減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)子找中心的方法及應(yīng)用

摘 要：汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組安裝、檢修時(shí)，檢測(cè)轉(zhuǎn)子中心是一項(xiàng)非常重要、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?，即兩個(gè)轉(zhuǎn)子中心線(xiàn)在同一連續(xù)、光滑的曲線(xiàn)上，否則會(huì)引起振動(dòng)、影響運(yùn)行安全。用百分表、壓鉛絲等測(cè)量方法，分析、計(jì)算、調(diào)整軸瓦間隙和軸的平行度等，消除端面張口和中心偏差，以達(dá)到最佳運(yùn)行狀況。在整套設(shè)備中進(jìn)行多次測(cè)試、驗(yàn)證，安全績(jī)效顯著，設(shè)備運(yùn)行可靠、高效，易于推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：小型汽輪機(jī)；發(fā)電機(jī)；大小齒輪軸

1 目的

齒輪噪音的大小以接觸情況為準(zhǔn)，軸的平行度差，噪音大。實(shí)驗(yàn)證明鋼制齒輪比鑄鐵齒輪的噪音大幾個(gè)分貝。負(fù)荷狀態(tài)下，一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，小齒輪由于細(xì)長(zhǎng)易產(chǎn)生彎曲和變形扭轉(zhuǎn)，同時(shí)嚙合齒輪自身因彎曲會(huì)產(chǎn)生撓度。位置動(dòng)態(tài)的變化，軸中心線(xiàn)在軸承間隙允許內(nèi)出現(xiàn)偏心，影響軸的平行度，齒輪空間位置會(huì)發(fā)生微小變化，這些合成的變形，使齒輪的一端接觸。兩齒輪彼此之間的中心必須正確，當(dāng)減速機(jī)齒輪中心線(xiàn)平行，且中心線(xiàn)間的距離保持一定的計(jì)算數(shù)值時(shí)，齒輪便能得到良好的銜接。

帶減速機(jī)構(gòu)的發(fā)電機(jī)，先安裝減速機(jī)構(gòu)，然后是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與小齒輪轉(zhuǎn)子，最后是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與大齒輪轉(zhuǎn)子。在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與小齒輪轉(zhuǎn)子找中心時(shí)，小齒輪轉(zhuǎn)子在軸瓦內(nèi)的位置，應(yīng)考慮運(yùn)行時(shí)由于小齒輪的齒受壓力而造成中心偏移現(xiàn)象。

圖1小齒輪在C位置時(shí)，軸在上瓦工作，找中心時(shí)該齒輪的靠背輪應(yīng)比汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子靠背輪低一數(shù)值。該數(shù)值的大小，應(yīng)等于齒輪軸在瓦內(nèi)的間隙，同時(shí)減去油膜間隙（一般為0.06mm）。減速機(jī)的軸在上瓦內(nèi)的間隙應(yīng)稍小于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸瓦內(nèi)的間隙。通常間隙不大于軸直徑的千分之二[1]。見(jiàn)表1

2 方法

齒輪的工作面接觸良好，受力均勻，這些在運(yùn)行時(shí)不能由于溫度變化、齒輪箱不穩(wěn)定等外來(lái)因素而產(chǎn)生改變，否則會(huì)使運(yùn)行嘈雜、振動(dòng)加劇，甚至損壞齒輪牙齒。一般齒輪多為斜齒齒輪或細(xì)紋齒輪，其斜度在轉(zhuǎn)速高時(shí)為35～45度，低時(shí)為25～35度。為了防止，斜齒輪對(duì)汽輪機(jī)軸的軸向推力，通常用人字齒輪，以相互抵消軸向推力[2]。

2.1 兩齒輪中心平行，可用下列方法校驗(yàn)

（1）在大小齒輪放入齒輪箱前，用拉鋼絲法，分別根據(jù)各自的軸瓦 窩找正中心。然后用內(nèi)徑千分尺測(cè)量?jī)蓷l鋼絲的中心距離，檢查前、中、后各點(diǎn)距離是否相等。如相等，則大小齒輪軸瓦 窩中心平行，并以鋼絲為基準(zhǔn)，初步校驗(yàn)兩齒輪的軸瓦面中心；

（2）大小齒輪放入齒輪箱后，用內(nèi)徑千分尺測(cè)量大小齒輪軸前后端相對(duì)軸頸的距離，如相等，則說(shuō)明兩齒輪中心線(xiàn)平行（須在同一齒輪軸前后端軸頸的等徑處，且表面正圓光滑）；

（3）將鉛絲放到兩齒輪相銜接的槽底上，盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子，將鉛絲壓扁。若前、中、后各點(diǎn)鉛絲壓扁的厚度值相等（齒間輻向間隙），則兩輪平行，都在通過(guò)兩軸心的平面內(nèi)平行；

（4）用大小齒輪的牙齒銜接處側(cè)面壓鉛絲的方法，校驗(yàn)兩輪軸中心是否平行，在做這一工作前，須用水平尺校驗(yàn)大齒輪的水平。

首先將小齒輪沿牙齒長(zhǎng)度分為6～10等份。在等份點(diǎn)上放鉛絲，各段鉛絲跨越齒頂和兩邊的齒面上，用黃油貼上。然后盤(pán)動(dòng)齒輪一周，使鉛絲壓扁。用外徑千分尺測(cè)量工作面與非工作面鉛絲壓扁厚度，若小齒輪牙齒一端兩側(cè)鉛絲厚度的和（工作面和非工作面）等于另一端兩側(cè)間隙的和，則證明大小齒輪在通過(guò)兩齒輪軸中心線(xiàn)的平面內(nèi)是平行的[3]。在安裝時(shí)允許兩軸偏斜值不超過(guò)0.03mm/m，以齒面兩側(cè)油膜間隙表示它。小齒輪的一端與另一端總間隙之差的絕對(duì)值不得超過(guò)2×0.03Lsinαmm。

式中 L-小齒輪上放鉛絲點(diǎn)的距離

α-為小齒輪牙齒側(cè)面同頂端的垂線(xiàn)所成的角

其次用小齒輪牙齒的同側(cè)（工作側(cè)或非工作側(cè)）所壓出的鉛絲厚度，在沿軸向長(zhǎng)度的相差數(shù)來(lái)決定大小齒輪的兩軸中心線(xiàn)是否在規(guī)定平面內(nèi)，既兩軸空間的平行情況。若差數(shù)（工作側(cè)或非工作側(cè)兩端鉛絲厚度之差）等于零，在安裝過(guò)程中允許空間不平行值小于0.05mm/m。

在運(yùn)行時(shí)，兩軸的平面與空間的不平行度不超過(guò)0.1mm/m，上式中的L為順軸中心線(xiàn)鉛絲兩端壓點(diǎn)的距離。

根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，決定齒輪中心線(xiàn)之不平衡的偏差數(shù)值，通常可以利用修刮軸瓦和調(diào)整瓦墊的方法來(lái)修正兩軸中心不平行的誤差。在設(shè)備允許時(shí)，可以改變瓦枕與瓦窩的墊片厚度。修正中心后，齒輪與齒的接觸情況，應(yīng)做第二次檢查，如沿螺旋長(zhǎng)度上，鉛絲厚度之差不超過(guò)0.02mm，則兩軸的平行度為合格。

2.2 齒輪牙齒的軸向間隙，應(yīng)在0.2～0.5mm的范圍內(nèi)

百分表測(cè)量：將大齒輪順中心線(xiàn)方向楔住，在小齒輪上裝上百分表，并將小齒輪向兩個(gè)極限位置轉(zhuǎn)動(dòng)，觀(guān)察百分表的讀數(shù)。必要時(shí)，可將齒輪中心線(xiàn)間的距離改變，使軸向間隙達(dá)到要求的數(shù)值。兩齒輪的牙齒軸向間隙一般為0.5mm；

小齒輪的齒涂一層很薄的涂料，即涂色法，順小齒輪的工作方向旋轉(zhuǎn)，使大齒輪回轉(zhuǎn)幾圈，然后，再沿反方向旋轉(zhuǎn)小齒輪，以便在牙齒的工作面與非工作面上顯現(xiàn)出明顯的色印。根據(jù)色印，判斷牙齒銜接是否良好。

為了牙齒正確的銜接，色印長(zhǎng)占有銜接長(zhǎng)度（即齒長(zhǎng)）的80%以上。同時(shí)考慮到小齒輪在運(yùn)行時(shí)，因帶負(fù)荷而產(chǎn)生一些扭曲，色印的最長(zhǎng)部分應(yīng)位于發(fā)電機(jī)側(cè)。位置應(yīng)高于齒高的1/2。

此外，還應(yīng)檢查齒輪牙齒的邊緣是否有棱角，以及減速機(jī)潤(rùn)滑油管的正確性。每個(gè)齒輪應(yīng)有冷卻潤(rùn)滑油用的噴油管，噴油的方向是向牙齒的進(jìn)、出口側(cè)兩個(gè)方向。

2.3大小齒輪軸聯(lián)接的轉(zhuǎn)軸中心必須正確

這就是說(shuō)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與小齒輪軸，發(fā)電機(jī)與大齒輪軸都須找中心。否則部分軸瓦會(huì)燒壞?？勘齿啎?huì)產(chǎn)生超載扭力，運(yùn)行振動(dòng)和齒輪雜音增大等。齒輪軸與它連接的轉(zhuǎn)子找中心，首先是根據(jù)大齒輪軸線(xiàn)找發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中心，而后找小齒輪與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的中心。也可先找汽輪機(jī)和小齒輪。

找中心時(shí)，大齒輪要預(yù)先抬高h(yuǎn) mm，（h=a-0.06，a為軸瓦上部間隙）。如汽輪機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，應(yīng)預(yù)先抬高小齒輪軸瓦并使其偏左。

抬高數(shù)值為：h=a/2+a/2 sinβ mm

預(yù)先偏左的數(shù)值為： b=a/2 conβ mm

式中 a為小齒輪上軸瓦間隙

β為反作用力與重力的合力同水平方向所成的角

上式中的h與b應(yīng)減去油膜厚度才是安裝數(shù)據(jù)。

中心找好以后，減速機(jī)本體不應(yīng)有任何移動(dòng)。運(yùn)行時(shí)負(fù)荷力和重力，在大小齒輪上會(huì)產(chǎn)生弧度，則找中心時(shí)應(yīng)加以考慮。圖2是平行誤差和錯(cuò)位誤差示意圖，圖中x為齒寬b范圍內(nèi)的平行誤差，y為錯(cuò)位誤差。X形成齒側(cè)隙或咬入量xtg200=0.364x=x/2.76，因此，錯(cuò)位誤差比平行誤差敏感2.76倍以上。

3 結(jié)論

斜齒輪圓周方向振動(dòng)和軸向、徑向的頻率基本一致。即徑向、軸向振動(dòng)是以圓周方向振動(dòng)為起振力而產(chǎn)生的振動(dòng)[4]。為了減少振動(dòng)：可減少支承齒輪的軸承距離，加大軸頸，減小軸變形；減小軸承間隙，增大剛性結(jié)構(gòu)，減小軸向振動(dòng)；齒輪與軸裝配牢靠，不能有松動(dòng)。

4 實(shí)踐效果

通過(guò)作者下廠(chǎng)調(diào)研、時(shí)踐學(xué)習(xí)、跟隨現(xiàn)場(chǎng)師傅檢修設(shè)備、技術(shù)交流學(xué)會(huì)以及工作后的學(xué)生反饋信息的收集等方式，此法適用于設(shè)備安裝、檢修和運(yùn)行故障的分析，對(duì)即將走上工作崗位的學(xué)生和青工培訓(xùn)有一定的意義，可提高上手能力、技術(shù)水平、檢修質(zhì)量，加快進(jìn)度、降低消耗等。

參考文獻(xiàn)

[1]施維新.汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)及事故[M].北京：中國(guó)電力出版社，1998：17-18，49-51.

[2]申永勝.機(jī)械原理教程（第3版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015：155-161.

[3]方昆凡.公差與配合實(shí)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：547-553.

[4]趙常興.汽輪機(jī)組技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007：130-132.

作者簡(jiǎn)介：王紅（1972-），女，西安交通大學(xué)畢業(yè)，電廠(chǎng)熱能動(dòng)力裝置專(zhuān)業(yè)，本科，工程師，主要研究方向：電廠(chǎng)熱能動(dòng)力設(shè)備檢修，現(xiàn)從事教學(xué)工作，單位：西安電力高等專(zhuān)科學(xué)校。