх или опускают вниз электродвигатель, подкладывая стальные прокладки под его лапы. Достигнув совпадения осей валов по вертикали, проверяют клиновым щупом горизонтальность вала элек­тродвигателя. Для этого заводят щуп в зазор между полумуфтами сверху и снизу (рис. 3.11, б). Неравенство зазоров свидетельствует о негори­зонтальности вала электродвигателя. Горизон­тальности добиваются, устанавливая подкладки под соответствующие лапы электродвигателя или снимая их. При этом стараются не нару­шить ранее достигнутую выверку валов по вы­соте.

Рис. 3.11. Предва­рительная вывер­ка осей валов по вертикали линей­кой (а), по гори­зонтали – клино­вым щупом (б).

После достижения горизонтальности вала электродвигателя проверяют совпадение осей ва­лов в горизонтальной плоскости, прикладывая к боковым образующим полумуфт линейку. Одно­временно клиновым щупом проверяют зазоры между полумуфтами и выравнивают электродви­гатель в горизонтальной плоскости.

Окончив предварительную выверку, повора­чивают валы в положение, при котором риски на полумуфтах совпадут. На полумуфты уста­навливают центровочные скобы (рис. 3.12, а), а на фундаментную раму электродвигателя – ско­бы с отжимными болтами (рис. 3.12, б).Между центровочными скобами винтами устанавливают зазоры в пределах 1–2 мм. Чтобы убедиться, что скобы не будут задевать друг друга, оба вала одновременно поворачивают на один оборот.

Рис. 3.12. Приспособления для центрирования валов:

а – центровочные скобы, б – скоба с отжимными болтами

При окончательной центровке поворачивают обе полумуфты в положении I, II, III и IV (рис. 3.13, а) и в каждом из них замеряют пластинчатым щупом радиальные и торцевые (осевые) зазоры меж­ду центровочными скобами. Размеры зазоров записывают на круго­вой диаграмме (рис. 3.13, б), где отмечают соответствующие поло­жения. Радиальные зазоры а₁ – а₄ обычно записывают снаружи окружности, а торцевые Т₁ – Т₄ – внутри.

При проверке центровки по скобам вращают полумуфты в одну сторону. В каждом положении перед замером зазоров сближают полумуфты до предела и затягивают все фундаментные болты элек­тродвигателя. Центровку по круговой диаграмме ведут до тех пор, пока не будут одинаково расположены на одном диаметре ради­альные зазоры и соответствующие им торцевые.

Для частот вращения вала 1500; 750; 500 об/мин допусти­мая разница диаметрально противоположных зазоров между цент­ровочными скобами составляет 0,07–0,11; 0,1–0,12; 0,15–0,2 мм соответст­венно.

Рис. 3.13. Центрирование осей валов по круговой диаграмме:

а – положение полумуфт, при котором за­меряют зазоры между центровочными ско­бами, б – круговая диаграмма

Для получения равенства зазоров между центровочными скоба­ми в диаметрально противоположных положениях осторожно пе­ремещают электродвига­тель в горизонтальной пло­скости отжимными болтами, а по высоте – рычагами или домкратами. При этом уменьшают или увеличива­ют общую толщину прокла­док под соответствующими лапами электродвигателя. Нельзя перемещать элект­родвигатель ударами кувал­ды. После каждого переме­щения привода туго затяги­вают болты, которыми элек­тродвигатель крепится к фундаментной раме.

Контрольную проверку правильности замеров при центровке выполняют в по­ложении I после поворота полумуфт на 360°. При по­вторном измерении зазоры в положении I должны быть равны зазорам, полученным при первоначальном изме­рении в этом же положении.

Для ускорения центровки валов применяются также центровочные скобы с микрометрическими винтами и клиновые домкраты.

Центровочные скобы с микрометрическими винтами показаны на рис. 3.14. К концу 1 вала хомутом 3 крепится штатив 2 с крон­штейном 4 и микрометрическим винтом 5. На конце 10 вала закреп­ляется штатив 8 с кронштейном и микрометрическим винтом 7.Микрометрические винты 5 и 7 служат для измерения радиальных и осевых зазоров соответственно.

Рис. 3.14. Центровочные скобы с микромет­рическими винтами для центрирования ва­лов:

5, 7 – микрометрические винты

Зазоры измеряют так же, как и при обычной центровке. При совместном вращении обеих полумуфт (или валов) в четырех по­ложениях замеряют зазоры с помощью микрометрических винтов, возвращая каждый раз винт в первоначальное положение. Исполь­зование микрометрических винтов повышает точность замеров и ускоряет цент­ровку.

Перемещение тяжелых электродвигателей при цент­ровке в вертикальной пло­скости производят клиновы­ми домкратами (рис. 3.15), которые устанавливают между фундаментом (фундаментной рамой) и электро­двигателем. Домкрат состоит из корпуса 4,винта 3,верхнего 2 и нижнего 1 клиньев. Домкрат заводится под электродвигатель клиновой частью и при вращении винта клин 1 приподнимает клин 2,поджимающий электродвигатель.

Рис. 3.15. Клиновой домкрат для центрирования валов:

1, 2 – нижний и верхний клинья, 3 – винт, 4 – корпус

Источник

Центровка валов агрегатов: практическое руководство

Главная страница » Центровка валов агрегатов: практическое руководство

Коллинеарность (соосность) валов считается идеальной, когда центры валов находятся на одной осевой линии. Соответственно несоосность показывает обратный результат. Отсюда логический вывод — центровка валов машин является обязательным действием, направленным на обеспечение качественной безопасной работы.

Стационарный и подвижный вал

Последствия нарушения коллинеарности выражаются следующими моментами:

• преждевременный выход из строя подшипников, сальников, муфтовых соединений;
• усиление осевой и радиальной вибрации;
• повышение температуры нагрева подшипниковых узлов и смазывающей жидкости;
• ослабление или поломка элементов крепежа к фундаменту.

Для центровки валов агрегатов удобно применять измерительные наборы, подобные серийным от фирмы Baltech

Когда проверяется, например, коллинеарность муфтового соединения насоса и электродвигателя, насосный вал определяется как стационарный, а вал электродвигателя как подвижный. Центровка соединения всегда производится, исходя из положения подвижного вала относительно стационарного.

Центр вращения стационарного вала

Центр вращения стационарного вала – это опорная линия с нулевыми координатами. В системе координат X-Y плюсовыми значениями являются перемещения вправо по горизонтали и вверх по вертикали.

Несоосность вычисляется путём определения положения центра подвижного вала в двух плоскостях, относительно положения центра оси стационарного вала (горизонтальная ось X и вертикальная Y).

Горизонтальная коллинеарность

Состояние несоосности (вид сверху), которое корректируется перемещением электродвигателя в боковых направлениях по оси X – это горизонтальная центровка.

Электродвигатель перемещают вправо-влево, добиваясь, таким образом, соосности и параллельности в горизонтальной плоскости.

Вертикальная коллинеарность

Состояние несоосности (вид сбоку), которое корректируется перемещением электродвигателя вниз или вверх по оси Y – это вертикальная центровка.

Необходимую величину смещения получают путём установки под лапы мотора регулировочных пластин разных по толщине.

Центровка по видам несоосности

Параллельная несоосность – состояние, когда оси вращения валов расположены на одинаковом расстоянии одна от другой и по всей их длине.

Центровка в параллельной и угловой несоосности выполняется в соответствии с определёнными правилами и нормами. Применяется профессиональный инструмент

Угловая несоосность – состояние, когда оси вращения валов расположены на разных расстояниях одна от другой и по всей их длине.

Центровка соединения должна проводиться:

• после монтажа нового оборудования;
• после соединения оборудования с трубопроводами и арматурой;
• по завершении ремонтных работ;
• если при работе отмечается повышенный шум и вибрации;
• если температура подшипниковых узлов выше нормы.

Процедура центровки соединения валов агрегатов:

1. Установить измерительное устройство.
2. Проверить и скорректировать положение мягкой вставки.
3. Вычислить значения несоосности.
4. Выполнить качественную центровку валов.
5. Составить отчёт о проделанной работе.

Инструмент для центровки муфтовых соединений

Существует целый ряд инструментов для центровки муфтовых соединений, начиная от простейших и завершая совершенными наборами.

Чем совершеннее и современнее набор измерительного инструмента, тем выше точность центровки

Самый простой и доступный набор содержит:

• штангенциркуль,
• линейку,
• пластинчатые щупы разной толщины.

Точность измерений этим набором невысока. Качество центровки обеспечивается не столько инструментом, сколько мастерством и опытом механика. Сама процедура центровки с помощью этих инструментов может занимать продолжительное время.

Цифровой анализатор центровки соединений – инструмент из серии наиболее совершенных приспособлений. Анализатор позволяет быстро и легко отцентрировать валы с высокой точностью.

Работу может выполнить любой человек, изучивший инструкцию по работе с цифровым анализатором. Однако стоимость цифрового измерителя очень высока и далеко не всем по карману.

Анализатор точности центровки валов часового типа позволяет достаточно точно провести измерения коллинеарности

Между тем есть экономичная альтернатива – ещё один вид измерительного анализатора, построенного на основе двух индикаторов часового типа.

Один индикатор определяет отклонения по оси X, другой по оси Y. Удобный, эффективный, недорогой инструмент, помогающий быстро центровать, к примеру, муфтовое соединение между электродвигателем и насосом.

Пошаговая инструкция центровки пары электродвигатель-насос

1. Проверить правильность установки рамы агрегата на фундаменте при помощи строительного уровня. Выполняется эта операция в продольном и поперечном направлениях.
2. Если расстояние между анкерными болтами рамы превышает 800 мм, установить под раму дополнительные подкладки в центральной точке межанкерного расстояния. Подкладки должны плотно прилегать к раме и фундаменту.
3. Ослабить болты крепления насоса и болты крепления подшипниковой опоры. Убедиться, что на подшипниковую опору не действуют какие-либо нагрузки.
4. Затянуть крепёжные болты на основании насоса, оставив ослабленным крепёж подшипниковой опоры.

На картинке несколько первых шагов, показывающих как выполняется центровка валов агрегатов

Дальнейший процесс центровки:

1. Измерить величину зазора между муфтами электродвигателя и насоса. Эта величина не должна превышать значений 3-5 мм. В случае несоответствия, ослабить крепление электродвигателя и выставить мотор на место до получения указанных цифр. Получив результат, закрепить двигатель.
2. Проверить свободный ход вращения, прокручивая валы агрегата вручную. Свободное вращение, без наличия заеданий – свидетельство корректного состояния устройств.
3. Используя червячные хомуты, разместить на полумуфтах механизм центровки. Основная и ответная часть механизма устанавливаются с осевым зазором между ними в 2-3 мм. При вращении валов, они не должны соприкасаться.
4. Закрепить к механизму центровки индикаторы часового типа и приступить к операции центровки валов электродвигателя / насоса.

Процесс центровки пары мотор / насос часовым индикатором

Индикаторами часового типа измеряют боковые зазоры (А) и угловые зазоры (В). Для этого приборы закрепляют на оснастке с таким расчётом, чтобы их наконечники упирались в тело полумуфт на валу двигателя и насоса. Также при установке приборов следует учесть удобство считывания показаний.

Индикаторы часового типа нужно установить так, чтобы без затруднений снимать показания

Упирают измерительные стержни индикаторов в тело полумуфт с выбегом в 2-3 мм по шкале. Затем вращением ободков приборов совмещают стрелки с нулевой отметкой. Начинают измерение в четырёх пространственных точках:

1. Первыми измеряют зазоры А и В верхнего положения.
2. Поворачивают валы на 90º в направлении рабочего вращения привода.
3. Вновь измеряют зазоры А и В по среднему положению.
4. Повторяют процедуру для двух оставшихся положений.

Последним контрольным замером – пятым по счёту, будет повторное измерение в начальной верхней точке. Полученные цифры замеров в 1 и 5 положениях должны совпадать.

Последствия нарушения центровки валов

Изменения параметров центровки валов (соосности), прежде всего, вызывают эффект вибрации. Влияние вибрации на муфту и на близко расположенные подшипники очевидно: детали подвергаются ускоренному износу.

Такими обещают быть последствия посредственного подхода к центровке валов агрегатов

На муфте изнашивается эластичная вставка, появляются дефекты подшипников мотора и насоса, торцевого уплотнения. Если же перекос осей значительный, в конечном итоге неизбежен срез вала.

О том, как центруют валы агрегатов анализатором часового типа

Практическое пособие на видеоролике по теме центровки валов машинных агрегатов посредством часовых индикаторов. На видео демонстрируется полная последовательность процедуры, показываются все тонкости центровки:

Распредвал автомобиля: понимание технической основы для выбора

Бытовой кондиционер: описание, выбор для квартиры (дома) + как установить самостоятельно

Беспроводный сканер OBD-II Bluetooth: как использовать для диагностики?

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

Источник