1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Выработать практические навыки по выявлению дефектов сопряжения валов и выполнению операции центровки осей по полумуфтам.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

- изучить вида дефектов сопряжения валов и способ их измерения по относительным смешениям или зазорам между полумуфтами;

- изучить метод центровки валов по полумуфтам с применением центровочных скоб и индикаторов перемещения часового типа;

- выполнить центровку валов центробежной машины (газодувки) по вышеуказанному методу;

- провести испытание правильности сопряжения валов центробежной машины путём пробного пуска;

- оформить отчёт по работе и защитить его у преподавателя.

3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Центровкой называется операция, выполняемая с целью обеспечения заданной точности сопряжения осей составных частей машин и агрегатов. Наиболее часто на практике возникает необходимость обеспечить соосность валов привода и рабочей части машины. Этот вид центровки называется центровкой осей валов или просто центровкой валов. В результате центровки валов добиваются устранения дефектов сопряжения, которые представляют собой линейные и угловые отклонения осей относительно заданного положения и превышают предельно допустимые отклонения. Различает три вида дефектов центровки валов:

- осевое отклонение заключается в том, что осевой зазор (δ) между торцами валов не соответствует номинальному значению (δ0) (рис. 1 б);

- поперечное (радиальное) отклонение заключается в том, что оси валов параллельны и отстоят друг от друга на расстояние (e) (рис. 1 в);

- угловое отклонение заключается в том, что оси валов располагаются под углом (α) (рис. 1 г).

У реальных машин все три вида отклонений могут одновременно иметь место (рис. 1 д). Такой вид отклонения называется комбинированным или сложным. Следует отметить, что в любой, даже тщательно отцентрированной машине не исключается наличие линейных и угловых отклонений валов относительно заданного положения. Однако, если эти отклонения не превышают определенной (допустимой) величины, то они не оказывают отрицательного влияния на работоспособность и надёжность машины. Поэтому операция центровки валов должна проводиться до тех пор, пока фактические отклонения не станут меньше предельно допустимых отклонений:

В данных выражениях обозначено Δ*, e*, α* - предельно допустимая величина, соответственно, осевого, поперечного и углового отклонения валов. Система неравенств (1) представляет собой математическую запись условия достаточности точности центровки валов. Если хотя бы одно из неравенств (1) не выполняется, то точность сопряжения валов считается недостаточной и операция центровки необходима. В случае выполнения условий (1) точность сопряжений осей валов считается достаточной и необходимость в операции центровки отпадает. Более того, повышение точности сопряжения осей валов сверх заданных требований может привести к неоправданном возрастанию стоимости операции, т.к. потребуются более точные инструменты, большие затраты труда и времени на её выполнение.

Известно несколько способов измерения линейных и угловых отклонений осей валов. В настоящей работе рассматривается способ оценки точности сопряжения валов по величине осевых и радиальных зазоров между полумуфтами.

Этот способ получил наибольшее практическое применение ввиду высокой точности и относительной простоты реализации. Необходимым условием для применения этого способа является отсутствие торцевого и радиального биения поверхности полумуфты относительно оси вала. На рис.2 показано взаимное расположение полумуфт, соединяющих валы А и В, при наличии сложного смещения осей. На этом же рисунке показана схема выполнения замеров осевых (b) и радиальных (a) зазоров между полумуфтами в четырёх контрольных точках. При составлении схемы замеров исходили из того, что один из валов (например А) относится к базовой части машины, и поэтому можно считать, что он расположен баз отклонений от номинального положения. Т.е. его угловые и линейные отклонения условно приняты равными нулю. Задача ставится следующим образом. По данным о величине осевых и радиальных зазоров между полумуфтами необходимо определить осевое, поперечное и угловое отклонения вала В относительно вала А. Следует пояснить, что линия 1'-3' на торцевой поверхности полумуфты вала В есть cлед вертикальной плоскости, проходящей через ось вала А, а линия 4'-2' на этой же поверхности есть след горизонтальной плоскости, проведенной через ось вала А. Рассмотрение геометрических соотношений между искомыми величинами (линейными и угловым отклонениями оси В относительно оси А) и определяющими величинами (осевые и радиальные зазоры между полумуфтами) приводит к результату, справедливому для малых отклонений осей:

В приведенных выражениях индексами y и x обозначены угловые и поперечные отклонения оси вала В относительно оси вала А, соответственно, в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Такой раздельный учет отклонений осей в горизонтальной и вертикальной плоскостях позволяет более простым путем выполнять операции центровки и рассчитывать корректирующие перемещения регулируемой части машины. При расчёте отклонений по формулам (2 – 8) следует учитывать знаки зазоров. Правила определения знаков зазоров следующие. Если проекция вектора, проведенного из контрольных точек 1, 2, 3, 4 полумуфты базовой части машины в контрольные точки 1', 2', 3', 4' полумуфты регулируемой части машины, на принятые для центровки оси координат X, У, Z совпадает с положительным направлением этих осей, то зазор считается положительным. В противном случае зазор считается отрицательным и перед его значением необходимо поставить знак (-). Так например, все осевые зазоры, обозначенные на рис. 2, имеют положительное значение. Знаки у радиальных зазоров распределяются следующим образом: -a1; +a2; -a3; +a4. При вычислении поперечных отклонений ex и ey по формулам (6), (7) результат может оказаться как со знаком (+), так и cо знаком (-). Положительный знак указывает на то, что для устранения поперечных отклонений оси вала В относительно оси вала А первый необходимо переместить в направлении оси X на величину ex, а в направлении оси У на величину ey. При отрицательном результате корректирующие перемещения вала В должны быть противоположными положительным направлениям осей X и У. Аналогичным образом определяется направление поворота вала В с целью устранения угловых отклонений в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Так, если результат вычисления углового отклонения αy по формуле (3) приводит к отрицательному числу, то для исправления положения вала В в вертикальной плоскости его следует повернуть на угол αy против часовой стрелки. Т.е. для устранения угловых отклонений поворот вала выполняется по часовой стрелке (если смотреть на плоскость поворота со стороны положительной части координатной оси) для положительных угловых отклонений и против часовой стрелки для отрицательных угловых отклонений. Следует также отметить, что система координатных осей может выбираться произвольно, тем не менее правила определения знаков зазоров и направлений корректирующих перемещений будут аналогичными. Таким образом, по данным о величине осевых и радиальных зазоров между полумуфтами можно рассчитать дефекты центровки осей, а также определить необходимые линейные и угловые перемещения подвижного вала в вертикальной и горизонтальной плоскостях, которые обеспечат заданную точность сопряжения валов машины. Измерение осевых и радиальных зазоров между полумуфтами может осуществляться при помощи различных материальных инструментов. Единственное требование, которое при этом следует соблюсти, это соответствие принятого способа измерения схеме выполнения замеров, показанной на рис. 2.