Центрування валів електричних машин: особливості, пристосування і пристрій

Центрування валів електродвигунів і механізмів проводиться з метою, щоб їх осі знаходилися на одній прямій. Неспіввісні обертові вали створюють значні навантаження, що призводять до руйнувань, передчасного виходу деталей з ладу і значного шуму. Співвісно виставити механізми не завжди виходить, тому застосовують з'єднувальні муфти з компенсацією розцентрування осей пружними елементами. Вони виконують свої функції до певної величини неспіввісності. Центрування валів за полумуфтам найбільш зручна. Їх поверхні є базовими, на них кріпляться вимірювальні пристосування. В теплоенергетиці велика частина машин працює з пружними втулочно-пальцевими муфтами (МУВП). У потужних агрегатах застосовуються зубчасті муфти (МЗ).

Параметри центрування

Центрування валів індикаторами перевіряється за наступними параметрами:

R - взаємне радіальне зміщення циліндричних поверхонь напівмуфт (радіальна расцетровка).

T - різниця розкриття торців напівмуфт у вертикальній і горизонтальній площинах (торцева або кутова розцентрування).

Вимоги до муфтам

Допустима розцентрування зменшується з ростом частоти обертання. Вона складає для МУВП 012 мм при 1500 об/хв і 005 мм при 3000 об/хв. Важливо! При виборі муфти необхідно перевірити відповідність її характеристик технічних умов, згідно з якими її осьове і радіальне биття не повинно бути вище 005 - 008 мм Посадка на валу створюється щільна. До розбирання на напівмуфти наносяться мітки, за якими можна буде відновити їх взаємне розташування. Порушення цих правил може зменшити точність центрування.

Горизонтальність установки валів

Фактично вісь не є прямою, оскільки згинається під впливом власної ваги і інших навантажень. При центрування агрегату потрібно контролювати положення валів відносно горизонту. Контроль проводиться на шийках підшипників. Можна використовувати поруч розташовану рівну поверхню вала за допомогою рівня «Геологорозвідка» (ціна поділки 01 мм на 1 м).

Пристрої для контролю центрування

Досвідчені майстри здатні зробити контроль центрування, приклавши металеву лінійку до муфті і за просвіту визначивши співвісність. Але для більшої впевненості, щоб укластися в норму, можна скористатися пластинчастим щупом або індикатором ІЧ-001. Останній забезпечує необхідну точність 001 мм, якої достатньо, щоб укластися в норму. Спочатку роз'єднуються напівмуфти, а потім на них або на валах поруч встановлюють пристосування для центрування валів електричних машин. Вони повинні бути достатньо жорсткими, щоб не прогиналися в процесі вимірювань. Вимірювання можна проводити також при сполучених муфтах. Після установки і зміцнення пристосувань перевіряється працездатність механізму індикатора. Для цього слід відтягнути і повернути на місце вимірювальні стрижні. При цьому стрілка повинна прийти у вихідне положення. Осьові і радіальні зазори перевіряються шляхом одночасного повороту обох роторів з вихідного положення на кути 90°, 180° і 270° в бік обертання приводу.

Як центрувати агрегати?

Перед вимірами перевіряється затягування анкерів і корпусів підшипників. Ослаблення кріплення, наявність тріщин в рамі, дефекти фундаменту, нерівномірне осідання підлоги є причинами порушення центрування при роботі механізмів.
Пристосування встановлюються на напівмуфти, потім заміряється розцентрування:

радіальна у вертикальній площині;

радіальна в горизонтальній площині;

торцева в вертикальній площині;

торцева в горизонтальній площині.

За результатами вимірювань проводиться коригування положення осей валів. Для цього опори переміщують по вертикалі за допомогою прокладок, а по горизонталі болтами, розташованими на рамі. Центровочную скобу встановлюють у положення більшого значення параметра розцентрування, після чого опори переміщують на величину фактичної розцентрування. Центрування валів проводиться почергово в горизонтальній і вертикальній площинах. Після закінчення процесу переміщення і фіксації опор вимірювання проводять повторно. Якщо це необхідно, їх коригують знову.

Центрування насосних установок

Центрування валів насоса і електродвигуна необхідна для балансування обертових деталей. Це відноситься не тільки до колеса і валу, але і до ротору електродвигуна. Обов'язком виготовлювача є демонстрація агрегату робочому режимі подання без перевищення допустимого рівня вібрації. Ціни на промислові агрегати високі, а при подальшій експлуатації довести вину виробника буде майже неможливо. Стандарти передбачають, що після пуску відповідальність за вібрацію надалі лягає на споживача. Випробування насоса повинні проводитися на штатному місці його експлуатації. Особлива увага приділяється фундаменту і опорній рамі, на яку встановлюються двигун і насос. Місця стикування (монтажні припливи) повинні бути ретельно оброблені, щоб розміри зазорів не були більше 02 мм на 1 м стику. В місцях з'єднань передбачається можливість регулювання рівнів прокладками товщиною від 15 до 3 мм. Для насосів потужністю більше 150 кВт за стандартом центрування здійснюється гвинтами у вертикальній і горизонтальній площинах (не менше шести гвинтів для горизонтального насоса і не менше чотирьох – для вертикального). Їх кількість залежить від ваги устаткування.
Важливо! Центрування з'єднання привода насоса і виробляється і контролюється перед монтажем і протягом усього періоду експлуатації. Також потрібно звернути увагу, що двигун і насос побутового призначення містяться в загальному корпусі і відцентровані на заводі. Їх контролювати і виставляти не потрібно. Якщо між насосом і двигуном встановлений редуктор, в першу чергу слід відцентрувати його і закріпити штифтами. Інші вали агрегату орієнтуються на нього. При надходженні насосів з заводу в зборі з електродвигунами центрування валів агрегатів проводиться за двигунів. При складанні насоса на опорній рамі вал двигуна виставляється за нього.

Балансування карданного валу

Центрування карданного валу проводиться для усунення вібрацій, що виникають при працюючому двигуні. Причинами дисбалансу можуть бути:

порушення вимог технології виготовлення вала або після його ремонту;

неправильна збірка;

порушена центрування деталей валу і деталей, частин трансмісії;

похибки термічної обробки виробу;

механічні пошкодження.

Спочатку виявляється дисбаланс, а потім здійснюється його усунення шляхом встановлення противаги. Робота виробляється на спеціальному обладнанні станції техобслуговування. Для цього використовують балансувальні верстати. Реальні умови роботи карданного валу імітуються за рахунок його обертання електродвигуном через передачу (зазвичай ремінну). Відхилення визначаються датчиками, переміщаються по довжині вала. Спеціальна програма обробляє результати вимірювання, після чого визначається місце установки і величина балансувального вантажу. Фахівець з техобслуговування додає вантаж, висвердлює метал або встановлює прокладки для забезпечення співвісності.

Прилади для центрування

Провести найпростіші вимірювання при перевірці центрування валів можна за допомогою складаного метра і металевої лінійки. Для правильних вимірів необхідно більш точне пристосування для центрування валів: скоба з відліковим пристроєм, пластинчастий щуп, мікрометр, штангенциркуль.

Штангенциркуль – прилад для вимірювання діаметрів (зовнішніх і внутрішніх) і довжини деталей до 4000 мм. Окремі типи дозволяють визначати глибини, відстані до внутрішніх і зовнішніх уступів, робити розмітку. Рівень точності становить від 001 мм до 01 мм Прилади можуть бути механічними і цифровими – з висновком виміряних значень на дисплей. Вимірювання проводять з послабленням кріплення штанги, після чого пересувають вимірювальну зовнішню губку, поки вал злегка не затисне з двох сторін. Потім гвинтом мікрометричної подачі підводиться рамка з ноніусом і закріплюється затискачем. Цілі міліметри відліковуються з поділом на штанзі, а частки – по нониусу.

Мікрометр – прилад для вимірювання зовнішніх діаметрів і довжини деталей до 2000 мм з точністю від ±0001 мм до 001 мм При проведенні вимірювань деталь затискається мерительними поверхнями приладу шляхом обертання мікрометричного гвинта з тріскачкою, поки остання не почне прослизати.

Скоби з відліковим пристроєм служать для вимірювання зовнішніх діаметрів і довжини деталей до 1000 мм. Прилад для центрування валів кріпиться на переставную п'яту, а на рухомий знаходиться індикатор з поділками. Виміри можна проводити з точністю від ±0002 до 001 мм

Пластинчастий щуп – набір каліброваних пластин для вимірювання зазорів між торцями напівмуфт центрованих валів. Його можна застосовувати як індикатор зазору між штифтом центрувальні скоби і корпусом напівмуфти. Пластини щупа вставляють в зазор з невеликим тертям, яке підтримується приблизно однаковою при кожному вимірюванні.

Рівень – прилад для перевірки горизонтальності плит фундаменту і рам агрегатів з приводами, а також для вивірення ліній валів електроприводів і механізмів. Застосовують рамний пристрій типу «Геологорозвідка», де кут нахилу визначається переміщенням мікрометричного гвинта, поки повітряний пухирець в ампулі з рідиною не досягне нульового положення.

Лазерне центрування валів

Системи лазерного центрування випускаються одно - і двухлучевие. Остання є більш точною і функціональною. Вимірювальний блок встановлюється на валу і створює лазерний промінь уздовж його центру обертання. Від протилежного блоку, встановленого на сопрягаемом валу, детектується інший промінь. Обидва сигналу уловлюються фотоприймача, і при різних кутових положеннях валів з високою точністю визначається їх розцентрування. Шляхом порівняння показань при різних кутових переміщеннях валів можна виготовляти їх центрування в горизонтальній і вертикальній площинах.

Система «Квант-ЛМ»

Великою популярністю користується центрування валів із застосуванням лазерної системи «Квант-ЛМ», розробленої компанією «БАЛТЕХ». Проводиться центрування машин горизонтального і вертикального виконання. Вбудований обчислювальний блок порівнює і обробляє сигнали від вимірювальних блоків. Результати виводяться на дисплей, де показано стан центрування щодо допустимої області, виділеної зеленим кольором, і позамежної зони (червоний колір). Система «Квант-ЛМ» дозволяє усунути вібрації, зменшити кількість простоїв і ремонтних робіт, збільшити термін служби підшипників, ущільнень та муфт.

Висновок

Розцентрування роторів агрегатів є поширеним дефектом, який можна усунути. Для цього необхідно знати впливають на неї фактори і способи центрування валів. Зазвичай центрування валів проводиться концентричної і паралельною установкою торцевих поверхонь напівмуфт з допомогою спеціальних приладів.