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(shè)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(yīng)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(shù)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(zhuǎn)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(yīng)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(guān)系。兩軸位置關(guān)系見圖1。

圖1 兩軸位置關(guān)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(zhuǎn)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(guān)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(zhuǎn)）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(zhuǎn)）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(guān)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(guān)系。

2 CAD 軟件在作圖前的相關(guān)設(shè)定及作圖過程

在用CAD 作圖前對軟件進行一定的設(shè)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(shè)定。

（2）圖層、文字樣式、標注樣式、圖形界限的設(shè)定：①圖層設(shè)定：分別設(shè)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(shè)定為8；③標注樣式——適當對標注樣式設(shè)定，以清楚顯式標注的尺寸為準。圖形界限的設(shè)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(shè)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(shè)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(zhuǎn)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(guān)系，H1、H2 為技術(shù)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(shù)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(shè)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(guān)技術(shù)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(cè)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(cè)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(guān)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(shè)定，關(guān)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(yīng)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(yīng)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(jié)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(zhuǎn)設(shè)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(guān)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(shù)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(guān)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(yīng)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。