Оправка сцепления ваз. Обзор процесса корректировки

М. А. Каусов, консультант журнала «Новости теплоснабжения»

Одним из распространенных дефектов в работе насосов, дымососов и вентиляторов является расцентровка роторов агрегата. О методах центровки и основных факторах, влияющих на нее, пойдет речь в этой статье.

Центровка агрегата

Как известно, задача центровки - установить оси валов так, чтобы они составляли одну прямую линию. Понятие «ось» само по себе идеально, а в жизни приходится иметь дело с реальными предметами (деталями машин), у которых всегда есть погрешности изготовления. Поэтому, чтобы избежать возникновения нагрузок от несоосно вращающихся валов, применяют компенсирующие соединительные муфты. Они способны передавать крутящий момент от привода рабочему органу с некоторой расцентровкой валов, компенсируя возникающие нагрузки своими упругими элементами. Допуски на центровку валов агрегатов задаются в зависимости от типа соединительной муфты и рабочей скорости вращения роторов агрегата. Измерительной базой для контроля соосности валов служат поверхности самих полумуфт.

Напомним что, нормативной документацией предъявляются требования к радиальной и торцевой расцентровке. Радиальной расцентровкой называют взаимное смещение осей, а торцевая расцентровка определяет угол перегиба общей оси валов агрегата. В общем случае присутствуют обе составляющие, расположенные в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

В большинстве машин, работающих в теплоэнергетике, применяются муфты упругие втулочно-пальцевые (МУВП). Для машин большой мощности применяют компенсирующие зубчатые муфты (МЗ). Допустимую радиальную расцентровку R контролируют по взаимному смещению цилиндрических поверхностей полумуфт, а торцевую - T - по разнице раскрытия торцов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для МЗ допускается R = 0,05 мм и T = 0,04 мм. Для МУВП, работающей с синхронной частотой 1500 об./мин, R = 0,12 мм и T = 0,12 мм, а для частоты 3000 об./мин R = 0,05 мм и T = 0,05 мм.

Требования к соединительным муфтам

Компенсирующий эффект соединительной муфты зависит от ее фактического состояния. Поэтому перед центровкой необходимо убедиться, что муфта соответствует ТУ, по радиальному и осевому биению относительно оси вращения (норма обычно не более 0,05 ... 0,08 мм), а также имеет плотную посадку на валу (задается сборочным чертежом). Кроме того, необходимо помнить, что собирать полумуфты можно только в единственном взаимном положении (в котором производилась расточка). Желательно до разборки муфты нанести на полумуфты метки, определяющие их взаимное положение. Любой из этих дефектов соединительной муфты может отрицательно сказаться на точности центровки, а при работе агрегата привести к ее нарушению.

Горизонтальность установки валов

Под действием собственного веса и рабочих нагрузок ось вала представляет собой плавную кривую линию. При центровке агрегата необходимо контролировать положение валов относительно горизонта. Если подшипники скольжения установлены на рабочей машине или на электродвигателе, то линии валов целесообразно расположить как показано на рис. 2, причем горизонтальное положение должен занимать вал с подшипниками скольжения. Для большинства агрегатов характерно положение осей, с горизонтальным положением опор N2 и N3 (рис. 3). Вариант на рис. 4 имеет место для неравномерной осадки фундамента и дефектах монтажа агрегата. Средством контроля может служить уровень «Геологоразведка» с ценой деления 0,1мм на 1м. Контроль производится непосредственно на подшипниковых шейках или на ближайшей ровной поверхности вала.

Приспособления для контроля центровки

Зачастую, не имея необходимого приспособления, слесарь, чтобы проконтролировать центровку, прикладывает линейку к муфте и, глядя на просвет, определяет отклонение валов. Но надеяться на глазомер в таком ответственном деле опрометчиво, слишком много факторов упускается из виду (точность порядка 0,1мм). Да и как определить, достигнута норма или нет? Хотя следует отметить, что не перевились еще мастера, способные и таким образом отцентровать агрегат. С другой стороны, существуют лазерные приборы для центровки со встроенным компьютером, имеющие точность до 0,001 мм, которые рассчитывают необходимое перемещение опор агрегата для обеспечения оптимальной соосности валов. Но если необходимо добиться точной центровки и уверенно уложиться в норму, не покупая прибор за 10 000$, то можно воспользоваться несложными приспособлениями - индикатором часового типа «ИЧ 0,01» или пластинчатым щупом, которые дают точность измерения 0,01 мм, достаточную для соответствия норме.

Приспособление для центровки агрегатов с зубчатыми муфтами показано на рис. 5. На полумуфте оно закрепляется с помощью хомута, а начальные зазоры R и T устанавливаются регулировочными болтами. Для измерения используются пластинчатые щупы, требующие определенного навыка работы. При замере зазора набор пластин должен входить с небольшим усилием и оставаться неподвижным без поддержки. Измеряемый размер высчитывается по сумме номинальных толщин щупов. По аналогии можно изготовить устройство с индикаторами часового типа. Применение индикатора существенно облегчит и ускорит процесс измерения радиального смещения. Раскрытие торцев измеряется щупами непосредственно между полумуфтами.

Простейшее устройство для центровки МУВП изображено на рис. 6.

Методика центровки агрегата

Перед центровкой необходимо проверить затяжку крепежных болтов корпусов подшипников и анкерных болтов. Любое ослабление крепления агрегата к основанию, а также трещины в раме, неравномерная осадка и разрушение фундамента способны нарушить центровку агрегата во время его работы.

Для проверки центровки валов по полумуфтам устанавливают приспособление и производят исходные замеры R, T1 и Т2. Затем, совместно поворачивая валы по направлению рабочего вращения на 90°, 180° и 270°, повторяют измерения и записывают в круговые диаграммы (рис. 7).

Совместный поворот валов необходим, чтобы избежать влияния торцевого и радиального биения полумуфт на измерение расцентровки. (Рекомендуется записывать измерения соответствующие положению наблюдателя, при котором он смотрит со стороны рабочей машины на электродвигатель.) Возвращают валы в исходное положение и проверяют первоначальные измерения. Рассчитывают средние значения и проверяют равенство сумм (Rв + Rн) = (Rп + Rл) и (Тв + Тн) = (Тп+Тл). Допустимое неравенство сумм - не более 0,05мм. Неравенство более допустимого значения свидетельствует о неточности некоторых измерений. Далее приводят показания к нулю вычитанием минимального значения R и Т из остальных. Таким образом получается наглядная картина расцентровки агрегата.

Фактическую расцентровку рассчитывают по формулам:

Еу = (Rв - Rн)/2 - радиальная расцентровка в вертикальной плоскости;

Ex = (Rп - Rл)/2 - радиальная расцентровка в горизонтальной плоскости;

Sу = (Tв - Tн)/2 - торцевая расцентровка в вертикальной плоскости;

Sх = (Tп - Tл)/2 - торцевая расцентровка в горизонтальной плоскости.

По полученным результатам в случае необходимости проводят корректировку положения осей валов, перемещая опоры. Для большинства машин центровку осуществляют перемещением электродвигателя. В вертикальной плоскости положение регулируют подкладками. Подкладки набирают из металлических пластин и фольги П-образной формы, причем габариты прокладок должны соответствовать опорной поверхности лапы электродвигателя. При установке двигателя на подкладки необходимо проверить плотность прилегания лап щупами. Двигатель должен стоять на опорах всеми лапами. Затяжку производят «крест на крест» равномерно. В противном случае при затяжке крепежных болтов произойдет перекос электродвигателя.

В горизонтальной плоскости двигатель удобно перемещать специальными болтами, установленными на раму.

Перемещение оси вала двигателя можно контролировать по перемещению полумуфты, используя центровочное приспособление. При этом необходимо установить центровочную скобу в положение, соответствующее измерению корректируемого параметра расцентровки со стороны большего значения. Затем переместить опоры двигателя так, чтобы измеряемый размер уменьшился на величину, соответствующую фактической расцентровке.

Центровку проводят последовательно в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Y1 = Ey + L2.Sу/D - перемещение подшипника №1 в вертикальной плоскости;

Y2 = Ey + L1.Sу/D - перемещение подшипника №2 в вертикальной плоскости;

XI = Eх + L2.Sх/D - перемещение подшипника №1 в горизонтальной плоскости;

Х2 = Eх + L1.Sх/D - перемещение подшипника №2 в горизонтальной плоскости,

где D - диаметр полумуфты, на которой производят измерения.

После перемещения и фиксации опор проводят контрольное измерение расцентровки, при необходимости ее корректируют. Там, где это предусмотрено, устанавливают контрольные штифты, предотвращающие перемещения опор от вибрации и случайных нагрузок.

Факторы, влияющие на центровку агрегата

Если шейки полумуфт валов агрегата имеют прогиб, то отцентровать их в пределах нормы невозможно, т. к. величина прогиба будет оказывать влияние на измерение центровки.

При работе насоса центровку могут нарушить нагрузки от трубопроводов при разрушении опор или недостаточной компенсации их деформаций. По требованиям ТУ трубопроводы не должны передавать нагрузок на насос.

Центровка - тонкая заключительная сборочная операция, поэтому на стадии ремонта необходимо выявить и устранить все неисправности агрегата и причины расцентровки.

Центровка валов электродвигателей и механизмов производится с целью, чтобы их оси находились на одной прямой. Несоосные вращающиеся валы создают значительные нагрузки, приводящие к разрушениям, преждевременному выходу деталей из строя и значительному шуму.

Соосно выставить механизмы не всегда получается, поэтому применяют с компенсацией расцентровки осей упругими элементами. Они выполняют свои функции до определенной величины несоосности. Центровка валов по полумуфтам наиболее удобна. Их поверхности являются базовыми, на них и крепятся измерительные приспособления. В теплоэнергетике большая часть машин работает с упругими втулочно-пальцевыми муфтами (МУВП). В мощных агрегатах применяются зубчатые муфты (МЗ).

Параметры центровки

Центровка валов индикаторами проверяется по следующим параметрам:

R - взаимное радиальное смещение цилиндрических поверхностей полумуфт (радиальная расцетровка).
T - разница раскрытия торцов полумуфт в вертикальной и горизонтальной плоскостях (торцевая или угловая расцентровка).

Требования к муфтам

Допустимая расцентровка уменьшается с ростом частоты вращения. Она составляет для МУВП 0,12 мм при 1500 об/мин и 0,05 мм при 3000 об/мин.

Важно! При выборе муфты необходимо проверить соответствие ее характеристик техническим условиям, согласно которым ее осевое и радиальное биение не должно быть выше 0,05 - 0,08 мм. Посадка на валу создается плотная. До разборки на полумуфты наносятся метки, по которым можно будет восстановить их взаимное расположение. Нарушение этих правил может уменьшить точность центровки.

Горизонтальность установки валов

Фактически ось не является прямой, поскольку изгибается под влиянием собственного веса и других нагрузок. При центровке агрегата нужно контролировать положение валов относительно горизонта. Контроль производится на шейках подшипников. Можно использовать рядом расположенную ровную поверхность вала с помощью уровня «Геологоразведка» (цена деления 0,1 мм на 1 м).

Устройства для контроля центровки

Опытные мастера способны произвести контроль центровки, приложив металлическую линейку к муфте и по просвету определив соосность. Но для большей уверенности, чтобы уложиться в норму, можно воспользоваться пластинчатым щупом или индикатором ИЧ-0,01. Последний обеспечивает необходимую точность 0,01 мм, которой достаточно, чтобы уложиться в норму.

Сначала разъединяются полумуфты, а затем на них или на валах рядом устанавливают приспособления для центровки валов электрических машин. Они должны быть достаточно жесткими, чтобы не прогибались в процессе измерений. Измерения можно проводить также при соединенных муфтах.

После установки и укрепления приспособлений проверяется работоспособность механизма индикатора. Для этого следует оттянуть и вернуть на место измерительные стержни. При этом стрелка должна прийти в исходное положение.

Осевые и радиальные зазоры проверяются путем одновременного поворота обоих роторов из исходного положения на углы 90°, 180° и 270° в сторону вращения привода.

Как центрировать агрегаты?

Перед измерениями проверяется затяжка анкеров и Ослабление крепления, наличие трещин в раме, дефекты фундамента, неравномерная осадка пола являются причинами нарушения центровки при работе механизмов.

Приспособления устанавливаются на полумуфты, затем замеряется расцентровка:

радиальная в вертикальной плоскости;
радиальная в горизонтальной плоскости;
торцевая в вертикальной плоскости;
торцевая в горизонтальной плоскости.

По результатам измерений производится корректировка положения осей валов. Для этого опоры перемещают по вертикали с помощью прокладок, а по горизонтали болтами, расположенными на раме. Центровочную скобу устанавливают в положение большего значения параметра расцентровки, после чего опоры перемещают на величину фактической расцентровки.

Центровка валов производится поочередно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. После окончания процесса перемещения и фиксации опор измерения производят повторно. Если это необходимо, их корректируют снова.

Центровка насосных установок

Центровка валов насоса и электродвигателя необходима для балансировки вращающихся деталей. Это относится не только к колесу и валу, но и к ротору электродвигателя. Обязанностью изготовителя является демонстрация агрегата в рабочем режиме подачи без превышения допустимого уровня вибрации. Цены на промышленные агрегаты высокие, а при дальнейшей эксплуатации доказать вину производителя будет почти невозможно.

Стандарты предусматривают, что после пуска ответственность за вибрацию в дальнейшем ложится на потребителя. Испытания насоса должны проводиться на штатном месте его эксплуатации. Особое внимание уделяется фундаменту и опорной раме, на которую устанавливаются двигатель и насос.

Места стыковки (монтажные приливы) должны быть тщательно обработаны, чтобы размеры зазоров не были больше 0,2 мм на 1 м стыка. В местах соединений предусматривается возможность регулировки уровней прокладками толщиной от 1,5 до 3 мм.

Для насосов мощностью выше 150 кВт по стандарту центрирование производится винтами в вертикальной и горизонтальной плоскостях (не менее шести винтов для горизонтального насоса и не менее четырех - для вертикального). Их количество зависит от веса оборудования.

Важно! Центровка соединения привода и насоса производится и контролируется перед монтажом и в течение всего периода эксплуатации. Также нужно обратить внимание, что двигатель и насос бытового назначения помещаются в общем корпусе и отцентрированы на заводе. Их контролировать и выставлять не нужно.

Если между насосом и двигателем установлен редуктор, в первую очередь следует отцентровать его и закрепить штифтами. Остальные валы агрегата ориентируются по нему. При поступлении насосов с завода в сборе с электродвигателями центровка валов агрегатов производится по двигателям. При сборке насоса на опорной раме вал двигателя выставляется по нему.

Балансировка карданного вала

Центровка карданного вала производится для устранения вибраций, возникающих при работающем двигателе. Причинами дисбаланса могут быть:

нарушение требований в технологии изготовления вала или после его ремонта;
неправильная сборка;
нарушена центровка деталей вала и сопрягаемых частей трансмиссии;
погрешности термической обработки изделия;
механические повреждения.

Сначала выявляется дисбаланс, а затем производится его устранение путем установки противовеса. Работа производится на специальном оборудовании станции техобслуживания. Для этого используют

Реальные условия работы карданного вала имитируются за счет его вращения электродвигателем через передачу (обычно ременную).

Отклонения определяются датчиками, перемещающимися по длине вала. Специальная программа обрабатывает результаты измерения, после чего определяется место установки и величина балансировочного груза. Специалист по техобслуживанию добавляет груз, высверливает металл или устанавливает прокладки для обеспечения соосности.

Приборы для центровки

Произвести самые простые измерения при проверке центровки валов можно с помощью складного метра и металлической линейки. Для правильных измерений необходимо более точное приспособление для центровки валов: скоба с отсчетным устройством, пластинчатый щуп, микрометр, штангенциркуль.

Штангенциркуль - прибор для измерения диаметров (наружных и внутренних) и длины деталей до 4000 мм. Отдельные типы позволяют определять глубины, расстояния до внутренних и наружных уступов, производить разметку. Уровень точности составляет от 0,01 мм до 0,1 мм. Приборы могут быть механическими и цифровыми - с выводом измеренных значений на дисплей. Измерения производят с ослаблением крепления штанги, после чего передвигают измерительную наружную губку, пока вал слегка не зажмется с двух сторон. Затем винтом микрометрической подачи подводится рамка с нониусом и закрепляется зажимом. Целые миллиметры отсчитываются по делениям на штанге, а доли - по нониусу.
Микрометр - прибор для измерения наружных диаметров и длины деталей до 2000 мм с точностью от ±0,001 мм до 0,01 мм. При проведении измерений деталь зажимается мерительными поверхностями прибора путем вращения микрометрического винта с трещоткой, пока последняя не начнет проскальзывать.
Скобы с отсчетным устройством служат для измерения внешних диаметров и длины деталей до 1000 мм. Прибор для центровки валов крепится на переставную пятку, а на подвижной находится индикатор с делениями. Измерения можно производить с точностью от ±0,002 до 0,01 мм.
Пластинчатый щуп - набор калиброванных пластин для измерения зазоров между торцами полумуфт центрируемых валов. Его можно применять как индикатор зазора между штифтом центровочной скобы и корпусом полумуфты. Пластины щупа вставляют в зазор с небольшим трением, которое поддерживается приблизительно одинаковым при каждом измерении.
Уровень - прибор для проверки горизонтальности плит фундамента и рам агрегатов с приводами, а также для выверки линий валов электроприводов и механизмов. Применяют рамное устройство типа «Геологоразведка», где угол наклона определяется перемещением микрометрического винта, пока воздушный пузырек в ампуле с жидкостью не достигнет нулевого положения.

Лазерная центровка валов

Системы лазерной центровки выпускаются одно- и двухлучевые. Последняя является более точной и функциональной.

Измерительный блок устанавливается на валу и создает лазерный луч вдоль его центра вращения. От противоположного блока, установленного на сопрягаемом валу, детектируется другой луч. Оба сигнала улавливаются фотоприемниками, и при разных угловых положениях валов с высокой точностью определяется их расцентровка. Путем сравнения показаний при разных угловых перемещениях валов можно производить их центровку в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Система «Квант-ЛМ»

Большой популярностью пользуется центровка валов с применением лазерной системы «Квант-ЛМ», разработанной компанией «БАЛТЕХ». Производится центровка машин горизонтального и вертикального исполнения. Встроенный вычислительный блок сравнивает и обрабатывает сигналы от измерительных блоков. Результаты выводятся на дисплей, где показано состояние центровки относительно допустимой области, выделенной зеленым цветом, и запредельной зоны (красный цвет).

Система «Квант-ЛМ» позволяет устранить вибрации, уменьшить количество простоев и ремонтных работ, увеличить срок службы подшипников, уплотнений и муфт.

Заключение

Расцентровка роторов агрегатов является распространенным дефектом, который можно устранить. Для этого необходимо знать влияющие на нее факторы и способы центровки валов. Обычно центровка валов производится концентричной и параллельной установкой торцовых поверхностей полумуфт с помощью специальных приборов.

Часовые индикаторы MVR (цифровые или стрелочные) – измерительные приборы, сконструированные специально для измерения относительного положения. Основные части часового индикатора – циферблат, корпус и шток. Шток подпружинен и при нажатии на него происходит поворот стрелки по циферблату.

Рис.5.1 Часовой индикатор MVR.

Шток полностью выдвинут из корпуса, если на него не нажимать. Полный ход зависит от конкретной модели индикатора. Для центровки обычно используются индикаторы с ходом 10 мм.

Шток при нажатии на него поворачивает стрелку на циферблате по часовой стрелке, а при отпускании – против часовой стрелки. Циферблат можно вращать для совмещения стрелки с нулевым значением. Корпус крепится с помощью зажима и штанги, которые, в свою очередь, закрепляются на стойке или магнитном основании. Не будем здесь обсуждать различные варианты монтажа по причине их многочисленности. Вид циферблата может быть двух типов – пропорциональный и непрерывный.

5.1 Показания часовых индикаторов

Если шток находится примерно в среднем положении, то циферблат устанавливается на нулевое показание.

Рис. 5.2 Показания часового индикатора

С этой нулевой опорной точкой связано два правила:

Если шток выдвигается из корпуса , стрелка описывает движение против часовой стрелки, соответствующее ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ значениям.
Если шток утапливать в корпус , стрелка движется по часовой стрелке, что соответствует ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ значениям.

Рис. 5.3 Положительные показания при утапливании штока в корпусе и отрицательные – при выдвигании его.

5.2 Прогиб выносных элементов индикаторов

Прогиб выносного элемента с навешенными на него индикаторами определяется собственно изгибом штанги, на которой закреплены индикаторы, а также других частей крепления этого устройства на полумуфтах. Изгиб происходит в результате действия сил гравитации и не может быть совсем исключен в большинстве случаев центровочных работ. Изготовители крепежа делали множество попыток минимизировать суммарный прогиб, но ни одна из них не была успешной в «исключении» прогиба, только в минимизации его.
Факторы, влияющие на прогиб крепления, следующие:

Вес часовых индикаторов и других выносных элементов.
Высота стоек крепления над полумуфтами.
Длина вылета штанги с индикаторами.
Жесткость материала креплений.
Геометрические особенности конструкции креплений.

Во всех случаях центровки необходимо прилагать все усилия к минимизации суммарного прогиба. Если это не осуществимо, повторные измерения часто не совпадают и, в связи с этим возникают различные ошибки. Если же величина прогиба известна и постоянна, то она может быть скомпенсирована в процессе расчета центровки.

5.2.1. Воздействие прогиба на процесс центровки.

Прогиб крепления с индикаторами происходит во всех видах измерений при центровке, хотя почти во всех работах по центровке он влияет только на один вид измерений. Этот вид измерений – измерение смещения в вертикальной плоскости. За исключением редких случаев, влияние прогиба пренебрежимо мало при измерениях смещения в горизонтальной плоскости и измерениях углового излома, выполняемых на фланце полумуфты.

5.2.2. Определение суммарного прогиба.

Во время центровочных работ, после того как индикаторы смонтированы на механизме, необходимо определить величину прогиба выносной штанги. Для определения суммарного прогиба креплений они должны быть сняты в собранном виде с механизма и смонтированы на жесткой оправке, например, обрезке стальной трубы. Очень важно уяснить, что прогиб штанги с индикаторами невозможно измерить, поворачивая валы. Дело в том, что когда смонтированные на механизме крепления поворачивать от 12:00 до 6:00, то показания индикаторов будут комбинацией прогиба штанги и несоосности валов.

Для определения прогиба выполните следующее:

Рис. 5.5 Определение прогиба, измерение в положении 6:00

5.2.3 Корректировка прогиба

Когда величина прогиба определена, вам необходимо корректно исключить ее вредное действие на все измерения в вертикальной плоскости. Самый простой путь исключения прогиба – это настройка изначальных значений в измерительных положениях.

Для показаний, где часовые индикаторы обычно обнуляются в положении 12:00 и поворачиваются в положение 6:00, установите положительное значение прогиба на циферблате индикатора в положении 12:00.
Для показаний, где часовые индикаторы обычно обнуляются в положении 6:00 и поворачиваются в положение 12:00, установите отрицательное значение прогиба на циферблате индикатора в положении 6:00.

Если прогиб учтен на индикаторах, как описано выше, все показания индикаторов скорректированы и в дальнейшем не требуется вводить компенсационные значения.

5.2.4 Измерение смещения с помощью часовых индикаторов

Чтобы измерить смещение часовыми индикаторами, кронштейн закрепляется на одном валу, а индикатор устанавливается в контакте с другим валом. Показания индикатора обнуляются в положении #1, например, в 12:00.

Рис. 5.6 Измерение смещения, положение #1

Рис. 5.7 Измерение смещения, положение #2

При измерениях таким способом разница в показаниях индикаторов равна удвоенной величине смещения. Вам необходимо поделить эту разницу на 2 для определения смещения. На рисунке, приведенном ниже, смещение двух валов составляет 0,020" (0,508 мм), а разница в показаниях индикаторов 0,040" (1,016 мм).

Рис. 5.8 Смещение – это половина разницы в показаниях индикаторов

5.3 Измерение угловой несоосности с помощью часовых индикаторов

Рис. 5.40 Метод обратных индикаторов

Два радиальных индикатора используются для измерения положения подвижного вала по отношению к неподвижному в двух плоскостях вдоль их длины.

Рис. 5.41 Стационарный индикатор (СИ) измеряет смещение в плоскости на стационарном вале или полумуфте

Рис. 5.42 Подвижный индикатор (ПИ) измеряет смещение в плоскости на подвижном вале или полумуфте

Используя два значения смещения, а также размеры креплений и самой машины, определяется относительное положение подвижного вала путем расчетов или графического построения.

5.6.2 Сравнение с радиально-осевым методом

При центровке радиально-осевым методом машин, валы которых имеют осевой разбег и эти колебания больше 0,025 мм, особенно у машин с подшипниками скольжения, возникают ошибки при измерениях осевым индикатором. Поскольку метод обратных индикаторов не требует осевых измерений, то в нем исключены ошибки такого рода.Б. >

Рис. 5.43 Сравнение с радиально-осевым методом

5.6.3 Обзор креплений метода обратных индикаторов

Для работы методом обратных индикаторов имеется большое разнообразие конструкций креплений на валах. Рекомендуется выбирать и использовать специально разработанные конструкции, чтобы они годились для монтажа на валах различных диаметров. Эти крепления должны содержать набор штанг для перекрытия промежутка между полумуфтами. С помощью этих креплений можно быстро и качественно выполнить центровку. Но предварительно нужно определить прогиб штанг, входящих в стандартные наборы.

Одни крепления разрабатываются так, что допускают разъединенное состояние полумуфт во время центровки методом обратных индикаторов, другие требуют собранного состояния муфт во время этого процесса.

Рис. 5.44 Крепления на разомкнутых валах

Рис. 5.45 Крепления на собранных валах

Многие из креплений приспособлены для выполнения центровки с индикаторами, смонтированными в одинаковом положении по окружности валов (как показано выше) или развернутыми друг относительно друга на 180°, то есть в противоположных точках часового циферблата.

Рис. 5.46 Крепления, смонтированные противоположно друг другу

5.6.3.1 Монтаж креплений в методе обратных индикаторов

Процедура монтажа будет, очевидно, зависеть от конкретного типа используемых приспособлений. Рассмотрим центровку соединенных валов при расположении индикаторов в одинаковом положении по окружности.
Для монтажа креплений выполняются следующие шаги:

5.6.3.2 Замечания по монтажу креплений

В зависимости от типа используемого крепления необходимо соблюдать следующие предосторожности.

Никогда не крепите приспособления на гибкие части муфты.
По-возможности увеличивайте расстояние между индикаторами по длине машины, которую собираетесь центровать. Как правило, расстояние между штоками индикаторов должно быть больше 100 мм.
Убедитесь, что крепления смонтированы в положении, не препятствующем повороту валов. Желательно иметь возможность полного оборота.
Перед проведением измерений определите прогиб штанг с индикаторами, а также убедитесь, что показания индикаторов действительны и имеют повторяемость.

5.6.4 Вводимые линейные размеры в методе обратных индикаторов

Для точного определения положения подвижного вала по расчетам методом обратных индикаторов или графическим построением необходимо определить положение индикаторов относительно передних и задних лап подвижной машины.

Эти размеры определяются с помощью стандартной рулетки. Каждый размер должен быть измерен с точностью 1/8" (1-2 мм).

Рис. 5.48 Вводимые размеры в методе обратных индикаторов

Размер "А"

Размер "А" – расстояние между штоками индикаторов. Он измеряется параллельно осям валов. Это наиболее критичный размер и его необходимо измерять очень тщательно. Как упоминалось ранее, при установке креплений для центровки методом обратных индикаторов позаботьтесь о максимально возможном размере между штоками индикаторов, в зависимости от размеров машины и свободного пространства.

Размер "В"

Размер "В" – расстояние от индикатора со стороны подвижной машины до центра болта крепления передних лап. Это расстояние измеряется параллельно оси вала. В особенности на больших машинах иногда полезно использовать струну или поверочную линейку для переноса положения штока подвижного индикатора на фундамент машины перед измерением этого размера.

Размер "С"

Размер "С" расстояние между центрами болтов крепления передних и задних лап. Это расстояние измеряется параллельно валу.

5.6.5 Знаки в методе обратных индикаторов

При проведении измерений важно знать, что различные установки индикаторов влияют на знак показаний по-разному. Этот эффект вызван тем, что оба индикатора имеют одинаковое направление измерений - плюс/минус и смонтированы, как ясно из названия метода, напротив друг друга.

Влияние различных установок показано ниже.

Рис. 5.50 Обнуление в 12 или 3 час. Изменение знака ПИ
Обнуление в 6 или 9 час. Изменение знака СИ

Следующая процедура измерений описывает обе ситуации для установки, показанной на рис.5.50.

5.6.6 Процедура центровки методом обратных индикаторов

5.6.6.1 Описание процесса измерения

Процесс измерений методом обратных индикаторов состоит из следующих операций:

Измерение и запись установленного состояния несоосности.
Измерение вертикального и горизонтального состояния несоосности.

Получение серии измеренных значений рассматривается в некоторых случаях как опциональное, но все-таки очень рекомендуется это делать Для большинства задач центровки желательно иметь запись полного ряда данных, в том числе и размеров "А", "В" и "С". Измеренные значения используются для ряда задач:

Предварительная запись состояния центровки до разборки оборудования и отправки его в ремонт.
Определения, существует или нет подозреваемая несоосность.
Поддержке и оценке действий, выполненных обслуживающим персоналом, продавцом и производителем оборудования.
Ведения истории по обслуживанию механизма.
Лучшего взаимодействия различных специалистов, участвующих в центровке оборудования.

5.6.6.2 Проведение измерений

Для получения полного ряда измерений выполните следующее:

Поверните индикаторы в положение 12:00.
Установите оба индикатора на положительные показания.
Запишите показания обоих индикаторов в положении 12:00.
Поверните индикаторы в положение 3:00.
Поверните индикаторы в положение 6:00.
Определите и запишите показания обоих индикаторов.
Поверните индикаторы в положение 9:00.
Определите и запишите показания обоих индикаторов.
Поверните индикаторы в положение 12:00 и убедитесь, что оба индикатора вернулись к первоначальным показаниям.

Для записи результатов используйте вид записи, показанный ниже.

Рис. 5.51 Документирование исходных значений

5.6.6.3 Измерение вертикальной несоосности

Для измерения вертикальной несоосности выполните следующие шаги:

5.6.6.4 Интерпретация значений вертикальной несоосности

Для определения смещения в вертикальной плоскости по значению размаха показаний индикаторов в положении 6:00 применяются следующие правила:

Смещение стационарной стороны = Размах СИ / 2
Смещение подвижной стороны = Размах ПИ с противоположным знаком (+ на -) или (- на +)
Смещение в центре муфты = (Смещение стационарной стороны + Смещение подвижной стороны) / 2

Для определения углового излома по двум показаниям смещения в вертикальной плоскости следуйте правилу:

Угловой излом линии вала = (Смещение подвижной стороны - Смещение стационарной стороны) / Размер А

Рассмотрим следующий пример размаха показаний индикаторов в положении 6:00.

Рис. 5.55 Пример размаха индикаторов

Размах СИ = +24 мил (0,610 мм). Смещение стационарной стороны = +12 мил, или на 12 мил вверх (0,305 мм).
Размах ПИ = -35 мил (-0,889 мм). Смещение подвижной стороны = +17,5 мил, или на 17,5 мил вверх (0,444 мм). (Помните, что для определения смещения необходимо изменить знак ПИ на противоположный) .>
Вертикальное смещение в центре муфты = (+12+17,5)/2 = 14,75 мил, или на 14,75 мил выше (0,375 мм).
Пусть размер А = 8 дюймов (203,2 мм), тогда вертикальный излом будет (17,5-12)/8 = +0,69 мил на дюйм ((0,444-0,305)/203,2=0,069 мм / 100 мм).

5.5.6.5 Измерение горизонтальной несоосности

При измерениях и интерпретации значений горизонтальной несоосности следует установить правильное направление взгляда. Все положения, связанные с часовой стрелкой циферблата, соотносятся с положением смотрящего, показанного на рисунке ниже, то есть стоящего позади подвижной машины лицом к стационарной машине.

Рис. 5.56 Измерение горизонтальной несоосности

Для измерения горизонтальной несоосности выполните следующее:

5.6.6.6 Интерпретация значений горизонтальной несоосности

Для определения горизонтального смещения по показаниям размаха значений в положении 3:00 следуйте следующим правилам:

Смещение стационарной стороны = Размах СИ / 2 с противоположным знаком (+ на -) или (- на +)
Смещение подвижной стороны – Размах ПИ / 2
Смещение в центре муфты = (Смещение стационарной стороны + Смещение подвижной стороны)/2.

Для определения углового излома в горизонтальной плоскости по двум показаниям смещения используйте следующее правило:

Угловой излом = (Смещение подвижной стороны - Смещение подвижной стороны)/(Размер А), (?100 = мм/100мм)

Рассмотрим следующий пример размаха показаний индикаторов в положении 3:00.

Рис. 5.59 Показания в положении 3:00.

Размах СИ = +34 мил (0,864 мм). Смещение стационарной стороны = -17 мил, или на 17 мил левее (-0,432 мм). (Помните, что для определения смещения необходимо изменить знак СИ на противоположный (см. раздел 5.6.5) .
Размах ПИ = +8 мил (0,203 мм). Смещение подвижной стороны = +4 мил, или на 4 мил вправо (0,101 мм).
Горизонтальное смещение в центре муфты = (-17+-4)/2 = -6,5 мил ((-0,432+0,101)/2=-0,165 мм), или на 6,5 мил левее (0,165 мм).
Пусть размер А = 8 дюймов (203,2 мм), тогда горизонтальный излом будет (4-(-17)/8 = 2,63 мил на дюйм ((0,101-(-0,432)/203,2)=0,263 мм / 100 мм).

5.6.7 Расчеты в методе обратных индикаторов

Можно использовать множество различных уравнений для расчетов в разнообразных вариантах метода обратных индикаторов. Информация, представленная здесь, относится к установке обратных индикаторов, изображенной на рисунке ниже. Рассматриваемые уравнения используются для расчета положения передних и задних лап подвижной машины по показаниям СИ и ПИ.

Расчеты несоосности относятся к обеим плоскостям – горизонтальной и вертикальной. Хотя, они обычно применяются в основном для вертикальной плоскости. Как было представлено ранее, несоосность в горизонтальной плоскости может быть найдена без расчета или графического построения точного положения передних и задних лап.

5.6.7.1 Расчеты положения передних и задних лап

Как было показано раньше и изображено на рисунке ниже, используется следующая установка, размеры и знак смещения.

Рис. 5.60 Установка для расчета положения лап

Положение передних лап подвижной машины определяется следующим уравнением:

Рис. 5.61 Расчет для передних лап

Положение задних лап подвижной машины определяется следующим уравнением:

Рис. 5.62 Расчет для задних лап

М = смешение в плоскости подвижного индикатора.
S = смещение в плоскости стационарного индикатора.
А = расстояние между штоками стационарного и подвижного индикатора.
В = расстояние от штока подвижного индикатора до центра болта крепления передних лап подвижной машины.
С = расстояние между центрами болтов передних и задних лап подвижной машины.
Положительные значения означают, что лапы находится выше (вертикаль) или правее (горизонталь).
Отрицательные значения означают, что лапы находятся ниже (вертикаль) или левее (горизонталь).

5.6.7.2 Примеры расчета методом обратных индикаторов

Исходные данные

Заданы следующие значения вертикальной несоосности:

Смещение стационарной стороны (S) равно +12 мил (0,305 мм) или на 12 мил выше.
Смещение подвижной стороны (М) равно +17,5 мил (0,444 мм) или на 17,5 милвыше.
А=5 дюймов (127 мм), В=7 дюймов (177,8 мм), С=24 дюйма (609,6 мм)

Расчет положения передних лап

Рис. 5.63 Передние лапы выше на 25,2 мил (0,64 мм); подкладки необходимо удалить

Рис. 5.64 Задние лапы выше на 51,6 мил (1,31 мм); подкладки необходимо удалить

5.6.7.3 Замечания по расчетам методом обратных индикаторов

Перед выполнением расчетов убедитесь, что размах стационарного и подвижного индикатора правильно определен в проведенных измерениях.
НЕ допускайте математических ошибок при подстановке данных с соответствующим знаком в формулы.
Следите за круглыми скобками в уравнениях. Выполняйте вычисления сначала в круглых скобках.
НЕ допускайте субъективных ошибок при подстановке действительных значений в уравнения.

5.6.8 Графические построения в методе обратных индикаторов

Как упоминалось выше, одним из путей определения положения передних и задних лап подвижной машины по показаниям СИ и ПИ является выполнение расчета методом обратных индикаторов.

Другой путь – построение чертежа на миллиметровке. Основное достоинство графического построения – то, что наглядно представлены осевые линии и состояние несоосности.

Представленная здесь информация используется в устройстве метода обратных индикаторов, где оба индикатора присоединены в одном и том же положении по окружности.

Графическое построение может применяться для обеих, горизонтальной и вертикальной, плоскостей расчета несоосности. Хотя, обычно оно используется преимущественно для вертикальной плоскости. Как сказано выше, корректировка несоосности в горизонтальной плоскости может быть выполнена без расчетов или графических построений точного положения передних и задних лап.

5.6.8.1 Разметка графика

Для построения графика в масштабе выполняются следующие шаги:

Возьмите масштабную бумагу – "миллиметровку".
Поверните бумагу ее длинной стороной к себе.
Начертите горизонтальную линию в центре листа.
Эта линия представляет ось вращения вала стационарной машины и проводится через центр листа, деля его пополам. Лучше эту линию проводить по толстой линии сетки миллиметровки.
Выберите масштаб горизонтального изображения.
Всегда старайтесь выбирать наибольший масштаб шкалы. Измерьте расстояние от штока стационарного индикатора до центра болта крепления задних лап подвижной машины. При стандартном листе миллиметровой бумаги шириной примерно 260 мм, наибольший масштаб по горизонтали будет результатом деления размера машины на эту ширину. Отметьте на графике масштаб горизонтальной оси.
Проведите вертикальную линию по левой границе чертежа.
Она представляет точку, где ножка стационарного индикатора касается вала или полумуфты и обозначается СИ.
В соответствующем масштабе проведите вторую вертикальную линию справа от первой.
Она представляет точку, где ножка подвижного индикатора касается вала или полумуфты и обозначается ПИ.
Проведите третью вертикальную линию, представляющую проекцию на ось вала передних лап подвижной машины (ПЛ).
Проведите четвертую вертикальную линию, представляющую проекцию на ось вала задних лап подвижной машины (ЗЛ).

После завершения всех вышеперечисленных шагов получится чертеж, похожий на приведенный ниже. В этом примере размеры А, В и С равны 100 мм.

Рис. 5.65 Разметка чертежа

5.6.8.2 Графическое построение смещения

После разметки чертежа необходимо перейти к построению смещений в плоскостях стационарного индикатора (СИ) и подвижного индикатора (ПИ). Для построения чертежа выполните следующее:

Выберите масштаб по вертикали.Обычно вертикальный масштаб выбирают 0,01 мм на деление. Иногда в случае большой несоосности, где смещения не умещаются на чертеже, требуется больший масштаб – 0,02-0,03 мм на деление.
Начертите смещение со стационарной стороны по линии СИ.
Используйте горизонтальную линию, представляющую ось вала стационарной машины, как опорную. Все точки, лежащие выше этой прямой, имеют положительные значения (+), а все точки ниже нее – отрицательные значения (-).
Начертите смещение с подвижной стороны по линии ПИ.

В нижеприведенном примере смещение СИ равно -0,2 мм и смещение ПИ равно -0,1 мм.

Рис. 5.66 Изображение на чертеже

5.6.8.3 Определение положения подвижного вала

После нанесения на чертеж смещений СИ и ПИ для определения положения подвижного вала выполните следующее:

По линейке проведите линию через две точки смещения до задних лап подвижной машины.
Подсчитайте количество квадратов в плоскости передних и задних лап для определения положения и необходимых корректировок.

На примере ниже передние лапы машины расположены правильно; нет необходимости в их корректировке. Задние лапы расположены на 0,1 мм выше; необходимо удалить подкладки из-под обеих задних лап.

Рис. 5.67 Определение положения подвижного вала

5.6.8.4 Замечания к графическому построению в методе обратных индикаторов

Убедитесь в правильном соблюдении выбранного масштаба по обеим осям.
Всегда дважды проверяйте положение вертикальных линий, представляющих СИ, ПИ, ПЛ и ЗЛ.
Убедитесь, что две нанесенные точки правильно определены из показаний размаха индикаторов.
Убедитесь, что положительные значения смещения располагаются выше горизонтальной опорной линии, а отрицательные – ниже.
При интерпретации графика определения положения передних и задних лап подвижной машины в вертикальной плоскости обратите внимание на следующие правила:

Если подвижный вал на чертеже находится выше горизонтальной опорной линии положения стационарного вала, то вал расположен слишком высоко.
Если подвижный вал на чертеже находится ниже горизонтальной опорной линии положения стационарного вала, то вал расположен слишком низко.

При интерпретации графика определения положения передних и задних лап подвижной машины в горизонтальной плоскости вид графика отображает то, как вы видите машину, то есть стоя позади подвижной машины лицом к стационарной машине. Здесь также обратите внимание на следующие правила:

Если подвижный вал на чертеже находится выше горизонтальной опорной линии положения стационарного вала, то вал смещен вправо.
Если подвижный вал на чертеже находится ниже горизонтальной опорной линии положения стационарного вала, то вал смещен влево.

5.6.9 Корректировки по методу обратных индикаторов

5.6.9.1 Обзор процесса корректировки

При корректировке несоосности используется множество различных операций. Последовательность шагов в процессе корректировки немного меняется в зависимости от специфики условий центровки машины.

Перед корректировкой несоосности

Перед корректировкой несоосности выполняются следующие операции:

Выполнение предварительных проверок и корректировок.
Монтаж креплений метода обратных индикаторов.
Корректировка "мягкой лапы"
Измерение несоосности.
Определение допусков центровки.

После корректировки несоосности

После корректировки несоосности выполняются следующие операции:

Повторное измерение состояния соосности.
Сравнение состояния несоосности с назначенными допусками.
Запись окончательных результатов.

Общие вопросы корректировки

Когда дело доходит до действительных перемещений машины, то есть, РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ, часто возникает несколько вопросов:

Начинать с вертикали или горизонтали?
Как быть с предварительно изготовленными прокладками?
Необходимо ли выполнять повторные измерения после перемещения машины вертикально или горизонтально?
Необходимо ли использовать часовой индикатор для контроля горизонтальных перемещений?
Обязательно ли соблюдать последовательность затяжки болтов?
Что двигать вначале – передние или задние лапы?

Каждый из этих вопросов стоит внимания и на него будет дан ответ.

Определение последовательности корректировок

Корректировка несоосности включает в себя начальные и конечные этапы корректировки. Начальные делаются для минимизации величины несоосности и увеличения точности при измерениях центровки.

Перед тем как совершать перемещения взгляните на горизонтальное и вертикальное положение подвижной машины. В основном, вы начнете процесс корректировки с плоскости, где несоосность больше, а затем перейдете к окончательной корректировке.

Проведение корректировок	Если	То
	Несоосность равна или меньше 0,5 мм
И вертикальная и горизонтальная для передних и задних лап	Несоосность больше 0,5 мм	Производится начальная вертикальная и горизонтальная корректировка. Проводится окончательная вертикальная корректировка. Проводится окончательная горизонтальная корректировка.
Или вертикальная или горизонтальная для передних и задних лап	Несоосность больше 0,5 мм	Производится начальная вертикальная или горизонтальная корректировка. Проводится окончательная вертикальная корректировка. Проводится окончательная горизонтальная корректировка.

Рассмотрим следующие данные:

В этом примере горизонтальная несоосность в два раза больше вертикальной. Поэтому, будет сделана первоначальная горизонтальная настройка; затем, перейдут к горизонтальной корректировке.

5.6.9.2 Проведение вертикальных корректировок

Определите вертикальное положение подвижной машины, используя расчеты и/или графическое построение.

Рис. 5.68 Проведение вертикальных корректировок. Положительные значения на лапах означают, что подвижная машина расположена высоко, поэтому вы удалите прокладки. Отрицательные значения означают, что подвижная машина расположена низко и вы добавите прокладки.

Советы по вертикальной корректировке

Делайте одинаковое изменение толщины прокладок для обеих передних или задних лап.
Всегда проверяйте толщину прокладок микрометром. Предварительно изготовленные прокладки не всегда соответствуют их маркировке; многие производители прокладок указывают их "номинальную" толщину.
Используйте соответствующую и правильную процедуру затяжки болтов.
После того как подложены прокладки, проверьте и постарайтесь избежать возникновения состояния "мягкой лапы".

5.6.9.3 Процесс горизонтальной корректировки

Как правило, при работе методом обратных индикаторов используют две различных процедуры горизонтальных корректировок:

Определение корректировок, используя расчеты или графическое построение и контроль перемещений по часовым индикаторам на лапах машины.
Контроль перемещений часовыми индикаторами, закрепленными на муфте.

Для корректировки горизонтальной несоосности по контролю перемещений на лапах подвижной машины выполняются следующие шаги:

Измерение горизонтальной несоосности в соответствии с процедурой, изложенной в 5.6.6.5.
Определение горизонтального положения подвижной машины с помощью расчетов или графического построения, изложенных в 5.67 и 5.68.
Убедитесь, что вы стоите лицом к машинам так, что подвижная расположена справа, а стационарная слева.
Положительные значения на лапах означают, что подвижная машина удалена от вас, поэтому необходимо ее смещение на вас.
Отрицательные значения на лапах означают, что подвижная машина приближена к вам, поэтому необходимо ее смещение от вас.
Закрепите часовые индикаторы на передних и задних лапах.
Переместите передние и задние лапы на необходимую величину, наблюдая за показаниями индикаторов.

Рис. 5.69 Горизонтальные корректировки. Индикаторы на лапах

Для корректировки горизонтальной несоосности по контролю показаний индикаторов, закрепленных на муфте, выполняются следующие шаги:

Поверните индикаторы в положение 9:00 и обнулите их показания.
Поверните валы на 3:00.
Настройте индикаторы на половину их показаний.
Перемещайте передние лапы подвижной машины до тех пор, пока подвижный индикатор не покажет нулевое значение.
Перемещайте задние лапы подвижной машины до тех пор, пока стационарный индикатор не покажет нулевое значение.
Повторяйте шаги 4 и 5 пока оба индикатора не покажут нулевые значения.

Рис. 5.70 Горизонтальные корректировки. Контроль индикаторами, смонтированными на муфте.

Советы по горизонтальной корректировке

Начинайте с перемещения лап, где несоосность больше.
Если нет отжимных болтов, постарайтесь установить их, где возможно.
Доводите передние и задние лапы в положение соосности совместно, они связаны между собой.
Если лапы отклонены от нужного положения не более 0,05 мм, начинайте затяжку болтов и следите за показаниями индикаторов. Применяйте соответствующую крест-накрест последовательность затяжки.

5.6.9.4 Действия после вертикальной и горизонтальной корректировки

После выполнения окончательных вертикальных и горизонтальных корректировок вам необходимо:

Выполните повторные измерения.
Сравните результаты с назначенными допусками.
Повторяйте корректировки до тех пор, пока не попадете в допуски.
Проведите и задокументируйте окончательную серию измерений.
Возвратите оборудование в вид, соответствующий рабочему состоянию.