1 Значение и метод измерения центровки вращающихся машин
Центровка вращающегося оборудования — это процесс регулировки положения основных валов двух или более соединяемых устройств, чтобы гарантировать, что валы оборудования находятся в коаксиальном состоянии при нормальных условиях эксплуатации.
Несоосность является одной из наиболее распространенных проблем с вращающимися механизмами.
Согласно соответствующей отраслевой статистике, более 50 процентов повреждений оборудования могут быть связаны с несоосностью и несоосностью. Вышеупомянутые затраты на замену, дополнительные затраты энергии и производственные потери уплотнений главного вала, подшипников, муфт и главного вала после повреждений, вызванных чрезмерным отклонением центрирования, не могут быть проигнорированы для любого агрегата, предприятия или даже общественной среды.
Отклонение центрирования принято разделять на отклонение концентричности, угловое отклонение и их комбинированное отклонение. Чтобы облегчить инженерные измерения и настройку оборудования, отклонение соосности обычно разбивается на две составляющие: отклонение концентричности и угловое отклонение в вертикальном и горизонтальном направлениях, а именно отклонение горизонтальной концентричности, отклонение вертикальной концентричности и горизонтальное угловое отклонение. Девиация и вертикальное угловое отклонение.
Метод центровки и качество центровки тесно связаны с развитием технологий. Существуют методы выравнивания щупа прямой линейки, методы выравнивания циферблатного индикатора и методы выравнивания лазером. Вообще говоря, любой метод юстировки может обеспечить достаточную точность, которая может достигать {{0}},001 ~ 0,01 мм, что в основном зависит от точности прибора и уровня квалификации оператора юстировки.
В настоящее время наиболее часто используемыми методами юстировки являются метод юстировки циферблатного индикатора и метод лазерной юстировки прибора.
Лазерный прибор для юстировки полностью основан на теории юстировки циферблатного индикатора в сочетании с передовыми и точными оптическими и электронными технологиями, чтобы свести к минимуму различные факторы ошибок, которые могут возникнуть при юстировке циферблатного индикатора, и значительно снизить процент ошибки. вызвано измерительным оборудованием китайского метода. В то же время он автоматически выполняет множество расчетных операций, делая операцию центрирования простой, быстрой и точной. Однако высокая стоимость данного типа оборудования и некоторые присущие ему погрешности электронных элементов КИПиА в определенной степени ограничивают его продвижение.
Циферблатный индикатор соприкасается с измерительной поверхностью через стержень, и относительное движение стержня усиливается передаточным механизмом для измерения изменения положения в небольшом пространстве между двумя осями, чтобы измерить его центральное состояние.
В настоящее время существует два широко используемых метода выравнивания циферблатного индикатора: радиально-осевой метод и двойной радиальный метод.
Радиально-осевой метод заключается в использовании одного измерителя для измерения отклонения концентричности, а другого (для исключения влияния канализации вала на угловую ориентацию, две детали часто равномерно распределяются в направлении диаметра) стрелочного индикатора для измерения углового отклонение ориентации. , который является наиболее часто используемым методом.
Двойной радиальный метод заключается в использовании двух циферблатных индикаторов для измерения отклонения концентричности в точке измерения противоположного вала, а концентричность и угловое отклонение системы вала можно рассчитать с помощью двух наборов данных.
Будь то радиально-осевой метод или двухрадиальный метод и их эволюционные методы выравнивания, такие как двухрадиальный метод и двухосный метод длинной муфты, их геометрические принципы одинаковы, и результаты измерений должны тоже быть точно таким же. У них есть свои преимущества и недостатки в практическом применении, и хорошие результаты измерений могут быть получены путем их надлежащего выбора в соответствии с реальной ситуацией.
2 Основные факторы погрешности метода юстировки стрелочного индикатора и методы их контроля
Циферблатный индикатор играет важную роль в операции центрирования вращающихся механизмов, но существует множество погрешностей, которые необходимо анализировать и контролировать.
Общие факторы ошибок и решения включают следующие 10 аспектов:
(1) Неправильная установка начальной точки измерения циферблатного индикатора и неправильный выбор диапазона
Неправильная установка начальной точки измерения стрелки стрелочного индикатора и неправильный выбор диапазона могут привести к зависанию щупа в воздухе или застреванию в процессе вращения, то есть на стрелке появятся верхняя и нижняя мертвые точки хода. циферблатный индикатор, что приводит к нереальным и неточным результатам измерений.
Конкретное решение состоит в том, чтобы выбрать циферблатный индикатор с как можно большим диапазоном (особенно при начальной настройке), как правило, выбрать диапазон от 3 до 10мм и установить начальную точку измерения (0 точек). около середины диапазона.
Выполнение нескольких измерений требует общей повторяемости данных и выбора наиболее стабильного набора данных.
Существует также важное правило для оценки достоверности данных измерений при считывании показаний циферблатного индикатора. То есть сумма данных в вертикальном направлении (0 градусов и 180 градусов) равна сумме данных в горизонтальном направлении (90 градусов и 270 градусов).
В реальной конструкции, если разница между ними превышает 0,02 мм, можно судить о том, что рама измерительного стола закреплена ненадежно или по другим причинам, которые будут проанализированы ниже, и могут быть приняты меры для их устранения. .
Это правило достоверности данных применяется к определению правильности показаний концентричности и углового отклонения.
(2) Циферблатный индикатор застрял или подвергся воздействию сильного магнитного поля
Стрелки циферблатного индикатора, залипание штока и воздействие сильных магнитных полей приведут к неточным показаниям. Таких ошибок в основном можно избежать, регулярно калибруя и проверяя гибкость стрелок циферблатного индикатора, а также оберегая их от сильных магнитных полей. Законы о достоверности данных применяются к проверке на этот тип ошибок.
(3) Ошибки записи данных и символов
Из-за человеческого угла обзора, различных способностей суждения или неправильного чтения считанное значение может отличаться от фактического отображаемого значения, что, естественно, вызовет отклонение.
Поскольку отклонение стрелки циферблатного индикатора влево и вправо в процессе измерения представляет собой положительное и отрицательное направления движения стержня часов, отклонение влево указывает на то, что стебель часов имеет положительное смещение, и наоборот, оно представляет собой отрицательное смещение. поэтому следует внимательно и постоянно следить за процентным соотношением в течение всего процесса измерения. Указатель таблицы поворачивается, и необработанные данные считываются правильно. Как только направление будет определено неправильно, последующее значение регулировки будет иметь большое отклонение, и выравнивание не может быть завершено.
В дополнение к упомянутому выше способу правильного считывания, упомянутый выше закон достоверности данных также может быть использован для оценки наличия ошибки символа записи. Предполагая, что теоретические значения, измеренные при 0 градусах, 90 градусах, 18{{10}} градусах и 270 градусах с помощью циферблатного индикатора, равны 0, 17, 22 и 5, в то время как фактически записанные данные равны 0, 11, 22 и 5 соответственно, можно обнаружить, что 11 плюс 5=16≠0 плюс 22, можно судить о том, что есть показание ошибка (читается 17 как 11); и предположим, что 5 под углом 270 градусов читается как -5, тогда 17 плюс (-5)≠0 плюс 22 (правильное выражение должно быть 17 плюс 5=0 плюс 22). Можно определить что данные неверны и являются недействительными данными. Путем анализа можно определить, что первый вышеприведенный случай может быть ошибкой записи показаний, а затем ? является ошибкой знакового суждения. Если она не будет найдена вовремя и точно, это приведет к ошибке расчета суммы корректировки и повторная корректировка будет не на месте.
При неправильном определении данных скорректированные данные, полученные расчетом или чертежом, также будут далеко отклоняться от ожидаемого результата и не могут быть правильно совмещены. С другой стороны, это показывает необходимость суждения о достоверности средних данных.
(4) Радиальное биение подшипника и чрезмерный зазор подшипника
Эта ошибка показывает в данных измерений, что она не соответствует принципу достоверности данных и не может быть устранена путем улучшения структуры часовой рамки. С точки зрения устранения их влияния на измерение соосности, это влияние можно устранить, прежде всего, путем измерения биения подшипника или толкания главного вала в радиальном направлении в одном и том же направлении в каждой точке измерения, приближая его к гнезду подшипника.
(5) Измерение неровностей или эксцентриситета поверхности
Эта ошибка также приведет к тому, что показания не будут соответствовать принципу оценки достоверности данных. Обычный метод исключения состоит в том, чтобы обеспечить синхронное вращение двух осей и фиксированное положение точек измерения, чтобы исключить их влияние на данные центровки. В инженерном строительстве эта ошибка полностью признана и оценена. Однако следует отметить, что некоторое специальное оборудование не может быть смотано во время установки или во время остановки и обслуживания оборудования. К этой ситуации следует относиться по-другому. Влияние неровностей поверхности или эксцентриситета на измеренное значение должно быть измерено, и должны быть приняты соответствующие методы для его исправления или устранения. .
(6) Направление вала
Смещение вала часто является источником проблем при измерении соосности, оно серьезно влияет на измерение данных углового отклонения вала. Часто для устранения предвзятости используется обходной подход. Среди двух широко используемых методов выравнивания циферблатных индикаторов радиально-осевой метод использует два симметрично установленных циферблатных индикатора для измерения углового отклонения, что может компенсировать влияние каналов вала; двойной радиальный метод используется для предотвращения образования каналов вала. влияет. Так что это основная причина, по которой двойной радиальный метод обычно более точен, чем радиально-осевой метод.
(7) Угол поворота системы вала неточен во время выравнивания.
Теоретически отклонение соосности вала можно рассчитать путем измерения под любыми 3 углами, но для упрощения расчета в процессе фактического измерения соосности обычно требуются 4 равномерно распределенные точки измерения на главном валу или ступице. Показания измеряются в 4 положениях: 0 градусов, 90 градусов, 180 градусов и 360 градусов, но часто их невозможно точно расположить под этими 4 углами, и точка измерения может отклоняться от теоретического положения. Если она отклоняется от 5 до 10 градусов, результирующий процент. Относительная погрешность показаний счетчика может достигать 10-15 процентов.
Основными методами предотвращения отклонения показаний измерения, вызванного неравномерным углом поворота, являются: используйте спиртовой уровень для измерения в 4 равномерно распределенных точках измерения или заранее измерьте и отметьте и постарайтесь замедлить процесс вращения, чтобы гарантировать, что он может точно остановиться в каждый момент времени. желаемое месторасположение.
Об отклонениях в приведенных выше семи случаях можно судить по правилу достоверности данных.
(8) Стержень циферблатного индикатора не перпендикулярен измеряемой поверхности.
Из-за ограничений структуры корпуса часов и познания оператора в реальном процессе измерения из-за конструкции корпуса часов, стержня часов и измеряемой поверхности часто может возникать неперпендикулярное явление. Если наклон часового стержня находится в пределах 15 градусов, погрешность считывания обычно составляет 5 процентов, что можно игнорировать. Когда наклон составляет от 15 до 30 градусов, будет погрешность от 5 до 15 процентов, что серьезно повлияет на точность измерения.
Измерительный стержень не перпендикулярен измеряемой поверхности, в результате чего показания превышают фактическое значение. В реальном строительстве очень распространенной проблемой является то, что измерительный стержень не перпендикулярен измеряемой поверхности.
(9) Отклонение рамы стола
Из-за нависающей конструкции циферблатного индикатора на китайско-французской раме стола рама стола, поддерживающая циферблатный индикатор и его удлинительный стержень, а также сила тяжести циферблатного индикатора вызывают упругую деформацию рамы стола, которая изгибается вниз, что называется отклонением рамы стола. Обычно при центрировании горизонтальной вращающейся машины при вращении часовой рамы, поскольку направление скольжения часового стержня изменяется с направлением вращения, оно не полностью соответствует направлению силы тяжести. Влияние прогиба в разных положениях на показания стрелочного индикатора неодинаково, поэтому при последующей обработке данных, если его не устранить, это серьезно повлияет на точность измеряемой величины. По отношению к допуску выравнивания вращающегося оборудования иногда отклонение будет в несколько раз или в десять раз превышать фактический допуск выравнивания.
Поэтому в процессе использования стрелочного индикатора для центрирования при установке рамки стрелочного индикатора и удлинительного стержня следует обратить внимание на уменьшение или даже устранение влияния прогиба рамки индикатора. Поскольку циферблатный индикатор зафиксирован с отклонением как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, результаты влияют на обычные измерения концентричности и углового отклонения.
В соответствии с тем же или подобным состоянием параметра на испытуемом устройстве установите и закрепите рамку часов на горизонтальной круглой трубе (круглом стержне) с достаточной жесткостью, а положение фиксации рамки часов и точки измерения должно быть максимально гладким. возможный. Стержень) в качестве репера оправки, основные параметры (l и а и размер, качество и т. д. стрелочного индикатора) должны быть точно такими же, и должны быть прочно закреплены или обеспечивать одинаковую герметичность. Радиальный прогиб измеряется при контакте часовой стрелки с кольцевой поверхностью круглой трубы в радиальном направлении, а осевой прогиб измеряется при контакте часовой стрелки со специально расположенным торцом круглой трубы, перпендикулярным оси круглой трубы в осевом направлении. Установите циферблатный индикатор на ноль в верхней части 0 градусов, затем медленно поверните все устройство на 180 градусов вниз и прочтите показания циферблатного индикатора. Половина этого значения составляет вертикальное отклонение корпуса часов.
В реальной работе, если эта ошибка не учитывается, отклонение между измеренными данными и реальным значением очень велико, и величина регулировки выносной опоры в вертикальном направлении, определяемая этими данными, также бесполезна и будет далеко от реальная стоимость. Поскольку отклонение концентричности обычно составляет от 0,10 до 1,00 мм, особенно на этапе точной настройки, эта ошибка займет основной диапазон циферблатного индикатора, что может привести к измерению перебег.
С другой стороны, для уменьшения численного значения погрешности прогиба стенда можно принять следующие меры: максимально сократить расстояние от фиксированной точки до точки измерения, сократив тем самым пролет стенда; оптимизировать выбор правильного размера поперечного сечения и материала стенда для повышения устойчивости к изгибу; попробуйте использовать маленький циферблатный индикатор; правильно и прочно закрепите подставку для часов.
(10) Теоретическая погрешность метода измерения циферблатного индикатора
Поскольку метод измерения циферблатного индикатора обычно использует формулу в Приложении 15 национального стандарта GB50231-1998 для расчета фактического отклонения, из анализа можно узнать, что формула основана на аппроксимации углового отклонения и концентрической отклонения, которые малы и существуют в одиночку. Однако в реальной инженерной практике, особенно при начальной центровке, отклонение может быть относительно большим, и оно часто существует в виде комплексного отклонения, причем одновременно бывают угловое отклонение и концентрическое отклонение. Существование степени отклонения повлияет на измерение отклонения концентричности в разной степени. Когда учитывается влияние углового градуса на концентричность, циферблатный индикатор для измерения отклонения центрирования оказывается очень сложным. Есть много связанных статей, в которых подробно описывается теоретический анализ центрирования. Как правило, требуется не менее 4-5. Только один параметр может быть точно выражен, и он включает в себя решение трансцендентного уравнения, с которым трудно работать в реальном процессе измерения. В реальной технике невозможно измерить и обработать многие неизвестные параметры методом юстировки циферблатного индикатора. Даже если в лазерном юстировочном приборе есть усовершенствованный микропроцессор, фактический алгоритм в основном представляет собой упрощенную юстировку. Алгоритмы теоретически обоснованы.
Общее решение этого лечения двоякое.
(1) На начальном этапе юстировки, то есть когда угловое отклонение и отклонение от концентричности относительно велики (например, угловое отклонение составляет от 1/100 до 1/1000, а отклонение от концентричности составляет между 0,2 и 2 мм), в соответствии с упрощенным методом измерения и соответствующим значением регулировки и фактическим значением теоретического значения отклоняются, и скорость отклонения может быть относительно большой, но тенденция изменения ошибки сходится, что Другими словами, по мере увеличения количества корректировок ошибка будет становиться все больше и больше. Когда угловое отклонение близко к 1/1000, влиянием углового отклонения на измерение концентричности можно практически пренебречь и можно достичь высокой точности. Как правило, более точное состояние может быть достигнуто с помощью 2-4 корректировок. Поэтому при реальном строительстве не рассчитывайте, что сможете точно измерить и отрегулировать по месту за один раз.
(2) Поскольку угловая ориентация напрямую влияет на точность измерения концентричности, рекомендуется сначала отрегулировать угловую ориентацию, а затем отрегулировать концентричность.
3. Отклонение прогиба самой рамы стола не может быть полностью устранено с помощью метода измерения циферблатного индикатора, но его можно уменьшить за счет увеличения жесткости рамы стола выше, и влияние прогиба на данные измерения центрирования может быть в основном устранено. такими методами, как расчет или фактическое измерение.
Хотя точность циферблатного индикатора составляет {{0}},01 мм, обычная погрешность измерения может составлять от 0,1 до 1,0 мм, что в 5-10 раз превышает допуск концентричности от 0,02 до 0,10 мм. Фактические результаты измерений будут значительно отклоняться от истинного значения, и отклонения будут огромными. Согласно результатам опроса, проведенного международной известной технической организацией вращающихся машин, доля соосности валов, которая фактически соответствует требованиям допусков, составляет менее 7 процентов, что достаточно, чтобы показать важность правильной соосности валов.