1 Значення та метод вимірювання вирівнювання обертових машин
Вирівнювання обертових механізмів — це процес регулювання положення головних валів двох або більше обладнання, яке потрібно з’єднати, щоб гарантувати, що вали обладнання знаходяться в коаксіальному стані за нормальних робочих умов.
Зміщення є однією з найпоширеніших проблем з обертовими машинами.
Згідно з відповідною галузевою статистикою, понад 50 відсотків пошкоджень обладнання можна віднести до зміщень і зміщень. Вищезазначені витрати на заміну, додаткові витрати на енергію та втрати від зупинки виробництва ущільнень головного вала, підшипників, муфт і головного вала після пошкодження, спричиненого надмірним відхиленням центрування, не можна ігнорувати для будь-якої установки, підприємства чи навіть громадського середовища.
Відхилення центрування зазвичай поділяють на відхилення концентричності, кутове відхилення та їхнє комбіноване відхилення. Щоб полегшити інженерні вимірювання та налаштування обладнання, відхилення від вирівнювання зазвичай розкладають на два компоненти: відхилення від концентричності та кутове відхилення у вертикальному та горизонтальному напрямках, а саме відхилення від концентричності по горизонталі, відхилення від концентричності по вертикалі та кутове відхилення по горизонталі. Відхилення та вертикальне кутове відхилення.
Метод вирівнювання та якість вирівнювання тісно пов’язані з розвитком технологій. Існують методи вирівнювання щупом прямої лінійки, методи вирівнювання циферблатного індикатора та методи лазерного вирівнювання. Загалом, будь-який метод вирівнювання може досягти достатньої точності, яка може досягати {{0}}.001 ~ 0,01 мм, що в основному залежить від точності інструменту та рівня кваліфікації оператора вирівнювання.
Зараз широко використовуваними методами вирівнювання є метод вирівнювання циферблатного індикатора та метод лазерного вирівнювання приладу.
Прилад лазерного вирівнювання повністю базується на теорії вирівнювання циферблатного індикатора в поєднанні з передовою та точною оптичною та електронною технологією, щоб мінімізувати різноманітні фактори помилок, які можуть виникнути під час вирівнювання циферблатного індикатора, і значно зменшити відсоток помилок. викликана вимірювальним обладнанням китайського методу. У той же час він автоматично виконує багато розрахункових робіт, роблячи операцію центрування простою, швидкою та точною. Проте висока ціна цього виду обладнання та деякі властиві погрішності електронної апаратури та компонентів керування певною мірою обмежують його просування.
Циферблатний індикатор контактує з вимірювальною поверхнею через стрижень, і відносний рух стрижня посилюється передавальним механізмом для вимірювання невеликої зміни положення простору між двома осями, щоб виміряти його стан центрування.
В даний час існує два широко використовувані методи вирівнювання циферблатного індикатора: радіально-осьовий метод і подвійний радіальний метод.
Радіально-осьовий метод полягає у використанні одного вимірювача для вимірювання відхилення концентричності, а іншого (щоб усунути вплив каналізації валу на кутову орієнтацію, дві частини часто рівномірно розподілені в напрямку діаметра) стрілкового індикатора для вимірювання кута відхилення орієнтації. , який є найбільш часто використовуваним методом.
Подвійний радіальний метод полягає у використанні двох циферблатних індикаторів для вимірювання відхилення від концентричності в точці вимірювання протилежного валу, а концентричність і кутове відхилення системи валу можна обчислити за допомогою двох наборів даних.
Незалежно від того, чи це радіально-осьовий метод або подвійний радіальний метод і їхні методи вирівнювання еволюції, такі як подвійний радіальний метод і двоосьовий метод довгого з’єднання, їх геометричні принципи однакові, і результати вимірювань повинні також бути абсолютно однаковими. Вони мають свої переваги та недоліки в практичному застосуванні, і хороші результати вимірювань можна отримати, вибравши їх належним чином відповідно до фактичної ситуації.
2 Основні фактори похибок методу юстування стрілочних індикаторів та способи їх контролю
Циферблатний індикатор відіграє важливу роль у центруванні обертових механізмів, але є багато факторів помилок, які потрібно аналізувати та контролювати.
Загальні фактори помилок і способи їх вирішення включають наступні 10 аспектів:
(1) Неправильне налаштування початкової точки вимірювання циферблатного індикатора та неправильний вибір діапазону
Неправильна установка початкової точки вимірювання стрілки циферблатного індикатора і неправильний вибір діапазону можуть призвести до того, що щуп під час обертання зависне в повітрі або заклинить, тобто на ньому з’являться верхня і нижня мертві точки ходу. циферблатний індикатор, що призводить до нереальних і неточних результатів вимірювань.
Конкретним рішенням є вибір циферблатного індикатора з якомога більшим діапазоном (особливо при початковому вирівнюванні), як правило, вибір діапазону від 3 до 10 мм і встановлення початкової точки вимірювання (0 балів) біля середини діапазону.
Проведення кількох вимірювань вимагає загальної повторюваності даних і вибору найбільш стабільного набору даних.
Існує також важливе правило для оцінки достовірності даних вимірювань при зчитуванні циферблатного індикатора. Тобто сума даних у вертикальному напрямку (0 градусів і 180 градусів) дорівнює сумі даних у горизонтальному напрямку (90 градусів і 270 градусів).
У фактичному будівництві, якщо різниця між ними перевищує 0,02 мм, можна судити про те, що рама вимірювального столу не закріплена міцно, або інші причини, які слід проаналізувати нижче, і можна вжити заходів для її усунення .
Це правило достовірності даних застосовується до визначення правильності показань концентричності та кутового відхилення.
(2) Циферблатний індикатор застряг або на нього впливає сильне магнітне поле
Стрілки циферблатного індикатора, застрягання штока та вплив сильних магнітних полів спричинять неточні показання. Таких помилок в основному можна уникнути шляхом регулярного калібрування та перевірки гнучкості стрілок циферблатного індикатора та утримання їх подалі від сильних магнітних полів. До перевірки такого типу помилок застосовуються закони про достовірність даних.
(3) Помилки запису даних і символів
Через кут огляду людини, різну здатність судження або неправильне читання, зчитане значення може відрізнятися від фактичного відображеного значення, що, природно, спричинить відхилення.
Оскільки відхилення стрілки циферблатного індикатора вліво і вправо під час процесу вимірювання відображає позитивний і негативний напрямок руху штока годинника, відхилення вліво вказує на позитивне зміщення штока годинника, і навпаки, воно представляє негативне зміщення, тому відсоток слід ретельно і постійно контролювати протягом усього процесу вимірювання. Вказівник таблиці повертається, і необроблені дані зчитуються правильно. Якщо напрямок визначено неправильно, наступне значення коригування матиме велике відхилення, і вирівнювання неможливо завершити.
На додаток до згаданого вище методу правильного зчитування, згаданий вище закон достовірності даних також може бути використаний для визначення наявності помилки символу запису. Якщо припустити, що теоретичні значення, виміряні за 0 градусів, 90 градусів, 18{{10}} градусів і 270 градусів за допомогою циферблатного індикатора, дорівнюють 0, 17, 22 і 5, тоді як фактично записані дані становлять 0, 11, 22 і 5 відповідно, можна виявити, що 11 плюс 5=16≠0 плюс 22, можна судити, що є показання помилка, (читати 17 як 11); і припустимо, що 5 під кутом 270 градусів читається як -5, тоді 17 плюс (-5)≠0 плюс 22 (правильний вираз має бути 17 плюс 5=0 плюс 22) Це можна визначити що дані неправильні та недійсні. За допомогою аналізу можна визначити, що перший випадок вище може бути помилкою запису зчитування, а потім ? є помилкою знакового судження. Якщо її не знайти вчасно і точно, це призведе до помилки розрахунку суми коригування і повторне коригування буде не на місці.
Якщо дані визначені неправильно, скориговані дані, отримані розрахунком або кресленням, також будуть сильно відрізнятися від очікуваного результату і не можуть бути правильно вирівняні. З іншого боку, це показує необхідність оцінки достовірності середніх даних.
(4) Радіальне биття підшипника та надмірний зазор підшипника
Ця помилка показує в даних вимірювання, що вона не відповідає принципу достовірності даних і не може бути усунена шляхом вдосконалення структури рамки годинника. З точки зору усунення їхнього впливу на вимірювання центрування, вплив можна усунути спочатку шляхом вимірювання биття підшипника або штовхаючи головний вал радіально в одному напрямку в кожній точці вимірювання, наближаючи його до гнізда підшипника.
(5) Вимірювання нерівності або ексцентриситету поверхні
Ця помилка також спричинить невідповідність показань принципу оцінки дійсності даних. Звичайний метод виключення полягає в тому, щоб переконатися, що дві осі обертаються синхронно і що положення точок вимірювання в основному фіксовані, щоб усунути їх вплив на дані вирівнювання. В інженерному будівництві ця помилка була повністю визнана і оцінена. Однак слід зазначити, що деяке спеціальне обладнання не можна змотувати під час монтажу або під час зупинки обладнання та обслуговування. До цієї ситуації слід ставитися інакше. Необхідно виміряти вплив нерівності поверхні або ексцентриситету на вимірюване значення та вжити відповідних методів для його виправлення або усунення. .
(6) Каналування валу
Зміщення валу часто є проблемою під час вимірювання вирівнювання, це серйозно вплине на вимірювання даних кутового відхилення валу. Часто для усунення упередженості використовується підхід обходу. Серед двох широко використовуваних методів вирівнювання циферблатного індикатора радіально-осьовий метод використовує два симетрично встановлені циферблатні індикатори для вимірювання кутового відхилення, яке може компенсувати вплив каналізації валу; подвійний радіальний метод використовується для запобігання каналізації валу. вплив. Отже, це головна причина, чому подвійний радіальний метод зазвичай більш точний, ніж радіально-осьовий метод.
(7) Кут повороту системи валу неточний під час вирівнювання
Теоретично відхилення від центрування вала можна розрахувати шляхом вимірювання під будь-якими 3 кутами, але для спрощення розрахунку в процесі фактичного вимірювання центрування зазвичай потрібні 4 рівномірно розподілені точки вимірювання на головному валу або втулці. Показання вимірюються в 4 положеннях 0 градусів, 90 градусів, 180 градусів і 360 градусів, але часто їх неможливо точно розташувати під цими 4 кутами, і точка вимірювання може відхилятися від теоретичного положення. Якщо він відхиляється від 5 градусів до 10 градусів, результуюча відсоткова похибка показань лічильника може досягати 10-15 відсотків.
Основні способи уникнути відхилення показань вимірювання, викликаного нерівномірним кутом обертання: використовуйте рівень для вимірювання в 4 рівномірно розподілених точках вимірювання або виміряйте та позначте заздалегідь і спробуйте уповільнити процес обертання, щоб переконатися, що він може точно зупинятися кожного разу. бажане розташування.
Про відхилення в наведених вище семи випадках можна судити за правилом достовірності даних.
(8) Стрижень циферблатного індикатора не перпендикулярний до вимірюваної поверхні
Через обмеження структури рами годинника та пізнання оператора, у фактичному процесі вимірювання, через структуру рами годинника, шток годинника та вимірювана поверхня часто можуть виглядати неперпендикулярними. Якщо нахил стрижня годинника знаходиться в межах 15 градусів, похибка зчитування зазвичай становить 5 відсотків, що можна проігнорувати. Коли кут нахилу становить від 15 до 30 градусів, буде похибка від 5 до 15 відсотків, що серйозно вплине на точність вимірювання.
Вимірювальний стрижень не перпендикулярний до вимірюваної поверхні, що призводить до того, що показання виявляються більшими за фактичне значення. У реальному будівництві дуже поширеною проблемою є те, що вимірювальна штанга не перпендикулярна до вимірюваної поверхні.
(9) Відхилення рами столу
Через нависаючу структуру циферблатного індикатора на китайсько-французькій рамі столу рама столу, що підтримує циферблатний індикатор і його подовжувач, і сила тяжіння циферблатного індикатора викликають пружну деформацію рами столу, яка буде згинатися вниз, що є називається прогин рами столу. Зазвичай, під час вимірювання центрування горизонтальної машини, що обертається, під час обертання рами годинника, оскільки напрямок ковзання штока годинника змінюється разом із напрямком обертання, він не повністю узгоджується з напрямком сили тяжіння. Вплив прогину в різних положеннях на показання циферблатного індикатора різний, тому в подальшій обробці даних, якщо його не усунути, це серйозно вплине на точність виміряного значення. Порівняно з допуском на центрування обертових механізмів, іноді відхилення буде в кілька разів або в десять разів перевищувати фактичний допуск на центрування.
Тому в процесі використання циферблатного індикатора для центрування, встановлення рамки циферблатного індикатора та подовжувальної штанги слід звернути увагу на зменшення або навіть усунення впливу прогину рамки індикатора. Оскільки циферблатний індикатор фіксується з відхиленням як у горизонтальному, так і у вертикальному напрямках, результати впливають на звичайні вимірювання концентричності та кутового відхилення.
Відповідно до такого ж або подібного стану параметрів на пристрої, що перевіряється, встановіть і закріпіть раму годинника на горизонтальній круглій трубі (круглому стержні) з достатньою жорсткістю, а положення фіксації рами годинника та точки вимірювання має бути гладким, як можливо. Стрижень) як орієнтир на оправці, основні параметри (l і a, розмір, якість тощо циферблатного індикатора) повинні бути точно такими ж, і повинні бути міцно закріплені або забезпечувати однакову герметичність. Радіальний прогин вимірюється контактом стрілки годинника з кільцевою поверхнею круглої труби в радіальному напрямку, а осьовий прогин вимірюється контактом годинникової стрілки зі спеціально розташованим торцем круглої труби, перпендикулярним до осі. круглої труби в осьовому напрямку. Встановіть циферблатний індикатор на нуль у верхній 0 градусів, потім повільно поверніть весь пристрій на 180 градусів донизу та прочитайте показання циферблатного індикатора. Половина цього значення становить вертикальне відхилення рами годинника.
У фактичній роботі, якщо цю похибку не враховувати, відхилення між виміряними даними та реальним значенням є дуже великим, і величина регулювання виносної опори у вертикальному напрямку, визначена цими даними, також марна і буде далекою від реальна вартість. Оскільки відхилення концентричності зазвичай становить від 0,10 до 1.00 мм, особливо на етапі точного вирівнювання, ця помилка займатиме основний діапазон циферблатного індикатора, що може призвести до вимірювання перевиїзд.
З іншого боку, для зменшення чисельного значення похибки прогину стійки можна вжити такі заходи: максимально скоротити відстань від фіксованої точки до точки вимірювання, тим самим скоротивши проліт стійки; оптимізувати вибір правильного розміру поперечного перерізу та матеріалу підставки для підвищення стійкості до згинання; намагайтеся використовувати маленький циферблатний індикатор; правильно та міцно закріпіть підставку для годинника.
(10) Теоретична похибка методу вимірювання циферблатного індикатора
Оскільки метод вимірювання циферблатного індикатора зазвичай використовує формулу в Додатку 15 національного стандарту GB50231-1998 для обчислення фактичного відхилення, з аналізу можна дізнатися, що формула базується на наближенні кутового відхилення та концентричного відхилення, які невеликі та існують поодинці. Однак у реальній інженерній практиці, особливо при початковому вирівнюванні, відхилення може бути відносно великим, і воно часто існує у формі повного відхилення, і одночасно є кутове відхилення та концентричне відхилення. Існування градусного відхилення різною мірою впливатиме на вимірювання концентричного відхилення. Коли розглядається вплив кутового градусу на концентричність, циферблатний індикатор для вимірювання відхилення центрування дуже складний. Існує багато пов’язаних статей, які детально описують теоретичний аналіз центрування. Як правило, потрібно щонайменше 4-5 Тільки один параметр може бути точно виражений, і він включає розв’язок трансцендентного рівняння, з яким важко працювати в реальному процесі вимірювання. У реальній техніці неможливо виміряти та обробити багато невідомих параметрів методом вирівнювання циферблатного індикатора. Навіть якщо в інструменті лазерного юстування є передовий мікропроцесор, фактичний алгоритм здебільшого є спрощеним юстируванням. Алгоритми теоретично обґрунтовані.
Загальне рішення цього лікування двояке.
(1) На початковій стадії вирівнювання, тобто коли кутове відхилення та відхилення від концентричності є відносно великими (наприклад, кутове відхилення становить від 1/100 до 1/1000, а відхилення від концентричності становить від 0,2 до 2 мм), відповідно до спрощеного методу вимірювання та відповідного значення налаштування та фактичного значення теоретичного значення відхиляються, і швидкість відхилення може бути відносно великою, але тенденція зміни похибки збіжна, що це означає, що зі збільшенням кількості коригувань помилка ставатиме все більшою і більшою. Коли кутове відхилення наближається до 1/1000, можна знехтувати впливом кутового відхилення на вимірювання концентричності, і можна досягти високої точності. Як правило, більш точного стану можна досягти за допомогою 2-4 налаштувань. Таким чином, у фактичному будівництві не очікуйте, що зможете точно виміряти та налаштувати на місці за один раз.
(2) Оскільки кутова орієнтація безпосередньо впливає на точність вимірювання концентричності, рекомендується спочатку відрегулювати кутову орієнтацію, а потім регулювати концентричність.
3. Відхилення відхилення самої рами столу не можна повністю усунути за допомогою методу вимірювання циферблатного індикатора, але його можна зменшити шляхом збільшення жорсткості рами столу вище, і вплив відхилення на дані вимірювання центрування можна в основному усунути такими методами, як розрахунок або фактичне вимірювання.
Хоча точність циферблатного індикатора становить {{0}}.01 мм, звичайна похибка вимірювання може становити від 0.1 до 1.0 мм, що в 5-10 разів перевищує допуск концентричності від 0,02 до 0,10 мм. Фактичні результати вимірювань значно відрізнятимуться від справжнього значення, і будуть великі відхилення. Згідно з результатами опитування відомої міжнародної технічної організації з обертових машин, частка центрування валів, яка фактично відповідає вимогам допуску, становить менше 7 відсотків, чого достатньо, щоб показати важливість правильного центрування валу.