ЦЕНТРОВКА РОТОРНЫХ МАШИН

Центровка роторных машин необходима в связи с тем, что сопрягаемые в муфте валы ротора часто не являются горизонтальным продолжением друг друга. При этом возникают ситуации:

· перекос валов в муфте,

· параллельное смещение валов,

· излом валов (и перекос и параллельное смещение).

Такое положение валов вызывает появление динамических сил, приводящих к вибрации. Поэтому вибродиагностическим признаком расцентровки является появление высших гармоник в осевой вибрации агрегата. Одним из радикальных средств снижения вибрации является качественная центровка насоса и электродвигателя, приводящая к тому, что под нагрузкой вибрация электродвигателя снижается на 20 - 30% по сравнению с вибрацией в неагрегированном состоянии.

3.1. Основные причины нарушения центровки в процессе эксплуатации

Под центровкой агрегата понимается производство ряда операций, обеспечивающих в рабочем положении агрегата правильное геометрическое расположение деталей и совпадение осей роторов с осями подшипников и корпусов.

При монтаже агрегата последовательно производится центровка:

1-ая - по уровню и струне,

2-ая - по расточкам под уплотнения,

3-ая - по полумуфтам.

Центровка по уровню и струне обеспечивает нормальное расположение деталей роторов и корпусов подшипников в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Центровка по расточкам позволяет обеспечить совпадение осей вращения ротора и расточки корпуса, что обеспечивает минимальные и равномерно распределен­ные радиальные зазоры в уплотнениях и проточной части. Завершающим этапом центровки является центровка по полумуфтам. Выполнение этой операции обеспечивает такое взаимное расположение роторов, когда ось одного является продолжением оси другого, а ось всего агрегата представляет собой одну непрерывную упругую линию. Этот заключительный этап центровки позволяет проконтролировать все предыдущие этапы.

Проверка центровки по полумуфтам является обязательной при капитальном ремонте, поскольку в процессе длительной эксплуатации, как правило, происходит смещение корпусов подшипников относительно мест их установки. Центровку по полумуфтам проверяют по положению полумуфт относительно друг друга. Правильному положению роторов соответствует концентрическое положение полумуфт и параллельность их корпусов. Поэтому в основу центровки положено измерение относительного положения полумуфт при одновременном повороте роторов.

Таким образом, практическая центровка заключается в том, чтобы при изменении относительного положения роторов обеспечить параллельность торцов и концентричность полумуфт при повороте роторов на один и тот же угол. При этом величина допуска на непараллельность должна контролироваться совместно с допуском на несоосность. Поэтому добиваются допустимых значений величины не параллельности, а потом добиваются требуемых величин несоосности, если при этом изменяются величины первого допуска, то работа повторяется.

Технология центровки агрегата заключается в подборе необходимой величины прокладки под опорами лапы и перемещении машины на раме в горизонтальном и вертикальном направлениях. Подъем машины для установки прокладки частично осуществляется с помощью домкратных болтов. Прокладки должны быть очищены, промыты. Под каждую опорную лапу допускается установка не более трех прокладок.

К числу основных факторов вызывающих изменение центровки в процессе эксплуатации относятся:

· смещение роторов турбины и нагнетателя газоперекачивающего агрегата (ГПА) во вкладышах подшипников вследствие смещения шеек роторов на масляном клине, образующемся во вкладышах при вращении;

· температурные деформации корпусов и трубопро­водов, а также подшипников, вызывающие изменение относительного положения осей расточек корпусов и подшипников;

· состояние фундамента, связанное с сезонным измене­нием грунтов и уровнем грунтовых вод.

Поскольку центровка агрегата ведется не в рабочем состоянии, то при ее производстве должны учитываться все изменения взаимного положения деталей, которые происходят при переходе рабочего в нерабочее состояние, т.е. агрегат в нерабочем состоянии должен быть специально расцентрован с тем, чтобы последующие изменения обеспечили последующую центровку. То есть, например, при центровке валов силовой турбины и нагнетателя необходимо учитывать тепловое расширение, которое указывается в технических условиях.

3.2. Принцип и процедура центровки

Для центровки роторов по полумуфтам применяются приспособления, состоящие из жестких хомутов и кронштейнов, на которых укрепляют индикаторы часового принципа, позволяющие измерить расстояние между поверхностями с точностью до 0,01 мм.

Центрируемые роторы устанавливают в начальное положение и от этой отметки на обеих полумуфтах наносятся отметки через 90°. Процедура центровки заключается в том, что при одновременном повороте обоих роторов на 90°, 180° и 270° изменяются один радиальный зазор и четыре зазора по окружности: а - осевой зазор; b - радиальный.

Процесс вычисления толщины прокладок, устанавливаемых под лапы центрируемых машин на основании измерения осевых и радиальных зазоров, заключается в следующем:

· определение приведенных значений осевых зазоров

;

(12)

· определение средних значений осевых смещений, т.е. усредняются все радиальные зазоры

;

(13)

· определение приведенных значений радиальных зазоров

;

(14)

· перемещение ближнего к муфте подшипника, в вертикальном положении:

,	(15)
где		-	расстояние между подшипником и муфтой,
			диаметр муфты.

При получении отрицательной величины В прокладку под опорой надо уменьшить, в противном случае - увеличить.

· - перемещение ближнего к муфте горизонтального подшипника

,

(16)

В газоперекачивающих агрегатах опорные подшипники имеют вкладыши с опорными колодками, и центровка ротора осуществляется путем изменения толщины прокладок под колодками.

При этом необходимо учесть величину угла , под которым колодки расположены к плоскости разъема. Так, при необходимости смещения вкладыша на величину в вертикальном направлении толщина прокладки под нижней опорной колодкой должна быть увеличена на В, а под верхней колодкой должна быть на столько же уменьшена.

При смещении вкладыша в горизонтальном направлении вправо под верхней и нижней колодками толщина прокладок не меняется; под правой колодкой прокладка должна быть уменьшена, а под левой - увеличена на какую то величину.

При одновременном изменении положения ротора в вертикальной и горизонтальной плоскостях суммарное изменение толщины прокладок под колодками подсчитывается как алгебраическая сумма данных, полученных расчетом.

3.3. Центровка роторных машин с помощью лазера

Использование механических индикаторов для центровки роторов имеет недостатки:

· возможность деформации хомутов во время измерения;

· большое время центровки, связанное с установкой хомутов и креплений;

· при присоединении валов роторов используются зубчатые муфты. Они позволяют компенсировать смещение роторов, не превышающее величину люфта муфты, то есть центровка производится относительно люфта в муфте. Это приводит к изменению условий центровки и, самое главное, при этом не устраняются силы, возникающие в центрируемых валах, а проявляются в самой муфте, следовательно, и в подшипниках.

Таким образом, с помощью механических индикаторов устанавливают не истинно горизонтальное положение валов, а положение валов относительно люфта в муфте. Недостатки, существующие в технологии центровки, приводят к усиленному износу подшипников, износу уплотнений и росту утечек из них, росту нагрузок, усилению вибрации.

Технический прогресс позволил на основе лазера и микропроцессора, разработать приборы, которые позволяют устранить недостатки центровки, возникающие при центровке с помощью механических индикаторов.

Два элемента - источник и преобразователь - устанавливают напротив друг друга, каждый на своей опоре, на соответствующей полумуфте и измеряют смещение и перекос валов. Измерение проводится три раза, положение валов 9, 3 и 12 часов. Когда валы повернулись на 180°, лазерные лучи источника и преобразователя опишут две полуокружности. Центры этих полуокружностей совпадают с центрами валов.

Преобразователь измеряет расстояние между центрами, а микропроцессор углы между лучами и разность измеренных расстояний.

Результат измерений представляется на дисплее, в виде параллельного смещения и перекоса осей валов. На дисплее фиксируется также наличие мягкой лапы (которая не опирается на фундамент), а также результаты измерений, необходимых или получаемых с помощью механических индикаторов. Для достижения требуемой точности в начале центровки с помощью установочных винтов добиваются того, чтобы лазерный луч источника попал в круг мишени преобразователя.

Поиск по сайту: