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1、轴 弯 曲 的 测 量,一、轴弯曲的种类 轴的弯曲变形分为两种:即临时性弯曲变形和永久性弯曲变形。前者是轴受外力(机械力或温差应力)弯曲时，其应力在该材料的弹性极限范围内,当外力除掉后，弯曲变形随之消失,这种变形为弹性变形；后者是轴受外力(机械力或温差应力)弯曲时,所受应力超过该材料的屈服极限，存在残余弯曲变形，这种变形称为塑性变形。,临时性弯曲变形是任何轴都存在的,是设计时充分考虑了的，不会影响轴的使用。而永久性弯曲变形是影响轴的正常使用的,是不允许存在的。现在所讨论的轴弯曲的测量就是指对永久性弯曲变形的而言的。,二、轴弯曲产生的原因1、设备运输或停放不当,由于受有机械外力的作用而造成轴的永
2、久性弯曲变形。2、由于材质不佳或加工不良,使轴内存有残余应力,运行时此种应力消失导致轴的永久性弯曲变形。 3、由于安装、检修质量不好或运行方式不当,造成动静部分在运转中的强烈摩擦或转子振动,均能使轴产生永久性弯曲变形。,(1)运行中强烈振动导致轴弯曲。这多是安装检修中对轮找中心不良,转子不平衡(或因叶轮磨损,更换部件等使转子平衡破坏),轴承间隙过大、轴承座或地脚螺栓松动等所造成的。,(2)运行中局部摩擦过热使轴弯曲。这多是由于安装检修中动静部分间隙留得过小所造成的,例如汽轮机端部轴封或隔板汽封局部发生家擦,摩擦部分金属受热膨胀,因周围温度较低部分金属的限制而承受压应力所致。如图a所示,其应力分
3、布情况如图b，当压应力大于该温度下金属的屈服极限(屈服极限随温度升高而降低)时,则产生塑性变形,即受热部分金属受压而缩短;完全冷却后,轴就产生相反方向的永久性弯曲,摩擦伤痕处于轴的凹面侧,此时应力分布如图(c)所示。,根据相同原理可采用局部加热直轴法把轴校直,即在轴弯曲处凸侧局部加热使其产生塑性变形,冷却时则因附加应力而使轴伸直，应力分布如图d所示。,(3)汽轮机停机、启动操作不当造成轴弯曲。停机后,汽缸内上部温度高于下部温度,轴的下部比上部冷却快,轴将向上弯曲,随着冷却时间的延长,汽缸内温度逐渐趋于均匀,轴弯曲逐渐减少而接近自然伸直.即停机后的一段时间内,轴将产生临时性弯曲,假如停机期间,蒸
4、汽经调速汽门、疏水门或其他连接处漏入汽缸,则轴的临时性弯曲值也将会更大。启动时暖机方法不当,如转子处于静止状态下暖机,则由于汽缸上热下冷,转子将呈现热弯曲,即将形成在大轴弯曲惜况下的启动。停机后不太长时间内主轴尚存在有较大热弯曲值,此时的启动也一样。在转于弯曲情况下启动,动静部分将发生摩擦,导致强裂振动,最终会使轴弯曲加剧,发展成永久性弯曲。,现代的汽轮机均有盘车装置,为避免汽轮机主轴在停机后产生过大的临时性弯曲,而影响在短时间内进行再次起动,在停机后或启动前,要进行一段时间连续盘车使轴均匀冷却或受热。(4)运行中若出现水冲击也会使轴弯曲蒸汽带水进入汽缸,由于水速低于汽速,一般在汽轮机中会形成
5、水塞,使叶片前后压差增大,推力增加,严重时导致推力瓦烧损。另外汽缸进水后将导致汽缸不均匀冷却和变形,造成汽机动静部分摩擦,很容易使轴局部过热产生永久性弯曲。(5)检修时对轴进行补焊后,未经过很好的热处理,在运行过程中也会发生永久性弯曲变形。,三、轴弯曲的测量 测量轴弯曲时,应在室温状态下进行。大部分轴可在平板或平整的水泥地上、将两端轴颈支撑在滚珠架或V形铁上进行测量,而重型轴如汽轮机转子轴,一般在本体的轴承上进行。测量前应将轴向窜动限制在0.10mm以内。,测量步骤:1、测量轴颈的不圆度,其值应小于0.01mm。2、将轴分成若干测段,测点应选在无锈斑、无损伤的轴段上。3、将轴的端面八等分,带联
6、轴器的轴，可按联轴器的螺栓孔等分;没有联轴器的轴,可以键槽为起点等分，并作永久性记号。等分点作为测点,以后的一切测量记录都应与这些记号一致。,4、将百分表装在测量位置上(最好在每个测段都装一个百分表),测量杆要垂直轴线,其中心通过轴心。将表的大针调到0处, 把小针调到量程中间,然后缓缓将轴转动一圈,表针应回到始点。,5、将轴按同一方向缓慢地转动,依次测出各点读数,并作好记录。读数误差应小于0.005mm 。6、根据记录,算出各断面的弯曲值.取同断面内相对两点的差值的一半,绘制向位图。,7、将同一轴向断面的弯曲值,列入直角座标系。纵座标表示弯曲值,横座标表示轴全长和各测量断面间的距离。根据向位图的弯曲值可连成两条直线,两直线的交点为近似最大弯曲点,然后在该点两边多测几点,将测得各点连成平滑曲线与两直线相切,构成一条轴的弯曲曲线。,如果轴是单方向弯曲的(一个弯),那么自两个支点与各点的连线应是两条相交的直线。若不是两条相交的直线,则有两个可能:在测量上有差错或轴有几个弯。经复测证实测量无误时,则应重新测绘其它断面的弯曲图,求出该轴有几个弯、弯曲方向及弯曲值。,
