探析大型机电设备的对中维护

探析大型机电设备的对中维护

辛庚嘉1 ,王学斌2, ,洪士坤1    ,王继收3 

（1、阳谷祥光铜业有限公司，山东聊城市  252300；2、冠县职业教育中心学校，山东聊城市  252599 ；3、中教双元（山东）智能科技发展有限公司 山东济南市 250300）

摘要：

在石油化工、电力、冶金等大企业生产装置中，在核能、船舶制造等设备中，核心设备都是用电机、燃气、蒸汽驱动，在设备安装和检修过程中都需要保证轴系之间的同轴度合格，否则会引起设备振动大及其带来的一系列不良后果，如轴承损坏，密封失效，设备毁坏，对轮飞出等。所以保证机组轴系间的同心度合格非常重要。本文主要基于设备对中维护的现状，对大型机电设备的轴系对中进行深入探析。

关键词： 设备对中    大型设备   同轴度  

1、设备对中质量的影响概况

典型的不对中往往是由于原部件的不精确装配导致的：如电机、泵等安装后原部件间的相对位置发生移动，因为管道系统的压力而造成的扭曲变形由于扭矩而引起的柔性支撑扭曲变形，从而导致温度变化引起的机器变形耦合面与轴线不垂直，由于地基柔性太大在旋紧固定螺栓时机器发生移动。

 所谓对中，就是将三种非理想状态，通过一定的操作调整到理想状态。在设备初次安装及设备检维修时，需要确保联轴器端面以及轴线高度之间的相对位移控制在可接受范围内，对中误差符合安装工艺要求。如果发现联轴器对中误差超过可接受范围，应该立即对联轴器两端设备进行位移调整，以便及时纠正误差。

2、设备对中的主要项目

对中时的一般操作是固定一端、调整另一端，最终实现纠正偏差。具体操作对中程序时，需要先进行粗调，再进行细调。机器安装时，通常以主机转轴（从动轴）做基准，调整电机转轴（主动轴）。电机低座四个支点于两侧对称布置，调整时，对称的两支点所加（或减）垫片厚度应相等。

正常工况下因热膨胀会引起轴中心位置变化，联轴器找正的任务时把轴中心线调整到设计要求的冷态（安装时的状态）轴中心位置，使机器在热态（运转工况下）达到两轴中心线一致（既同心，又平行）的技术要求。安装机器时各支点温升的数据可以从制造厂的安装说明书中得到；有的直接给定机器冷态找正时的读数值；也有的给定各支点的温升数据，由图解法求出冷态找正时的读数值。在安装大型机组时，有的给出各类机器在不同工况下的经验图表，通过查表或计算找出冷态找正时的读数值。经验丰富的安装人员还可从实践中得出一些经验数据。总之，对于安装者来说，要考虑机器从冷态到热态支点处轴中心位置的变化，在工作中保证机器能处于理想的对中状态。

方向上调整联轴器的偏差时，不需要加减垫片，通常也不计算。操作时利用顶丝和百分表，边测量，便调整，达到要求的精度为止。一些大型的，重要的机组在调整水平偏差时，各支点的移动量可通过计算或作图求出。

3、联轴器找中心原理及方法

联轴器找中心的方法有不同种类，按转动设备的安装位置分为卧式和立式两种，其中卧式较为常见，按找正难易程度又分为简易找正和系统找正两种，前者找出的结果较为粗略，后者得出的结果比较理想。无论按什么方式分类，他们的原理及分析方法是一致的。

1.直尺对中法；在对轮上方找出一处光滑的轴向线，将直尺靠到A对轮上面，通过透光情况，若看出B端透光，则B方设备低；将对轮顺时针旋转180°，将直尺靠到B轮上，通过透光情况，看出A轮透光，确定B方设备低。同方法可检验左右水平方向的对中情况；

2. 单表找正法：单表找正法也叫颠倒千分表对中法，主要用在联轴器较长的齿式联轴节(离心机、切粒机等联轴器)，主要通过图表法，计算出需要调整的移动端垫片尺寸。单表找正法使用起来复杂、繁琐、一般不易掌握；

3.双表找正法：先测0°方位的径向读数s1.为了分析计算方便，常把a1和s1调整为零，然后两半联轴器同时转动，每转动90°读一次表中数值，并把读数值填到记录图中，圆外记录径向读数a1、a2、a3、a4,圆内记录轴向读数s1、s2、s3、s4,当百分表转回到零位时，必须与原零位读数一致，否则需找出原因并排除之。常见的原因是轴传动窜动或地脚螺栓松动，测量的读数必须符合下列条件才属正确；

4.直尺、塞规找正法：用角尺和塞尺测量联轴器外圆各方位上的径向偏差，用塞尺测量两半联轴器端面的轴向间隙偏差，通过分析和调整，达到两轴对中。这种方法操作简单，但精度不高，对中误差较大。只适用于机器转速较低，对中要求不高的联轴器的安装测量。

5.水平仪找正法；主要用在较长的联轴节上，如凉水塔风机。要求较高的万向联轴节上，如造粒机齿轮泵和减速箱之间；

6.激光找正法；随科技的发展，现在有了激光对中仪，价格从初时的20多万降到现在的7.8万，也已经非常普及了。相对其它的找正方式，它具有快捷，简单，准确性高的优势，尤其对于大型机组，更为明显。它由几部分组成：激光发射器，激光接收器，控制液晶屏，这三者之间的连接数据线，专用的链条式卡具(用来把激光发射器和接收器固定在联轴器上)。在把激光发射器和激光接收器固定在联轴器之后，在将连线和控制屏街道仪器，

选择找正模式，按提示输入相应的数据，一般激光发射器的回转直径，激光发射器和激光接收器之间的距离，调整机各支脚到接收器的距离。一般只须盘车180°即可，之后各脚的加减垫片数据和水平防线移动调整将由控制液晶屏显示出来，一般经过两次调整即可完成。

4、激光对中在设备轴系对中的应用

激光对中法虽然具备很多优势，但对于激光对中设备的要求很高，包括精度、可靠性、支持的测量场景和类型等等，需要厂家具备极高的专业能力。在机械设备现场安装时，具体场景非常复杂，不同的设备，不同的安装条件和要求，轴系对中的操作方法也会有很多细节上的差异。在不同的场景中，使用激光对中仪测量的方法也会有很大的区别。

（1）时钟法

对于设备可以无限制任意盘车的情况，比如柴油发电机组等，可以任意旋转不受到其他物理障碍影响，此时最适合的方法是时钟法。时钟法又称为9-12-3法，其得名原因是测量点位置在圆的0-90-180度，对应时钟上的9-12-3位置。它的理论基础是三点确定一个圆，通过测量三点的位置，就可以计算出整个圆的具体位置所在，进而确定两根轴的圆心。

（2）任意三点法

在很多情况下，由于空间和设备限制，轴系无法完全自由盘车。冶金行业大型设备，旋转部件体积很大，空间又非常狭窄，无法大范围盘车。此时时钟法就不能使用了，而要使用任意三点法。任意三点法是由时钟法演化而来的。这种方法可以自由选择以时钟的任何位置（角度）为起点进行测量。通过一些数学方法，我们还可以将其测量范围限制在全旋转40度以内。任意三点法特别适用于在有限的空间下进行盘车等测量任务。与其他测量方法相比，这种方法操作简便，准确性高，并且能够高效地完成任务。

（3）多点法

多点法原理与任意三点法相同，同样适用于轴系无法完全自由盘车的情况。它在保留了任意三点法盘车所需角度小的基础上，增加了更多采样点，相应的也能获得更高的精度，尤其适用于不便于大范围盘车同时对轴系对中精度要求又很高的设备，比如汽轮机等等精密设备。

（4）通过扫描法

在实际生产过程中，有时候设备对中只有一侧轴方便转动，另一侧轴是固定的，无法旋转。此种情况，适合使用通过扫描法。过扫描法，是一种专门针对联轴节断开的设备对中方法。

首先，将一侧轴转到一个位置并停止；然后转动另一侧轴，这样测量单元内的激光就会扫描静态轴上面的测量单元，并自动记录所得到的数值。与传统的联轴节对中方式相比，扫描法不要求两个轴必须在同一角度上进行测量，可以从任意地方开始，并且可登记无限数量的读取值，并且三个位置之间的间隔可以大于90度。在只能旋转一侧轴的情况下，通过扫描法非常实用。

小结：

根据使用设备、应用场景、精度要求等等条件的差异，轴系对中有多种方法，包括传统的直尺塞规对中法，打表法（千分表或百分表），随着企业对设备运行稳定的要求，及多数旋转设备运转速度的要求，最精确、适用范围最广的，还是激光对中法。可以进行远距离或难以测量的对中操作，比如对离地较高的机械设备、深井轴等进行测量对中都非常方便。在现场应用中，可根据设备的运行要求、精度要求，工器具现状等选择最便捷、高效的方式，确保设备安装质量和运维水准。

参考文献：

[1]吴清伟.机电设备安装管理及调试技术要点探析[J].工业C, 2015(50):61-61.

[2]陈瑶池,陈蓉.大型水利泵站机电设备安装和检修的技术措施探析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2021(10):3.

第一作者信息：

辛庚嘉，男，1988年11月，高级工程师、高级技师，阳谷祥光铜业有限公司，主要从事设备管理工作。