1 O significado e método de medição do alinhamento de máquinas rotativas
Alinhamento de máquinas rotativas é o processo de ajuste da posição dos eixos principais de dois ou mais equipamentos a serem conectados para garantir que os eixos dos equipamentos estejam em estado coaxial em condições normais de operação.
O desalinhamento é um dos problemas mais comuns em máquinas rotativas.
De acordo com estatísticas relevantes do setor, mais de 50% dos danos aos equipamentos podem ser atribuídos ao desalinhamento e desalinhamento. Os custos de substituição mencionados acima, custos adicionais de energia e perdas de parada de produção das vedações do eixo principal, rolamentos, acoplamentos e eixo principal após danos causados por desvio de centragem excessivo não podem ser ignorados para nenhuma unidade, empresa ou mesmo ambiente público.
O desvio de centralização geralmente é dividido em desvio de concentricidade, desvio angular e seu desvio combinado. Para facilitar a medição de engenharia e o ajuste do equipamento, o desvio de alinhamento geralmente é decomposto em dois componentes: desvio de concentricidade e desvio angular nas direções vertical e horizontal, ou seja, desvio de concentricidade horizontal, desvio de concentricidade vertical e desvio angular horizontal. Desvio e desvio angular vertical.
O método de alinhamento e a qualidade do alinhamento estão intimamente relacionados ao desenvolvimento tecnológico. Existem métodos de alinhamento do medidor de régua reta, métodos de alinhamento do relógio comparador e métodos de alinhamento a laser. De um modo geral, qualquer método de alinhamento pode atingir precisão suficiente, que pode chegar a {{0}}.001 ~ 0,01mm, o que depende principalmente da precisão do instrumento e do nível de habilidade do operador de alinhamento.
Agora, os métodos de alinhamento comumente usados são o método de alinhamento do relógio comparador e o método do instrumento de alinhamento a laser.
O instrumento de alinhamento a laser é completamente baseado na teoria do alinhamento do relógio comparador, combinado com tecnologia óptica e eletrônica avançada e precisa, para minimizar vários fatores de erro que são propensos a ocorrer no método de alinhamento do relógio comparador e eliminar bastante a porcentagem de O erro causado pelo equipamento de medição do método chinês. Ao mesmo tempo, realiza automaticamente muitos trabalhos de cálculo, tornando a operação de centragem simples, rápida e precisa. No entanto, o alto preço deste tipo de equipamento e alguns erros inerentes à instrumentação eletrônica e componentes de controle limitam até certo ponto sua promoção.
O relógio comparador está em contato com a superfície de medição através da haste, e o movimento relativo da haste é amplificado pela engrenagem de transmissão para medir a pequena mudança de posição do espaço entre os dois eixos, de modo a medir seu estado de centralização.
Atualmente, existem dois métodos comumente usados de alinhamento do relógio comparador: método axial radial e método radial duplo.
O método radial-axial é usar um medidor para medir o desvio de concentricidade e o outro (para eliminar a influência da canalização do eixo na orientação angular, duas peças são frequentemente distribuídas uniformemente na direção do diâmetro) relógio comparador para medir o ângulo desvio de orientação. , que é o método mais utilizado.
O método radial duplo é usar dois relógios comparadores para medir o desvio de concentricidade no ponto de medição do eixo oposto, e a concentricidade e o desvio angular do sistema de eixo podem ser calculados através dos dois conjuntos de dados.
Seja o método radial-axial ou o método radial duplo e seus métodos de alinhamento de evolução, como o método radial duplo e o método axial duplo do acoplamento longo, seus princípios geométricos são os mesmos e os resultados da medição devem também ser exatamente o mesmo. Eles têm suas próprias vantagens e desvantagens em aplicações práticas, e bons resultados de medição podem ser obtidos selecionando-os adequadamente de acordo com a situação real.
2 Os principais fatores de erro do método de alinhamento do relógio comparador e seus métodos de controle
O relógio comparador desempenha um papel importante na operação de centralização de máquinas rotativas, mas existem muitos fatores de erro que precisam ser analisados e controlados.
Fatores e soluções de erro comuns incluem os 10 aspectos a seguir:
(1) Configuração incorreta do ponto de medição inicial do relógio comparador e seleção incorreta da faixa
A configuração incorreta do ponto de medição inicial da agulha do relógio comparador e a seleção incorreta da faixa podem fazer com que a sonda fique suspensa no ar ou fique presa durante o processo de rotação, ou seja, os pontos mortos superior e inferior do curso aparecem no mostrador, resultando em resultados de medição irreais e imprecisos.
A solução específica é selecionar um relógio comparador com uma faixa maior o máximo possível (especialmente no alinhamento inicial), geralmente selecionar uma faixa de 3 a 10mm e definir o ponto de medição inicial (0 ponto) perto do ponto médio do intervalo.
Fazer várias medições requer repetibilidade geral dos dados e selecionar o conjunto de dados mais estável.
Há também uma regra importante para julgar a validade dos dados de medição ao ler no relógio comparador. Ou seja, a soma dos dados na direção vertical (0 graus e 180 graus ) é igual à soma dos dados na direção horizontal (90 graus e 270 graus ).
Na construção real, se a diferença entre os dois for maior que 0.02mm, pode-se julgar que a estrutura da mesa de medição não está fixada firmemente ou outros motivos a serem analisados abaixo, e medidas para eliminá-lo podem ser tomadas .
Esta regra de validade de dados se aplica à determinação da exatidão das leituras de concentricidade e desvio angular.
(2) Indicador de discagem preso ou afetado por forte campo magnético
Os ponteiros do mostrador, a aderência da haste e a influência de campos magnéticos fortes causarão leituras imprecisas. Esses erros são evitados principalmente calibrando e verificando regularmente a flexibilidade dos ponteiros do relógio comparador e mantendo-os longe de campos magnéticos fortes. As leis de validade de dados se aplicam à verificação desse tipo de erro.
(3) Erros de registro de dados e símbolos
Devido ao ângulo de visão humano, capacidade de julgamento diferente ou leitura errada, o valor lido pode se desviar do valor real exibido, o que naturalmente causará desvio.
Como a deflexão esquerda e direita do ponteiro do relógio comparador durante o processo de medição representa as direções de movimento positivo e negativo da haste do relógio, a deflexão para a esquerda indica que a haste do relógio é um deslocamento positivo e vice-versa, representa um deslocamento negativo, portanto, a porcentagem deve ser observada de forma cuidadosa e contínua durante todo o processo de medição. O ponteiro da tabela é girado e os dados brutos são lidos corretamente. Uma vez que a direção seja julgada incorretamente, o valor de ajuste subsequente terá um grande desvio e o alinhamento não poderá ser concluído.
Além do método de leitura correta acima mencionado, a lei de validade de dados acima mencionada também pode ser usada para julgar se há um erro de símbolo de gravação. Supondo que os valores teóricos medidos em 0 graus , 90 graus , 18{{10}} graus e 270 graus com um relógio comparador são 0, 17, 22 e 5, enquanto os dados reais registrados são 0, 11, 22 e 5, respectivamente, pode-se encontrar que 11 mais 5=16≠0 mais 22, pode-se julgar que há uma leitura erro, (leia 17 como 11); e suponha que 5 a 270 graus seja lido como -5, então 17 mais (-5)≠0 mais 22 (A expressão correta deve ser 17 mais 5=0 mais 22) Pode ser determinado que os dados estão incorretos e são dados inválidos. Através da análise, pode-se determinar que o primeiro caso acima pode ser o erro de registro da leitura, e depois o ? é o erro do julgamento do sinal. Se não for encontrado a tempo e com precisão, levará ao erro de cálculo do valor do ajuste e o ajuste repetido não está em vigor.
Se os dados forem determinados incorretamente, os dados ajustados obtidos por cálculo ou desenho também se desviarão muito do resultado esperado e não poderão ser alinhados corretamente. Por outro lado, mostra a necessidade do julgamento de validade dos dados intermediários.
(4) Excentricidade radial do rolamento e folga excessiva do rolamento
Este erro mostra nos dados de medição que não está em conformidade com o princípio de validade dos dados e não pode ser eliminado melhorando a estrutura do quadro do relógio. Na perspectiva de eliminar sua influência na medição do alinhamento, a influência pode ser eliminada primeiramente medindo-se a excentricidade do rolamento ou empurrando-se o eixo principal radialmente na mesma direção em cada ponto de medição, aproximando-o do assento do rolamento.
(5) Medição da irregularidade ou excentricidade da superfície
Este erro também fará com que as leituras não estejam em conformidade com o princípio de julgamento de validade de dados. O método usual de eliminação é garantir que os dois eixos girem de forma síncrona e que as posições dos pontos de medição sejam basicamente fixas, de modo a eliminar sua influência nos dados de alinhamento. Na construção de engenharia, esse erro foi plenamente reconhecido e valorizado. No entanto, deve-se notar que alguns equipamentos especiais não podem ser enrolados durante a instalação ou durante o desligamento e manutenção do equipamento. Esta situação deve ser tratada de forma diferente. A influência da irregularidade ou excentricidade da superfície no valor medido deve ser medida e métodos apropriados devem ser adotados para corrigi-la ou eliminá-la. .
(6) Canalização do eixo
O desvio do eixo geralmente é um causador de problemas na medição de alinhamento, afetará seriamente a medição de dados do desvio angular do eixo. Muitas vezes, uma abordagem de evasão é adotada para eliminar o viés. Entre os dois métodos de alinhamento de relógio comparador comumente usados, o método radial-axial usa dois relógios comparadores instalados simetricamente para medir o desvio angular, o que pode compensar a influência da canalização do eixo; o método radial duplo é usado para evitar a canalização do eixo. influências. Portanto, esta é a principal razão pela qual o método radial duplo é geralmente mais preciso do que o método axial radial.
(7) O ângulo de rotação do sistema de eixo é impreciso durante o alinhamento
Teoricamente, o desvio de alinhamento do eixo pode ser calculado medindo em quaisquer 3 ângulos, mas para simplificar o cálculo, no processo de medição de alinhamento real, geralmente são necessários 4 pontos de medição distribuídos uniformemente no eixo principal ou no cubo. As leituras são medidas em 4 posições de 0 graus , 90 graus , 180 graus e 360 graus , mas geralmente não podem ser posicionadas com precisão nesses 4 ângulos e o ponto de medição pode se desviar da posição teórica. Se se desviar de 5 graus a 10 graus, a porcentagem resultante O erro relativo de leitura do medidor pode chegar a 10 por cento a 15 por cento.
Os principais métodos para evitar o desvio da leitura de medição causado pelo ângulo de rotação desigual são: usar um nível de bolha para medir em 4 pontos de medição uniformemente distribuídos, ou medir e marcar com antecedência, e tentar desacelerar o processo de rotação para garantir que ele pode parar com precisão a cada vez. Localização pretendida.
Os desvios nos sete casos acima podem ser julgados pela regra de validade dos dados.
(8) A haste do relógio comparador não está perpendicular à superfície a ser medida
Devido à limitação da estrutura do quadro do relógio e da cognição do operador, no processo de medição real, devido à estrutura do quadro do relógio, a haste do relógio e a superfície medida podem muitas vezes parecer um fenômeno não perpendicular. Se a inclinação da haste do relógio estiver dentro de 15 graus, o erro de leitura geralmente está dentro de 5%, o que pode ser ignorado. Quando a inclinação for de 15 graus a 30 graus, haverá um erro de 5% a 15%, o que afetará seriamente a precisão da medição.
A haste de medição não está perpendicular à superfície a ser medida, resultando em leituras maiores que o valor real. Na construção real, é um problema muito comum que a haste de medição não seja perpendicular à superfície a ser medida.
(9) Desvio de deflexão da estrutura da mesa
Devido à estrutura saliente do relógio comparador na estrutura da mesa chinês-francesa, a estrutura da mesa que suporta o relógio comparador e sua haste de extensão e a gravidade do relógio comparador causam deformação elástica da estrutura da mesa, que se dobra para baixo, o que é chamada deflexão da estrutura da mesa. Normalmente, durante a medição de centragem de uma máquina rotativa horizontal, durante a rotação da moldura do relógio, uma vez que a direção de deslizamento da haste do relógio muda com a direção de rotação, não é completamente consistente com a direção da gravidade. A influência da deflexão em diferentes posições na leitura do relógio comparador varia, portanto, no processamento de dados subsequente, se não for eliminado, afetará seriamente a precisão do valor medido. Em relação à tolerância de alinhamento de máquinas rotativas, às vezes a deflexão será várias vezes a dez vezes a tolerância de alinhamento real.
Portanto, no processo de utilização do relógio comparador para centralização, a instalação do quadro do relógio comparador e da haste de extensão deve atentar para reduzir ou mesmo eliminar a influência da deflexão do quadro do indicador. Uma vez que o relógio comparador é fixo com deflexão nas direções horizontal e vertical, os resultados têm um efeito nas medições usuais de concentricidade e desvio angular.
De acordo com o mesmo estado de parâmetro ou similar no dispositivo a ser testado, instale e fixe a moldura do relógio em um tubo circular horizontal (haste redonda) com rigidez suficiente e a posição de fixação da moldura do relógio e o ponto de medição devem ser tão lisos quanto possível. Haste) como referência do mandril, os principais parâmetros (le ae o tamanho, qualidade, etc. do relógio comparador) devem ser exatamente os mesmos e devem ser firmemente fixados ou garantir a mesma estanqueidade. A deflexão radial é medida pelo contato do ponteiro do relógio com a superfície anular do tubo circular na direção radial, e a deflexão axial é medida pelo contato do ponteiro do relógio com a face final especialmente disposta do tubo circular que é perpendicular ao eixo do tubo circular na direção axial. Defina o relógio comparador para zero no grau 0 superior e, em seguida, gire lentamente todo o dispositivo 180 graus para baixo e leia a leitura do relógio comparador. Metade deste valor é a deflexão vertical da moldura do relógio.
Na operação real, se este erro não for considerado, o desvio entre os dados medidos e o valor real é muito grande, e a quantidade de ajuste do estabilizador na direção vertical determinada por esses dados também é inútil, e estará muito distante do o verdadeiro valor. Como a deflexão da concentricidade geralmente está entre 0.10 e 1.00mm, principalmente no estágio de alinhamento fino, esse erro ocupará a faixa principal do relógio comparador, o que pode levar à medição ultrapassar.
Por outro lado, as seguintes medidas podem ser tomadas para reduzir o valor numérico do erro de deflexão do estande: encurtar ao máximo a distância do ponto fixo ao ponto de medição, encurtando assim o vão do estande; otimizar a seleção do tamanho correto da seção transversal e material do suporte para aumentar a resistência Capacidade de flexão; tente usar um pequeno relógio comparador; fixe o suporte do relógio corretamente e com firmeza.
(10) Erro teórico do método de medição do relógio comparador
Como o método de medição do relógio comparador geralmente usa a fórmula do Apêndice 15 do padrão nacional GB50231-1998 para calcular o desvio real, pode-se saber a partir da análise que a fórmula é baseada na aproximação do desvio angular e do desvio concêntrico desvio que são pequenos e existem sozinhos. No entanto, na prática real de engenharia, especialmente no alinhamento inicial, o desvio pode ser relativamente grande, e muitas vezes existe na forma de desvio abrangente, e há desvio angular e desvio concêntrico ao mesmo tempo. A existência de desvio de grau afetará a medição do desvio de concentricidade em graus variados. Quando a influência do grau angular na concentricidade é considerada, o relógio comparador para medição de desvio de centragem é muito complicado. Existem muitos artigos relacionados que descrevem detalhadamente a análise teórica da centralização. Geralmente, leva pelo menos 4-5 Apenas um parâmetro pode ser expresso com precisão e inclui a solução da equação transcendental, que é difícil de lidar no processo de medição real. Na engenharia real, é impossível medir e processar muitos parâmetros desconhecidos no método de alinhamento do relógio comparador. Mesmo que haja um microprocessador avançado no instrumento de alinhamento a laser, o algoritmo real é principalmente um alinhamento simplificado. Os algoritmos são baseados teoricamente.
A solução geral para este tratamento é dupla.
(1) No estágio de alinhamento inicial, ou seja, quando o desvio angular e o desvio de concentricidade são relativamente grandes (por exemplo, o desvio angular está entre 1/100 e 1/1000, e o desvio de concentricidade é entre 0,2 e 2 mm), de acordo com o método de medição simplificado e o valor de ajuste correspondente e o valor real do valor teórico são desviados, e a taxa de desvio pode ser relativamente grande, mas a tendência de mudança do erro é convergente, que ou seja, à medida que o número de ajustes aumenta, o erro se torna cada vez maior. Quando o desvio angular está próximo de 1/1000, a influência do desvio angular na medição de concentricidade pode ser basicamente ignorada e uma alta precisão pode ser alcançada. Geralmente, um estado mais preciso pode ser alcançado por meio de 2 a 4 ajustes. Portanto, na construção real, não espere poder medir com precisão e ajustar no local de uma só vez.
(2) Como a orientação angular afeta diretamente a precisão da medição de concentricidade, é recomendável ajustar primeiro a orientação angular e depois ajustar a concentricidade.
3. O desvio de deflexão da estrutura da mesa em si não pode ser completamente eliminado pelo método de medição do relógio comparador, mas pode ser reduzido aumentando a rigidez da estrutura da mesa acima, e a influência da deflexão nos dados de medição de centralização pode ser basicamente eliminada por métodos como cálculo ou medição real.
Embora a precisão do relógio comparador seja {{0}}.01 mm, o erro de medição normal pode estar entre 0,1 e 1,0mm, o que é de 5 a 10 vezes a tolerância de concentricidade de 0,02 a 0,10mm. Os resultados reais da medição se desviarão significativamente do valor real e haverá grandes desvios. De acordo com os resultados da pesquisa de uma organização técnica internacional de máquinas rotativas de renome, a proporção de alinhamento de eixo que realmente atende aos requisitos de tolerância é inferior a 7%, o que é suficiente para mostrar a importância do alinhamento correto do eixo.