Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,823

LEARNING THE BASICS OF SHAFT ALIGNMENT ROTARY MACHINE USING A SPECIAL TRAINING KIT

Zhiltsov A.P. 1 Bocharov A.V. 1 Nedomolkin D.V. 1
1 Lipetsk State Technical University
Разработан специализированный учебный стенд для отработки навыков центровки валов роторных машин популярными механическими методами, для студентов технических спецальностей и специалистов ремонтных служб.
The specialized training stand to practice skills shaft alignment of rotating machines popular mechanical methods for students of technical specialists and special repair services.
educational stand
mechanical alignment
1. Collacott, R. A. Diagnosis of mechanical equipment / R. A. Collacott // TRANS. angl. – Leningrad: Sudostroenie, 1980. – 296 p.
2. Lavrov K. A., Sevastianov V. V., Romanov, R. A., fundamentals of industrial alignment equipment // tutorial. – SPb.: Baltech, 2013. – 89 p.
3. Soloviev, A. B. Practical vibration analysis and condition monitoring of mechanical equipment / A. B. Soloviev, A. R. Sherman. – M.: Mashinostroenie, 1996. – 276 p.

Центровка валов – это процесс определения относительного положения осей роторов машин, регулировка их положения в пространстве так, чтобы центры вращения их валов были соосны.

Несоосность приводит: к возрастанию нагрузки на подшипники, сальники, посадочные места подшипников; увеличение потерь энергии; возрастание вибрации; снижение объёма выпуска продукции; снижение качества продукции. Исследования показывают, что до 50 % всех выходов из строя роторных машин и оборудования напрямую связан с плохой центровкой. Кроме того, более 90 % роторов машин работают за пределами рекомендованных допусков [1]. Поэтому особо остро стоит проблема обучения специалистов ремонтных служб навыков центровки.

Если оси вращения валов находятся под углом к друг другу, такую несоосность называют угловой, если оси вращения валов расположены на равном расстоянии друг от друга по всей длине, то такое явление называется смещением или параллельной несоосностью. В большинстве случаев эти несоосности присутствуют одновременно (рис. 1) [1].

 

zil1.tif

                   а                                                      б

Рис. 1 Виды несоосности:
а – параллельная несоосность б – угловая несоосность

Существует много методов центровки и в последнее время набирают популярность всевозможные автоматические системы (оптические лазерные ультразвуковые и др.), но для приобретения принципиального понятия, как снизить влияние расцентровки на работу механизмов в целом, важно научится центровать валы роторных машин механическими методами. Особую популярность из-за простоты и наглядности получили механические методы с использованием линейки и щупов, радиально-осевой метод; метод обратных индикаторов (рис. 2) [2].

 

zil2.tif

                   а                                                      б

zil2c.tif

                               в

Рис. 2. Механические методы центровки:
а – с использованием линейки и щупов; б – радиально-осевой метод;
в – метод обратных индикаторов

1. Метод с использованием линейки и щупов. Для проверки параллельного смещения валов, край линейки прикладывается к образующим одной из полумуфт. При этом сопрягаемые валы должны совместно проворачиваться. Зазор между линейкой и другой полумуфтой измеряется набором щупов. Замеры производятся в противоположных горизонтальных и вертикальных точках. Угловую несоосность измеряют конусными калибрами, штангенциркулем, набором щупов и т.д. Измерения производят в диаметрально противоположных точках. Разница в зазорах используется для определения относительного наклона валов. Преимущество данного метода: простота, непосредственное измерение, при ограниченном доступе может быть использован для тонких муфт.

2. Радиально-осевой метод. Два индикатора крепятся на валу стационарной машины, одним индикатором проводят измерения по ободу полумуфты подвижной машины для определения смещения вала, другим проводят измерения на фланце полумуфты в осевом направлении, чтобы определить угловое положение вала. Основные ограничения для использования метода: прогиб выносных элементов, что ограничивает расстояние для измерений и ограничения доступа к фланцу муфты из-за конструкции муфтового соединения, при этом процесс корректировки – многоступенчатый, а осевые перемещения вала напрямую влияют на результат измерения, и для оценки результата необходимо повторное измерение. Основным преимуществом является то, что в ограниченном пространстве только этим методом можно выполнить центровку.

3. Метод обратных индикаторов. Центровка валов этим методом предполагает измерения по окружности муфтового соединения в двух точках, что позволяет определить смещение валов. Угловое положение вала определяется наклоном между измеренными смещениями валов в двух точках. Главным преимуществом метода является получение информации о смещении и об угловом положении валов, что обеспечивает простой расчёт и графическое построение положения валов при центровке. Увеличение расстояния между точками измерения приводит к увеличению точности углового положения валов. На коротком расстоянии, этот метод уступает радиально-осевому методу [3].

Для отработки навыков центровки валов роторных машин популярными механическими методами, разработан специализированный стенд (рис. 3).

Основа стенда – станина (1) на которую крепится редуктор (2) и электродвигатель (4) установленный на специальную регулируемую подставку(3). Этот элемент позволяет задавать начальную несоосность валов. Вал двигателя и входного вала соединены муфтой (5). Центровку можно осуществлять с помощью набора щупов или индикаторных головок (6). Конструкция стенда позволяет центрировать как с помощью радиально-осевого метода так и методом обратных индикаторов. При центровке роторных машин в реальных условиях часто возникает проблема ограниченого пространства. Для отработки навыка центрирования в таких условиях в конструкцию стенда добавлен подвижный
кожух (7).

zil3.tif

Рис. 3. Принципиальная схема стенда центровки

Стенд позволяет получить на практике навыки по основам центровки и понять принцип повышения надёжности и увеличения эффективности работы механизмов за счёт повышения стабильности работы соосных валов.

Практика показывает, что понимание принципов правильной центровки валов роторных машин обслуживающим персоналом повышает межремонтный интервал более чем на 30 % и позволяет существенно снизить затраты на поддержание работоспособности оборудования [2].