表架撓度對(duì)軸對(duì)中測(cè)量數(shù)據(jù)的影響及修正

趙聚運(yùn)

中國(guó)石油天然氣第七建設(shè)有限公司 山東青島 266300

在壓縮機(jī)組的軸系對(duì)中找正操作中，一般都采用激光對(duì)中法、單表找正法或三表找正法來進(jìn)行同軸度的對(duì)中操作，其中三表找正法是應(yīng)用最為廣泛的方法。與激光對(duì)中儀相比，任何一種打表找正法，都不同程度地存在表架撓度變化對(duì)打表讀數(shù)的影響，使檢測(cè)出的數(shù)值與真實(shí)數(shù)值之間存有一定的誤差，最終會(huì)影響壓縮機(jī)組的正常運(yùn)行。

1 三表找正法簡(jiǎn)介

轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)組聯(lián)軸器的對(duì)中找正工作，是機(jī)組安裝檢修過程中十分重要的環(huán)節(jié)。通過聯(lián)軸器的對(duì)中找正，使機(jī)組的各軸心線達(dá)到同軸的要求，消除各軸在聯(lián)軸器處不應(yīng)有的機(jī)械應(yīng)力，使機(jī)組安裝檢修后，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各軸仍能保持合理的對(duì)中狀態(tài)，從而保證機(jī)器能長(zhǎng)期、平穩(wěn)、正常地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

三表找正法是指在機(jī)組軸系對(duì)中的操作過程中，在找正架上同時(shí)安裝三塊百分表，檢測(cè)時(shí)以基準(zhǔn)軸(主動(dòng)軸)為準(zhǔn)，通過手動(dòng)旋轉(zhuǎn)主、從動(dòng)軸，讀出檢測(cè)三表的數(shù)值，得出主軸和從動(dòng)軸分別在兩半聯(lián)軸器的端面、軸向傾斜及徑向位移的偏差，從而以檢測(cè)數(shù)值確定出從動(dòng)機(jī)各支腳處的調(diào)整量及調(diào)整方向，使其達(dá)到所需的冷態(tài)對(duì)中數(shù)值要求范圍。

三表找正法的其中一塊表為徑向表，用來測(cè)量被測(cè)軸上測(cè)點(diǎn)的徑向位移（同心度）偏差；另兩塊表為軸向表，互成180°。反向架設(shè)的在直徑方向上均布的兩塊表，用來檢測(cè)輪轂端面上測(cè)點(diǎn)在水平和垂直方向上的軸向傾斜（平行度）偏差，偏差值的大小為兩塊軸向表的差值，詳見圖1。

圖1 三表找正示意圖

2 表架撓度對(duì)軸對(duì)中數(shù)據(jù)的影響

機(jī)組聯(lián)軸器的對(duì)中找正在機(jī)器安裝過程中占有非常重要的地位，是最關(guān)鍵的工序。聯(lián)軸器對(duì)中找正的質(zhì)量，直接影響機(jī)器效能的發(fā)揮及其使用壽命。如果機(jī)器各軸對(duì)中不合理，機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)引起機(jī)器的振動(dòng)，以及軸承、齒輪聯(lián)軸器等轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損。

三表找正法的找正表架一般為自制，對(duì)中的取用標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)備制造廠商提供的機(jī)組冷態(tài)找正曲線。由于找正架屬于懸臂結(jié)構(gòu)，固定端與設(shè)備半聯(lián)軸節(jié)相連，表端懸空至另一半聯(lián)軸節(jié)處，懸臂的重量加上百分表的重量都作用在固定端上，這樣就使整個(gè)找正架出現(xiàn)一定程度的撓度變化。這個(gè)撓度變化會(huì)不同程度地影響打表數(shù)值，使檢測(cè)出的表值與實(shí)際值之間產(chǎn)生誤差，尤其是兩半聯(lián)軸節(jié)之間的軸端距離較大時(shí)，表值與實(shí)際值之間的誤差就更大。這就需要對(duì)這種誤差影響進(jìn)行消除、減小和修正，使打表數(shù)值能真實(shí)地反映機(jī)組軸系的具體情況，最終準(zhǔn)確地調(diào)整設(shè)備間的軸對(duì)中，進(jìn)而使壓縮機(jī)的運(yùn)行安全、平穩(wěn)。

3 表架撓度的實(shí)測(cè)與消除

3.1 撓度檢測(cè)工裝制作

撓度檢測(cè)工裝示意圖如圖2 所示。

（1）制作加工厚度為20mm 的兩片圓盤，要求圓盤的平面和外圓面具有一定的粗糙度。將件1 的兩片圓盤固定到有足夠剛性的件6 圓鋼上，制作時(shí)可使其中一塊圓盤能在件6 上自由竄動(dòng)，以適應(yīng)不同長(zhǎng)短距離的找正架，并能緊固牢靠。

（2）安裝轉(zhuǎn)子支架，檢測(cè)工裝制作完成。工裝制作時(shí)要特別注意：整個(gè)工裝在旋轉(zhuǎn)過程中一定要保持足夠的強(qiáng)度剛性，保證不產(chǎn)生撓性變形。

（3）如圖2 所示，將需檢測(cè)的找正架安裝到檢測(cè)工裝上，調(diào)整兩圓盤之間的距離，并架設(shè)好一塊徑向表、兩塊軸向表。徑向表的表針觸在圓盤的圓周面上，軸向表的表針觸在圓盤的平面上。

圖2 檢測(cè)工裝示意圖

3.2 撓度變化數(shù)據(jù)檢測(cè)

盤動(dòng)檢測(cè)工裝，先使找正架處于頂部，將徑向和軸向百分表從頂部0°位置調(diào)到0 位；然后慢慢盤動(dòng)工裝，分別使百分表處于0°、90°、180°和270°，并記錄百分表數(shù)值（圖3）；最后回到0°位置，三塊百分表讀數(shù)歸0（百分表表?xiàng)U壓縮為正值、伸長(zhǎng)為負(fù)值），得到一組完整的測(cè)量數(shù)據(jù)。為了提高精確度，可以重復(fù)多次測(cè)量，確保數(shù)據(jù)的可重復(fù)性，避免誤差的影響。

圖3 百分表讀數(shù)

由圖3 可見，撓度對(duì)于百分表在水平方向上的影響是相同的，差值是0，表明其在水平方向?qū)Π俜直淼臏y(cè)量結(jié)果沒有影響。而在垂直方向上，在0°和180°上撓度對(duì)百分表的影響方向相反，其差值是撓度的兩倍，不可相互抵消，直接影響百分表的讀數(shù)和測(cè)量結(jié)果。如圖3 所示，徑向撓度值為0.10mm，軸向撓度值為0.02mm。

3.3 表架撓度消除與數(shù)據(jù)修正

在軸系的實(shí)際測(cè)量中，要保證測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性，必須考慮表架的撓度影響。在檢測(cè)表架撓度值時(shí)，對(duì)于不同軸間距和測(cè)量直徑的找正架，可調(diào)整工裝以適應(yīng)找正架的實(shí)際大小，根據(jù)檢測(cè)出的表架撓度值對(duì)實(shí)際檢測(cè)出的軸系百分表讀數(shù)進(jìn)行修正。

如以字母γ 表示徑向撓度值，以字母β 表示軸向撓度值，在實(shí)際的軸系對(duì)中工作中，徑向?qū)崪y(cè)百分表讀數(shù)在0°、90°、180°、270°的相對(duì)位置上分別加上- γ、0、γ、0，所得數(shù)據(jù)即為軸系對(duì)中的徑向偏差值。同樣，在軸向?qū)崪y(cè)百分表讀數(shù)的0°、90°、180°、270°相對(duì)位置上分別加上- β、0、β、0，所得數(shù)據(jù)即為軸系對(duì)中的軸向向偏差值（圖4）。

圖4 數(shù)據(jù)修正

4 結(jié)束語(yǔ)

表架撓度中的同心度撓度和平行度撓度，在施工中必須同時(shí)消除。每種表架的實(shí)際撓度值應(yīng)通過實(shí)際使用的表架進(jìn)行測(cè)量，并加以消除。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，驗(yàn)證了撓度數(shù)值修正的正確性，使設(shè)備的軸對(duì)中工作獲得了精確的找正效果，從而使設(shè)備的安全平穩(wěn)運(yùn)行得到了更大的保障。