大型透平压缩机组联轴器对中问题的探讨

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1、大型透平压缩机组联轴器对中问题的探讨DiscussiononCouplingAlignmentofLargeCentrifugalCompressorUnit宋林涛/兖矿鲁南化肥厂摘要：通过一个安装实例，分析探讨了联轴器在机组安装时的轴系对中问题。以长联轴器为例，介绍了对中步骤，分析了不对中原因。最后说明了处理方法。关键词：离心式透平压缩机安装联轴器对中中图分类号：TH452文献标识码：B文章编号：1006-8155（2005）01-0052-03Abstract:Byamountingexample,theproblemsexistedinunitmountingandshaftsyst

2、emalignmentofcouplingareanalyzedanddiscussed.Takethelongcouplingasanexample,alignmentstepsisintroduced,misalignmentreasonisanalyzed,finalthetreatingmethodisdescribed..Keyword:CentrifugalcompressorInstallationCouplingAlignment1引言在大型透平压缩机组安装中，机组轴系对中是一项较复杂而细致的工作。轴系对中的目的是为了保证运转机械运行的稳定性和振动要求。轴系对中不良是造成高

3、速旋转机械振动故障的普遍原因之一，在振动频谱图上，会增加一倍和两倍转速频率。轴系严重对中不良还往往使机械发生油膜振荡。因此说，对中精度越高，对机械的振动和使用寿命就越有利。本文以DH-80型秀平机组为例来探讨一下机组对轴系对中的问题。2机组联轴器介绍本机组是鲁南化肥厂II期续建14000m3/h大型空分装置配套机组，它的作用是为空分装置提供原料空气。电机采用同步电机，其转速为3000r/min。该机组是由沈阳鼓风机厂制造的。其结构简图如图1，电机是通过一个长2490mm的齿式联轴器向压缩机传输扭矩。为方便机组与联轴器的对中，厂家随机配备联轴器对中的专用工具，称之为假轴（图2）。它是一个一端

4、焊接法兰的无缝钢管，使用时假轴通过法兰与基准轴相联接，另一端架表来调整电机主轴与压缩机主轴的对中。考虑到假轴与基准轴连接后是一个一端固支的悬臂梁，厂家在假轴上给了一个挠度值（f=1.3mm）。4为了方便讨论，把假轴假设成一个过其旋转中心线的直线，以电机轴为基准轴来对中压缩机主轴。B平面为千分表表座所在的圆周平面，在理论上此平面与此点的假轴旋转中心线的切线垂直。C平面为压缩机主轴端面，A平面为电机主轴暨假轴法兰端面，如图3。在安装过程中，按厂家图纸文件要求：允许值：圆周径向跳动值：0±0.025mm端面轴向跳动值：0±0.025mm目标值：0±0.01mm端面：B、C两平面的端面轴向跳动值调

5、整在0±0.025mm以内。径向：考虑假轴挠度和机组温度补偿值（由于在冷态找正，考虑到机组运转后温度升高而发生的机组本体的热胀），旋转中心E比旋转中心F低一个挠度值（m）减一个温度补偿量（n）,即h=m－n，如图3。这样拆下假轴安装上联轴器后，会出现电机主轴端面与压缩机电机主轴端面事实上存在一个角度，角度开口方向向上，称之为上开口，如图4所示。3原因分析大型机组，尤其是高速运转的透平机组的找正是很复杂的，现只分析其联轴器对中这一部分。大型机组联轴器对中一般步骤如下：（1）首先确定一台找正完了的机器主轴为基准轴。（2）调节另一台机器的主轴与基准轴的径向跳动度和端面误差在机组要求的范围之内。在

6、本例中，由于电机与压缩机之间有一很长的联轴器，它的对中是通过将假轴一端装在基准轴（电机轴）上来找正压缩机主轴的对中。当把假轴装到基准轴上，假轴另一端架百分表对压缩机主轴找正时，考虑了由于假轴的挠度而产生的误差，而忽视了假轴B端旋转平面与A端主轴端面有一个角度a，如图3所示，当找正完成后，存在A、C平面端面误差变大，也即AC平面有一个a角度。因此当取下假轴装上联轴器后会出现电机主轴端面与压缩机电机主轴端面事实上的上开口。造成端面误差变大。4处理方法考虑转角的影响，根据挠度值计算出假轴的转角。计算方法如下：根据材料力学，只考虑自身重量的悬臂梁可看作是一个均布载荷的悬臂梁，如图4。4根据材料力学

7、，悬臂梁的挠曲线方程为（推导过程省略）：f=－(x2－4lx+6l2)qx2/24EI(1)在自由端（x=L时）挠度最大,转角最大。即最大挠度¦max=－qL4/(8EI)(2)最大转角amax==-qL3/(6EI)(3)由（2）（3）两式可得出：amax=4¦max/3l式中E——材料的弹性模量（材料一定时即为定值）I——惯性矩（截面）（几何形状一定时即为定值）L——悬臂梁长度，mmq——悬臂梁的均布载荷，Nf——悬