转动设备轴系对中技术培训Word文档格式.docx
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转动机械“对轮找中心”就是通过一定的手段调整转动设备组件各个转子的位置，使组件轴系（包括2个或2个以上转子）中未连接的的各个转子都在同一轴线上。
转动机械对轮中心偏差过大，会增加机组运行时的振动，还会增加轴承负荷而导致寿命降低或损坏，因此“对轮找中心”工作是一项较重要的转动机械检修工作。
转动机械对轮找中心过程主要包括：
测量对轮中心偏差，记录和表达测量结果，结合现场条件及计算决定调整方案，实施调整，再测量，再计算，再调整直到满意为止。
“对轮找中心”是转动机械维修的基本技能之一。
几乎每个转动机械维修人员都执行过对轮找中心的工作，但在这个普通的维修过程中，却存在着一些很普遍的问题，如：
对轮中心偏差的表达不统一、不规范，对轮找中心相关的一些概念及对轮找中心过程中各个步骤的要求不清楚。
另外，对于像汽轮发电机组这样的多轴多支承轴系对轮找中心，由于其涉及的设备和限制的条件很多，如何在大修时综合考虑对轮中心偏差允许值和现场条件去快速决定一个调整对轮中心的方案，也是我们必须要解决的一个问题。
根据“对轮找中心”的重要性和工作中常见的一些问题，设置本课程，要求达到以下目的：
1.规范和进一步理解对轮找中心的各个步骤
2.提高一般转动机械对轮找中心技术
3.了解多轴多支承轴系对轮找中心的方法
1.2转动机械的基本结构
本节介绍的转动机械基本结构着重于与轴系对中相关的机械部分
1.2.1转动部分
转动机械的转动部分一般称为转子或转轴，一个转动设备组件往往包括两个以上的转子，转子连接起来形成“轴系”。
连接两个转子的装置称联轴器，联轴器一般有：
刚性联轴器、挠性联轴器、弹簧片联轴器、齿形联轴器等形式。
联轴器中装在两个转子上的部分称对轮，又称靠背轮；
对轮与转子本体连接一般有以下形式：
整体加工、加热紧套（过盈配合）、套装及键槽配合。
1.2.2轴承
“轴承”顾名思义就是承受转轴作用力的装置，是转动机械动静部分的结合部，轴承的位置决定了转子的位置。
从作用上一般分为：
承受径向力的支承轴承，承受轴向力的推力轴承，同时承受径向和轴向力的轴承。
从结构上一般分为：
滚动轴承，滑动轴承。
1.2.3轴承座
“轴承座”是放置轴承的装置，通过轴承承受转子的作用力；
有不落地轴承座（设在设备端盖上）、落地轴承座两种情况。
1.2.4转动设备静止部分
转动设备静止部分（设备整体及上述“落地轴承座”）通常通过“基架”座落在混凝土基础上，设备基架之间一般有一些可以调整总厚度的垫片，并用“联系螺栓”把二者连接起来；
基架一般在找正后浇灌在混凝土基础上，并用地脚螺栓固定。
图1-1电动机—水泵（或风机）类转动机械的基本结构
1.3对轮中心偏差和对轮同心度
1.3.1对轮中心偏差
指联轴器不连接时两个对轮中心的偏差，包括对轮平面偏差和对轮圆周偏差。
两个转子之间的对轮中心偏差由这两个转子的位置所决定，而转子的位置又是由轴承的位置决定的，所以对轮找中心就是通过一定的手段调整轴承的位置，使两个对轮的中心偏差在设计允许范围内（参看“表1-1：
对轮中心允许偏差值”）。
表1-1：
对轮中心允许偏差值
一般水泵对轮中心允许偏差（对面读数差最大值）
转速n
（r/min）
允许偏差（mm）
固定式
非固定式
圆周*
平面
圆周
n≥3000
0.04
0.03
0.06
3000＞n≥1500
0.10
1500＞n≥750
0.05
0.12
0.08
750＞n≥500
0.16
n＜500
0.24
0.15
一般汽轮机对轮中心允许偏差值（对面读数差最大值）
联轴器型式
备注
刚性与刚性
0.02－0.03
平面偏差应为三次或四次盘转子测量后的平均值对面读数差
刚性与半桡性
（摘自能源部发布的《电力建设施工及验收技术规范汽轮机机组篇》）
注*：
圆周偏差通常有两种表示方法：
“对面读数差最大值”和“两个对轮中心的距离”。
“对面读数差最大值”实际上表示了在直径方向上两个对轮圆周对面“错口”之和的最大值，等于“两个中心的距离”的2倍。
以下特别没有说明时，对轮中心的圆周偏差指“两个中心的距离”。
一般情况下，对轮中心偏差影响轴承的负荷分配，过大的偏差会影响轴承寿命和导致设备运行时振动（振动频率一般是2倍工频）。
测量对轮中心偏差时要求设备支撑稳固、外部状态稳定，有时还要在程序要求的状态下进行（比如，大亚湾核电厂给水泵对轮找中心要求在给水泵灌满水的情况下进行）。
另外，“对轮中心的允许偏差”是在“对轮中心的要求偏差”基础上考虑的。
一般情况下，“对轮中心的要求偏差”为“0”，也就是说对轮找中心的理想结果是两个对轮的中心完全一致；
但是，还有些设备的检修状态与实际运行状态差别太大，需要考虑一个“补偿值”，例如在大亚湾核电厂，给水泵对轮相对小汽机对轮要求高0.10mm、发电机对轮相对励磁机对轮要求高0.12mm，这时“对轮中心的要求偏差”就分别是0.10mm（给水泵高）和0.12mm（发电机高）。
1.3.2对轮同心度
1.对轮同心度的意义
对轮同心度通常指两个转子通过联轴器连接起来后两个对轮中心的偏差，包括偏差值（即两个对轮中心的距离）和偏差的方向（即两个对轮中心连线与对轮指定直径方向之间的角度，汽轮机对轮的指定直径方向是对轮圆周上“0”位所在直径的方向）。
对轮同心度偏差大直接影响转子的重量动平衡，引起设备运行振动（振动频率等于工频）。
对轮同心度由两个对轮的对轮螺孔位置的精确度、对轮螺栓孔与对轮螺栓的配合精确度决定，所以特别是在对轮用临时螺栓连接后、螺栓孔磨孔前，一定要保证同心度偏差在允许范围之内；
而对轮用正式螺栓连接后，对轮同心度就基本不可改变了。
大亚湾汽轮机对轮的同心度允许偏差仅为0.015mm。
2.举例说明汽轮机对轮同心度的测量方法
如图1-2所示，在已连接的对轮1、2同一侧，安放百分表A、B。
图1-2：
对轮同心度的测量
盘动转子，每盘过45°
记录百分表A、B的读数，如表3-2所示。
表3-2：
对轮对轮的同心度计算方法举例
转子盘动角度
0°
45°
90°
135°
180°
225°
270°
315°
360°
百分表读数
A
2.000
2.005
1.995
1.990
1.985
1.980
B
2.015
2.020
A－B
0.000
0.010
-0.005
-0.015
-0.030
-0.040
计算：
（A―B）0°
―（A―B）180°
＝0.000―（-0.030）＝0.030
（A―B）45°
―（A―B）225°
＝0.010―（-0.040）＝0.050
（A―B）90°
―（A―B）270°
＝-0.005―（-0.030）＝0.025
（A－B）135°
—（A－B）315°
＝（-0.015）—（-0.015）＝0.000
取以上数值绝对值中的最大值除2，即为对轮1和对轮2的同心度偏差值：
[（A―B）45°
]÷
2＝0.050÷
2＝0.025
结果是：
对轮1和对轮2的同心度偏差值为0.025mm，方向在对轮45°
的方向上，结果是不合格的。
如果这时是在设备安装时对轮螺栓孔磨孔前，对轮用临时螺栓连接，调整的方法一般是：
盘转对轮，把对轮上的45°
（或225°
）盘到铅垂方向，在相对偏低的对轮下方放置千斤顶，在上方架设百分表，然后稍微松开对轮螺栓，对千斤顶加压，顶起偏低的对轮，同时监视对轮的顶起量，到合适数值后，重新紧固对轮螺栓，并重新测量、计算对轮的同心度，可能会反复几次，直到结果合格。
3.同心度测量方法的原理
图1-3：
对轮同心度测量的原理
结合图1－2、图1－3和表3－2所示：
以OA和OB为中心的两个对轮连接后，两个对轮的同心度偏差就是OAOB，偏差值和偏差方向是OAOB的长度和方向。
盘转轴系时，两个对轮将绕着一个新的中心O转动，每转过一定角度，在百分表A和B上读出数值A和B，两数值相减得（A－B）0°
、（A－B）45°
……等一系列数，它们的绝对值反映0°
、45°
……等相应方向上两个对轮边沿的“错口”情况，在相差180°
方向上两个（A－B）之差的绝对值是两个对轮圆周对面两处“错口”的和；
因此，在各组相差180°
方向上两个（A－B）之差的绝对值中的最大值即是两个对轮同心度偏差值OA到OB距离的2倍，偏差方向就是OAOB的方向。
例中的（A―B）45°
和（A―B）225°
之差的绝对值是相差180°
方向上两个（A－B）之差的绝对值中的最大值，它的一半即是对轮1和对轮2的同心度偏差值，表示为：
－（A―B）225°
÷
2，或（A―B）45°
+（B―A）225°
2
注：
1.以上例子是每盘转45°
记录一次，实际上在测量汽轮机对轮同心度时要求盘过22.5°
就记录一次，盘转一周记录的数据较多，同心度计算结果的精确度较高。
2.以表1－3中“转子盘动角度”和“A－B”的数据在X－Y坐标上画图，结果是一个周期为360°
的类似正弦的曲线（y＝√sinx的曲线），有时对测量结果怀疑，通常可以画出曲线作分析，找出偏离曲线的较远的点，也就是误差较大的点。
复习题
1.如何在“对轮中心要求偏差”的基础上确定实际找中心时的“对轮中心允许偏差”？
2.对轮中心偏差与连接对轮后的对轮同心度有什么相同和不同之处？
（要求从本身的含义、调整方法、对运行的影响、允许偏差等方面作分析）
3.回顾自己在以往维修时对轮中心过程中有哪一些不规范或不清楚之处？
第二章单对轮转机对轮找中心
2.1对轮中心偏差的测量方法和表示方式
2.1.1对轮中心偏差的概念
1.测量对轮中心偏差时设备状态要求
（1）联轴器完全松开；
（2）轴承安装正确，设备整体支承稳固，连接设备的管道对设备没有附加应力；
（3）外部状态稳定或在程序要求的状态（如按检修程序要求给水泵应在水泵灌水后找正）。
2.对轮中心偏差
（1）平面偏差
反映两个对轮平面在上下、左右两个方向的不平行度，也称为张口。
用对轮平面靠近上下（或左右）边缘处的间隙差来表示，一般采用0.01mm作单位。
（2）圆周偏差
反映两个对轮在上下、左右两个方向中心位置的偏差，可以用“对面读数差最大值”或中心偏差（即“两个对轮中心的距离”）两种方式表示，一般采用0.01mm作单位。
2.1.2对轮中心偏差的测量方法
1.一般测量方法
图2-1测量对轮中心偏差的一般方法
圆周偏差使用百分表测量，记录两个转子同时顺转向转动时，百分表在上、下、左、右四个位置上的读数，见本节第4.
（1）点中的a1、a2、a3、a4；
平面偏差使用塞块、塞尺测量，两个转子同时顺转向转动，每转动90°
，用塞尺测量两对轮平面在上、下、左、右四个方向上的距离，见本节第4.
（1）点中的b11b12b13b14、b21b22b23b24、b31b32b33b34、b41b42b43b44。
2.其它测量方法
圆周和平面偏差均使用百分表测量，如图2-2所示。
图2-2使用百分表测量圆周和平面偏差
测量对轮中心偏差也有其它一些方法，但都有一个共同点，就是把“工具”固定在其中一个对轮上，盘对轮一圈，每转过90°
，测量记录“工具”相对于另一个对轮圆周面和对轮端面位置的变化。
固定在其中一个对轮上的工具可以根据对轮的具体形状制作，要求固定牢靠、刚度较大；
量具可视现场具体情况采用测量距离的各种工具，如百分表、塞尺、塞块、“T”形规……等。
在实际工作中，包括设备形状、设备重要性、测量位置、自己具备的量具等现场情况是多种多样的，工作的人员掌握测量对轮中心偏差的原理后，可以根据现场情况设计测量方法。
2.1.3对轮中心偏差的表达（以一般测量方法为例）
1.记录数据的表达方法
（1）原始数据
单位：
mm（或0.01mm）
百分表固定在（水泵）对轮上
b31
b32
b33
b34
a1
b11
b12
b13
b14
a3
b41
b42
b43
b44
b21
b22
b23
b24
a4
a2
（2）计算后的数据
百分表固定在（水泵）对轮上
b1
b4
b2
b3
b11+b12+b13+b14
4
其中：
b1＝
b2，b3，b4类推
如果测量正确，应有：
a1+a3＝a2+a4，b1+b3＝b2+b4，否则要检查测量正确性；
有时下部数据由于位置所限而无法测量时，可利用此关系推算下部数据，
即：
a3＝（a2+a4）－a1和b3＝（b2+b4）－b1
（3）记录数据
a’2
b’2
a’4
b’4
b’3
a’3
其中a’2=a2–a1，、a’3=a3–a1，、a’4=a4–a1；
b’2=b2–b1，、b’3=b3–b1，、b’4=b4–b1。
2.直观表达方法
a
马达
上（或左）
面向（水泵），左手侧为左、右手侧为右
水泵
∧
b
下（或右）
a表示圆周偏差（对面读数除以2），b表示平面偏差（张口）
图2-3对轮中心偏差的直观表达法
图中：
a表示圆周偏差（对面读数除以2），b表示平面偏差（张口）。
直观表达法直接表示了对轮中心的偏差情况，有利于决定调整方案时的思考。
2.2对轮找中心步骤
简单来说，对轮找中心就是调整相关轴承位置，减小对轮中心偏差，使之达到设计允许范围之内。
关键的问题在于通过调整哪些部件来改变哪一些轴承的位置，以及调整量多少较为合适。
2.2.1测量、记录对轮中心的初始偏差（见2.1）
2.2.2结合现场具体情况决定调整途径
对轮找中心就是调整相关轴承的位置，但是改变相关轴承位置的途径会是多种多样，这需要根据现场具体情况作考虑。
以水泵－电机这样的单对轮泵组为例，一般是调整电动机整体改变其中一个转子轴承的位置，使电机转子与水泵转子对中。
但实际上，如果对于较复杂的大型机组，可调整的部件会更多一些，考虑调整的途径时，除了要掌握设备本身的结构特点外，还要参考设备本身的水平情况、与其它管道设备的连接情况、设备检修环境（如工具、工期）等。
E
2.2.3测量相关部位的几何尺寸
d
C
C、E表示准备调整的支承点，是整机的支承点或者是轴承所在位置
图2-4对轮找中心相关的几何尺寸
1.距离尺寸：
各支承到对轮的距离AC、AE，支承之间的距离CE
2.直径尺寸：
对轮的直径d
2.2.4调整量计算
先掌握以下比例关系：
1.单个支承C（或E）移动c（或e）与平面张口变化b的比例关系
（b、c、d、CE见图2－5，e表示E点的位移，图中未表示）
b/c=d/CE，b/e=d/CE
例如：
某泵组电动机的对轮直径d是200mm，前后两个支承垫铁之间的距离CE是800mm，那么，该电动机前支承垫高（或后支承降低）0.40mm，对轮下张口将减小0.40×
（200÷
800）＝0.10mm；
或者说，垫高（或降低）单个支承与对轮张口变化的比例是（800÷
200）：
1＝4：
1，掌握这个比例对我们快速决定调整方案往往有很大的帮助。
前
c
图2-5单个支承抬高与平面张口变化的比例关系
2.单个支承C（或E）移动c（或e）与中心径向变化a的比例关系
（a、c、A、C、E见图2-6，e表示E点的位移，图中未表示）
a/c=AE/CE，a/e=AC/EC
某泵组电动机前支承到对轮的距离AC是400mm，前后两个支承之间的距离CE是800mm。
那么，该电动机前支承垫高c＝1mm，电机的对轮中心将抬高1×
（1200÷
800）＝1.5mm；
或者说，垫高（或降低）前侧支承使对轮中心抬高（或降低）的数值是支承垫高（或降低）数值的AE/CE＝1200÷
800＝1.5倍，垫高（或降低）后侧支承使对轮中心降低（或抬高）的数值是支承垫高（或降低）数值的AC/EC＝400÷
800＝0.5倍，同样，掌握这个比例也很有利于我们对调整方案的考虑。
图2-6单个支承抬高与对轮中心变化的比例关系
3.两个支承C和E同时调整c（或e），则中心径向变化a=c=e。
根据以上关系，即可计算如图2-3所示中心偏差为a（中心径向偏差）和b（平面偏差）时，支承C和E调整量c和e为（推导方法可参照2.2.7－4.计算调整量的方法）：
c=－a－b×
AC/d，e=－a－b×
AE/d
（计算结果c、e为正值表示须抬高、负值表示须向下调；
）
2.2.5实施调整，测量调整后的对轮中心偏差
实施调整一般先调整上下方向的对轮中心，调整的手段是增减支承垫块（或垫片）的厚度。
然后再调整左右方向的对轮中心。
如果设备纵向位置是通过纵销定位的，调整的手段是改变纵销两侧垫块（或垫片）的厚度，但要保持纵销两侧总间隙在设计范围内；
如果设备与基架之间有定位圆销，调整前要先把定位销拔出，调整后，需重新配制。
调整左右方向的对轮中心时，可以稍微松动地角螺栓后顶动设备，同时直接通过对轮上和设备基架上的百分表来监测调整效果。
2.2.6调整结果不能达到要求值时，再重新计算和调整，直到调整结果满意为止
2.2.7对轮找中心举例
如图1-1所示的泵组，额定转速是1450rpm，大修后重新调整对轮中心。
1.测量、记录对轮中心的初始偏差
松开并取出对轮螺栓，在水泵侧对轮安装固定百分表架，使百分表指针指向电动机对轮上较光滑的圆周加工面上，把百分表读数调到2.00，顺着水泵的转向同时盘动水泵和电动机的两个对轮，每盘过90°
，记录百分表读数，同时用塞尺测量、记录两个对轮在上下左右四处的距离。
2.00
（1）记录数据计算平均值
3.60
3.85
3.46
3.27
3.545
3.72
3.94
3.62
3.34
3.65
3.88
3.52
3.29
1.75
3.585
3.655
1.85
3.78
3.97
3.41
3.695
1.60
简化后的正式记录
0.00
mm
百分表固定在水泵对轮上
-0.15
-0.25
0.11
-0.40
（2）文字表达
电机对轮中心偏高0.20mm、偏左0.05mm（对面读数差除2），下张口0.15mm、左张口0.07mm。
（3）帮助思考的直观表示（下图表示上下方向的偏差，左右方向从略）
上
电动机
0.20
2.结合现场具体情况决定调整途径
水泵与电动机的轴承都是滚动轴承，安装在设备端盖上；
水泵与进出口管道连接，不便于移动；
电动机坐落在一个基架上，用地角螺栓连接，电机四个支脚与基架之间有不锈钢垫片，前侧的一个支脚还有一个φ10圆柱定位销。
根据以上情况决定通过调整电机整体找正，需要改变支承垫片厚度、重新铰销孔和配制定位销。
3.测量有关尺寸
如图2-4所示：
对轮直径是d＝200mm，对轮到电机前、后支承的轴向距离是AC＝400mm、AE＝1200mm，前、后支承的轴向距离CE＝（1200－400）＝800
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