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1、瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,第一部分 晃动与瓢偏测量 一、晃动和瓢偏的概念 旋转零件对轴心线的径向跳动,即径向晃动,一般称晃动,而晃动程度的大小称为晃度。旋转零件端面与轴线的不垂直度,即轴向晃动,称为瓢偏,而瓢偏程度的大小称为瓢偏度。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,晃动和瓢偏不能超过允许值,否则转体在高速运转时,由于离心力的作用,将使设备的振动加剧或转动部分与静止部分相摩擦,造成大的事故。因此,在检修中,对转子上的固定件如叶轮、齿轮、皮带轮、联轴器等都要进行晃动和瓢偏的测量。测量瓢偏与晃动,可以在机体内也可以在机体外进行,一般应尽量在机体内进行,这样测出的数据较准确,瓢偏、
2、晃动及轴弯曲的测量,二、晃动测量 将所测转体的圆周分成八等份,并编上序号，固定百分表架,将表的测量杆安在被测转体的上部,并过轴心,如图所示。被测处的圆周表面必须是经过精加工的,否则测量就失去意义。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,把百分表的测杆对准位置“1”,先试转一圈。若无问题,即可按序号转动转体,依次对准备点进行测量,并记录下读数。根据测量记录,计算出最大晃动值,最大晃动位置为1-5方向,最大晃动值为0.58-0.50=0.08mm.,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,在测量工作中应注意以下两点:(1)在转子上编序号时,按习惯以转体的逆转方向顺序编号。(2)晃动的最大值不一定正
3、好在序号上,所以应记下晃动的最大值及其具体位置,并在转体上打上明显记号,以便检修时查对。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,三、瓢偏测量：必须安装两只百分表,因为测件在转动时可能与轴一起沿轴向移动。用两只百分表,可以把这移动的数值(窜动值)在计算时消除。装表时,将两表分别装在同一直径相对的两方向上,如图所示。将表的测量杆对准的位置1和5点,两表与边缘的距离应相等,表计经调整并证实无误后,即可转动转体,按序号依次测量,并把两只百分表的各点测量读数记录在各表记录图上,如图所示。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,计算时,先算出两表同一位置的平均数，然后求出同一直径上两数之差,即为该直径上
4、的瓢偏度。其中最大值为最大瓢偏度,从图中可看出最大瓢偏位置为5-l方向,最大瓢偏度是O.08mm。该转体的瓢偏状态如图所示,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,求瓢偏度除用图记录外,也可用表格来记录和计算,如下表。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,从图和表中可看出测点转完一圈之后,两只百分表在1-5点位置上的读数未回到原来的读数,由“50”变成“60。这表示在转动过程中转子窜动了O.10mm,由于用了两只百分表,在计算时该窜动值被减掉。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,测量瓢偏，应进行两次,第二次测量时,应将测量杆向转体中心挪动510mm,两次测量结果应很接近,如
5、相差较大,则必须查明原因(可能是测量上的差错,也可能是转体端面不规则),再重新测量。测量瓢偏的注意事项与测量晃动的注意事项相同。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,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
6、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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,一、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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,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。汽轮机轴的永久性弯曲变形多属于这种原因。下面就几种情况来讨论。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,(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
7、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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,（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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,根据相同原理可采用局部加热直轴法把轴校直,即在轴弯
8、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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,(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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,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
9、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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,(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水塞,使叶片前后压差增大,推力增加,严重时会导致推力瓦烧损。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。,瓢
10、偏、晃动及轴弯曲的测量,(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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,二、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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,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
11、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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,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50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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,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
12、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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,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。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,三、轴的检查轴的检查内容包括：检查裂纹,硬度和材质三项。(1)检查裂纹检查部位是最大弯曲点所在的区域,检查方法是，先用砂轮或砂布把轴
13、面的磨痕、毛刺等磨光且擦净,敷以浸过15%过硫酸铵水溶液的脱脂锦,浸蚀10分钟。取下脱脂棉,用清水把轴面洗净并用棉花擦干,再敷以浸过3%硝酸酒精溶液的脱脂棉,浸蚀1分钟(亦可用浸有10%硝酸水溶液的脱脂棉敷浸15分钟)。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,再用10%碱溶液洗涤轴面,以中和残存的酸液。然后用清水把轴面洗净,用吸水纸把水吸干,接着用10倍以上的放大镜观察浸蚀过的轴面,如有较大的裂纹,便能发现在浸蚀过的银白色的底子上呈现暗色。如系细小的裂纹,则当时发现不了，需经24小时后才能显现出来。因此要道行两次检查,即浸蚀后当即检查和浸蚀24小时后的再次检查。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,发现裂纹后,需在
14、校直前将其消除,否则,直轴过程中将使裂纹扩展。消除裂纹前需用打磨法、车削法或X射线、超声波法测定裂纹的深度,以确定该轴是否有继续使用的价值,若裂纹的深度很大,足以影响轴的强度,则应更换新件。当然对于较小的一般碳素钢的轴可用补焊法来修理,补焊后重新车削,进行热处理等。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,对于合金钢的汽轮机轴补焊是有困难的,如材料为27Cr2Mo1V的汽轮机轴,其可焊性极差,弄不好将产生其他变形或裂纹。所以在裂纹影响轴的强度时要换轴,当裂纹不太严重,不致于影响轴的强度时,只要把裂纹除掉就可以了,但需作转子的平衡试验以弥补轴的不平衡。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,(2)检查硬度 对检查裂纹处和正常部位的轴表面分别测量硬度,掌握弯曲部位金属结构的变化程度,以便正确的确定直轴方法。淬火的轴在直轴前要进行退火处理。,瓢偏、晃动及轴弯曲的测量,(3)检查材质当对轴的材料不能肯定时,要取样分析钢材的化学成分。从轴端处用钻头钻出铁末或车下铁屑,其重量不少于50克。知道了钢的化学成分，才能确定直轴方法及热处理工艺。,
