Центрування валів для насаджування муфт
центрування валів
За конструкцією вали можуть працювати або спільно на вигин і кручення (основний випадок) або тільки на крутіння (що рідше), осі - працюють тільки на вигин. Основна їхня відмінність в тому, що
Для правильної оцінки міцності вала слід уважно призначати сприйняту їм розрахункову навантаження, з урахуванням найбільших, хоч і рідко зустрічаються значень, так і в частині її змін у часі з урахуванням абсолютних і відносних навантажень різних рівнів, важливо наскільки можливо точно виявити характер і величину навантажень. Основною умовою, що визначає надійність і довговічність експлуатації електричних машин є правильно виконана центрування валів.
Центрування валів включає в себе дві основні операції: вивірку осі загального валу (вивірку лінії валів) і власне центрування, тобто усунення бічних і кутових зсувів машин і механізмів.
Для забезпечення правильного розподіл навантажень між підшипниками вали з'єднуються машин повинні бути встановлені в такий стан, при якому торцеві площини напівмуфт в горизонтальній і вертикальній плосткостях будуть паралельні, а осі валів продовженням одна одної, без зсувів. Під дією власної ваги ротора вісь вала кожної електричної машини приймає кілька вигнуту форму. Якщо з'єднуються вали встановити строго горизонтально, то вигини осей валів приведуть до того, що торцеві плосткості полумуфт НЕ будуть паралельні і отримають розкриття зверху. В цьому випадку осі валів будуть продовженням одна одної. При роботі такого агрегату його вали будуть вібрувати, роблячи шкідливий вплив на підшипники і інші частини механізму.
Вивірка лінії валів за рівнем. При одночасному монтажі двох частин (наприклад, двигун і генератор), для виконання цієї операції є кілька способів.
Неспіввісність валів називають таке їхнє взаємне розташування, при якому центрована осі і мають бічне (радіальне) або кутова (осьовий) зміщення відносно один одного.
Величини допустимих зміщень визначаються конструеціей застосовуваних муфт, що мають різну компенсаційну здатність. Під компенсаційної здатністю слід розуміти здатність деяких типів муфт компенсувати неточність вивірки співвісності валів, що з'єднуються машин.
Вали, що з'єднуються за допомогою жорсткої поперечно-з'єднувальні муфти практично не допускають бічних і кутових зсувів так як при такому з'єднанні вони повинні працювати як загальний вал.
Технологічна послідовність операцій з монтажу електричних машин залежить від їх габаритів і способів поставки (в зібраному або розібраному вигляді).
Перед центруванням валів повинні бути виконані наступні підготовчі роботи: підготовка робочого місця; перевірка шийок валів, перевірка стану напівмуфт до насадки, нагрів полумуфт, насадка полумуфт, очищення та огляд вкладшей підшипників, перевірка положення шийок вала в нижніх вкладишах, предварітелльная перевірка збігу лінії валів, перевірка радіального биття валів і напівмуфт, перевірка полумуфт на осьове биття.
Зупинимося на найбільш важливих моментах
Отвір в ступиці і посадкова частина валу повинні мати форму циліндра. Для важких умов роботи напівмуфти насаджують на вали в гарячому стані з натягом, що забезпечує необхідну міцність насадки. Величина натягу вважається достатньою, якщо діаметр отвору в маточині напівмуфти, насаживаемой в гарячому стані буде до нагрівання меньші діаметрі посадкового кінця вана на 0,08-0,1 мм. за 100 мм. діаметра вала.
При такій різниці в діаметрах створюється натяг, що забезпечує достатню міцність насадки. Допускати занадто велику величину натягу не слід, так як це може привести до розриву маточини, при меншому натягу можливо прокручування полумуфт на валу при передачі великих моментів.
При насадці напівмуфт посадковий кінець вала і отвір в ступиці повинні бути очищені від осілого на них пилу, задирок, шорсткостей і т.п.
Невеликі напівмуфти з призматичної шпонкою в холодному стані насаджують вручну. Для насадки напівмуфти в гарячому стані заздалегідь підготовляють пристосування для переносу нагрітої муфти, а також для її насадки.
У двигунів з конічним кінцем вала на валу передбачена нарізка і конічна полумуфта насаджується на вал шляхом затягування гайкою.
Перед сполученням валів перевіряють радіальне і осьове биття валів і насаджених полумуфт. Збіг ліній валів попередньо перевіряють по напівмуфтами за допомогою вимірювальних інструментів.
Радіальне биття вала і напівмуфт
Радіальне биття вала перевіряють в декількох плосткостях по довжині вала. При цьому коло вала ділять на вісім рівних частин. Для перевірки використовують індикатор годинникового типу, який встановлюють на жорстку основу з таким розрахунком, щоб вимірювальний стрижень індикатора стосувався поверхні вала. Для перевірки муфт на осьове биття два індикатора встановлюють в діаметрально протилежних точках торця напівмуфти на однаковій відстані від осі обертання валу. Для замірів окружність ділять на парне число рівних частин (наприклад на 8) і торцеве биття визначають на підставі восьми пар вимірів. Якщо завмер проведений правильно, то сума верх і нижнього зазорів дорівнює сумі бічних зазорів (або різниця не більше 0,03 мм.).
У практиці електромонтажних організацій застосовують ряд своїх способів центрування валів. До них відносяться:
Центрування валів за допомогою однієї або двох пар радіально-осьових скоб
При кутових зсувах валів тобто коли а1 + а3 більше або менше А2 + А4 (або b1 + b3 більше або менше b2 + b4) для центрування рекомендується застосовувати дві пари скоб, зрушених одна щодо іншої на 180 градусів, як показано на малюнку а, причому однією парою скоб вимірюють бічні і кутові зазори, а інший тільки кутові на однаковій відстані від осі, вимірювання проводять при повороті ротора на 0,90,180 і 270 градусів. Після вимірювань проводять необхідні коректування і переміщення.
Центрування валів по напівмуфтами
В скобу вворачивают вимірювальний болт з контргайкою, бічні зазори вимірюють за допомогою щупа між вимірювальним болтом (або індикаторів) і зовнішньою поверхнею напівмуфти, а кутові зазори - між торцями напівмуфт.
У кожному положенні полумуфт (0,90,180,270) заміряють один бічний завмер і два або чотири кутових зазору. Середні значення кутових зазорів при декількох вимірах визначають як середнє арифметичне шляхом ділення суми числових значень зазорів на кількість замірів.
Центрування валів електричних машин з зубчастої передачею.
У цьому випадку за базу пріцентровкі приймають редуктор, а всі переміщення виробляють за рахунок електричної машини, пріцентровиваемой до редуктора.
При цьому слід враховувати, що вал ведучого колеса редуктора при роботі зазвичай піднімається на величину вертикального зазору в підшипниках, тому вал центрована механізму встановлюють вище вала зубчастого колеса на згадану величину вертикального зазору.
Центрування валів багатомашинних агрегатів
в процесі монтажу агрегату. У 3-5 машинних тихохідних перетворювальних агрегатах в якості приводів використовують синхронні двигуни нормального виконання, підшипники яких не розраховані на додаткові навантаження від якорів генераторів, які мають тільки по одному власному підшипника.
Для розвантаження приводних підшипників від додаткових навантажень застосовують наступний метод: на підшипники агрегату встановлюються окремі вали в таке взаємне розташування одного, щодо іншого, при якому площини фланців мали б неоторий кутовий розвал, який заданий розрахунком. Для такого обладнання окремо розраховуються і вказуються величини навантажень на підшипники.
Перед початком робіт з монтажу обладнання та вирівнювання виконують широкий спектр підготовчих робіт.
Допуски на центрування
Перевірені після центрування скобами довжиною 250-300мм. величини бічних і кутових зазорів при спільному повороті обох роторів на 0, 90, 180 і 270 градусів (або 0, 120, 240 градусів) не повинні відрізнятися більш ніж на 0,03 мм. При інший довжині скоб допуски на кутові зазори долдни бути змінені пропорційно довжині скоб (відповідно в більшу або меншу сторону).
При центруванні по напівмуфтами для одних тих самих положень вала бічні і кутові зазори для муфт діаметром 400 - 500 мм. не повинні відрізнятися більш ніж на 0,05 мм.
Величина допустимого биття кінця вала зазвичай вказується виробником і залежить від швидкохідності машин.
Остаточна установка лінії валів.
При монтажі середніх великих електричних машин, вертикальне і горизонтальне переміщення ротора в невеликих межах (щоб уникнути порушення необхідного прилягання шийок вала в обох нижніх підшипниках) виробляють відповідним переміщенням стійок підшипників. Слід врахувати, що при встановленому статорі таке переміщення стійок разом з самим ротором вимагає відповідного переміщення і самих статорів, так як в противному випадку порушаться зазори між статором і ротором.
Правильне положення ротора досягається переміщенням фундаментної плити. Після декількох переміщень фундаментної плити і стійок підшипників під ними може виявитися велика кількість тимчасових прокладок які слід по черзі замінити постійними, виготовленими під відповідні розміри. Встановлювати їх слід досить щільно, але без послаблення інших прокладок, що перевіряють щупом або простукуванням. Потім перевіряють затяжку анкерних болтів, болтів, що кріплять стійки і центрування, після чого приварюють коротким швом гайки анкерних болтів до плити, закріплюють болтами жорсткі напівмуфти, а також остаточно перевіряють центрування і зазору між статором і ротором.
Необхідно також переконатися в тому, що при обертанні ротор не зачіпає щитів статора. Для цього у середніх і великих електричних машин виробляють пробну установку щитів статора. При наявності зачіпань дещо зменшують розбіг ротора шляхом пересуву підшипників в осьовому напрямку. Після цього встановлюють контрольні конічні штифти в стійки підшипників і лапи статора. Спочатку встановлюють неізольовані штифти, а потім - ізольовані.
Збірка, підганяння та з'єднання муфт
Перед з'єднанням машин з жорсткими або напівжорсткими муфтами необхідно переконатися у відсутності на торцевих поверхнях напівмуфт вибоїн, подряпин задирок і інших нерівностей, після чого провести розгортку просвердлених начорно отворів для з'єднувальних болтів.
Кожне отвір розгортають одночасно в обох напівмуфтах (вони повинні бути попередньо стягнуті болтами). Потім до і після установки всіх болтів слід визначити радіальні биття кожної напівмуфти в чотирьох точках, віддалених одна від одної на 90 градусів.
якщо в результаті неточного розгорнення биття перевищить допуск на центрування, потрібно все отвори заново розгорнути розгорненнями великого діаметра і замінити сполучні болти.
Рухомих сполук. виконані за допомогою зубчастих муфт, після складання перевіряють на можливість осьового кутового зміщення валів через нагрівання, достатність зазору між кришками і торцями зубів маточин, а також між торцями маточин. Крім того, в зубчастих муфтах перевіряють зазори в зацеплениях і правильність кроку зачеплення зубів (допускаються відхилення по товщині зуба і в кроці + / - 0,05 мм).
При складанні пружинних муфт перевіряють розміри пазів між зубами напівмуфт (вони повинні бути строго однакові) і можливість осьових переміщень пружин.
Крім того, необхідно переконатися у відсутності защемлень пружин.
У пальцевих еластичних муфт перевіряють діаметри гумовою і кожанной набивань, а також отворів для них. При цьому слід мати на увазі, що еластична частина пальців повинна вільно входити в отвори (різниця в діаметрах допускається 2-4 мм). Зазори між торцями напівмуфт допускаються в межах 5 -8 мм.
Обов'язковою умовою при складанні і підгонці муфт є рівномірний пріліганіе еластичною частини всіх пальців до поверхні отворів по всій їх довжині (в відомою напівмуфті).
Правильне положення пальців перевіряють наступним чином:
після установки кожного пальця встановлюють наявність зміщення однієї напівмуфти по відношенню до іншої шляхом легкого похитування одного з роторів в обидві сторони. При цьому необхідно домогтися, щоб величина зсуву кожного з пальців була однаковою. Якщо при установці будь-якого пальця зсув не виявлено, причиною цього може бути неправильна установка або обрабокі пальця або неправильні розміри розточення отвору в відомою напівмуфті.