что такое соосность валов

Проверка соосности валов.

Различают следующие способы проверки соосности валов:

— с помощью скоб, хомута, рейсмуса или стрелок;

— с помощью индикаторов и т.п.

Достаточно простым является способ центровки с помощью скобы по полумуфтам (рис.2).

Сборка соединительных муфт начинается с проверки соосности валов. После укладки шпонки и надевания полумуфты измеряют щупом зазор между валом и муфтой, который не должен превышать 0,05 мм. При монтаже пальцевых полумуфт пальцы устанавливают последовательно, проверяя щупом их прилегание к поверхности отверстия в полумуфте. Этот зазор не должен превышать 0,4. 0,6 мм. Полумуфты центрируют с помощью угольника, линейки и поворотных приспособлений. Зазоры проверяют в каждом из четырех положении вала, поворачиваемого от начального положения на 90, 180 и 360° по направлению вращения вала машины (рисунок 2, а). В каждом положении проводят по одному замеру радиального зазора (по окружности полумуфт) и четыре замера осевого зазора (между торцовыми плоскостями полумуфт) в диаметрально противоположных точках.

Допуски на сборку муфт приведены в таблице 4.

Рисунок 2 — Центрирование валов по полумуфтам:

а — центровочная скоба, б — схема производства замеров; n, n₁ — n₄ — радиальные зазоры, m, m₁ — m₄ — осевые зазоры

Таблица 4 — Допуски зазоров соединительных муфт, мм

При этом способе линейкой замеряется соосность двух соединяемых валов с полумуфтами. Если оси валов параллельны и сдвинуты только на величину e в вертикальной или горизонтальной плоскости (см. рис. 3а), то следует переместить один из валов так, чтобы линейка плотно прилегала к обеим полумуфтам. Если ось одно­го из валов имеет перекос на угол φ то угол перекоса зависит от расстояний b₁ и b₂(рис.3б), угол φ может быть рассчитан по формуле:

Чем больше d, тем больше точность замера. Для достижения соосно­сти необходимо повернуть корпус с валом на угол φ так, чтобы b₁ = b₂ , при вращении вала, что замеряется щупом.

Более точную установку валов сопрягаемых узлов или агрегатов можно выполнять с помощью хомута или рей­смуса или стрелок (рис.4.5).

При проверке с помо­щью хомута определяют изменение зазора между винтом и валом при повороте вала. Если установленный зазор не меняется, то сопрягае­мые валысцентрированы. Составив круговую диаграмму по изменению зазоров в положениях хомута, можно по расстоянию до точек крепления узла определить, в каком направлении и на сколько необходимо переместить узел для центровки. Точность центровки за­висит от расстояния между точкой замера и точками крепления узлов и точности замера измерения зазора. Чем больше α, тем с большей точностью можно осуществить центровку. При определении соосности двумя хомутами замеряют зазор между этими хомутами (рис.4.5 б). Вра­щая один из валов, замеряют изменение зазора. Если зазор не меня­ется, то валы сцентрированы; если зазор меняется, то величину перекоса можно также определять по круговой диаграмме.

Выверку и центровку валов удобно проводить с помощью стрелок, закрепленных на валах или полумуфтах. Для этого также используют круговую диаграмму. Валы соосны, если за­зоры a₁; a₂; a₃; a₄ и b₁; b₂; b₃; b₄ одинаковы в вертикаль­ной и горизонтальной плоскостях.

Наиболее точно выверку валов можно осуществить с помо­щью индикаторов (рис.6). Выверка валов здесь анологична выверке с помощью стрелок, но измерение зазоров ведут с по­мощью индикаторов, что повышает точность выверки.

Наиболее сложно производить измерение агрегатов, валы у которых распо­ложены вертикально, т.е. вертикальных валов (например, вертикального насоса, показанного на рис.38), для центровки таких валов к верхней части валов крепят крестовину 3, к ней четыре стру­ны 6, так, чтобы они располагались попарно во взаимоперпендикуляр­ных плоскостях.

Для натяжения струн к их концам подвешены грузы 12. Вертикальность и соосность валов проверяют замером расстояний a₁; b₁; c₁; d₁ в верхней части и a₂; b₂; c₂; d₂ в нижней части. Величины этих замеров откладывают на круговой диаграмме. Замеры вы­полняют с помощью штихмасса, устанавливаемого между валами и стру­нами.

Отклонения δ по осям x и y могут быть опре­делены по следующим зависимостям:

Абсолютная величина отклонения вала

Валы можно считать выверенными, если относительное отклонение, т.е. отклонение на 1 м длины вала, не превышает 0,02 мм.

Перед сборкой валов и сидящих на них шкивов, шестерен и звездочек с помощью шпоночных соединений проверяют поверхности собираемых деталей и устраняют забоины, заусенцы и задиры. При сборке клинового шпоночного соединения обеспечивают плотное прилегание шпонки ко дну паза вала и зазоры по боковым стенкам. Боковые зазоры между пазом и шпонкой проверяют щупом. Они не должны превышать 0,35 мм при ширине шпонки 12. 18 мм и высоте 5. 11 мм и 0,4 мм при ширине шпонки 20. 28 мм и высоте 8. 16 мм. Посадку призматической шпонки производят легкими ударами медного молотка. Боковые зазоры между шпонкой и пазом не допускаются. Затем насаживают шестерню (шкив, звездочку) и проверяют радиальный зазор между верхней гранью призматической шпонки и основанием паза ступицы насаженной детали. Этот зазор не должен превышать 0,3 мм при диаметре вала от 25 до 90 мм и 0,4 мм при диаметре вала от 90 до 170 мм. Перед сборкой шлицевых соединений тщательно проверяют поверхности и устраняют дефекты, удаляя заусенцы и опиливая острые края. Сопрягаемые поверхности смазывают. Подвижные шлицевые соединения собирают от руки, а жесткие — напрессовыванием детали на вал. После сборки первые проверяют на качку, а вторые — на биение. Наиболее рациональные способы проверки параллельности валов показаны на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схемы проверки параллельности валов с помощью:

а — скоб и струны, б — струны и уровней, в — штихмасса;

1 — скобы, 2 — струна, 3 — валы, 4 — блок, 5 — шкивы, 6 — уровни, 7 — штихмасс

Источник

1.Основы центровки валов

1.1. Центры вращения

Все валы, будут ли они прямыми или изогнутыми, вращаются вокруг осей, называемых центрами вращения. Центр вращения образует прямую линию.

1.2. Соосность

Говорят, что валы сосны (коллинеарны), когда их центры вращения лежат на одной линии.

1.3. Несоосность

Валы несоосны, если их центры вращения не лежат на одной линии во время работы машины.

1.4. Стационарные и подвижные машины

Когда центруют две машины, одну из них определяют как стационарную, а вторую – как подвижную. Обычно, приводные машины (например: насос) считаются стационарными, а приводы – подвижными (например: электродвигатели). Поэтому центровка выражается в определении положения подвижной машины относительно стационарной. В валопроводах, где составлены несколько машин (3, 4 или 5) чаще всего в качестве стационарной назначается самый тяжелый агрегат (например: редуктор).

Центр вращения стационарной машины – это опорная линия, принятая за ноль. Несоосность определяется нахождением положения центра вращения подвижной машины относительно стационарной машины в двух плоскостях, горизонтальной (X) и вертикальной (Y).

1.5. Горизонтальная центровка

Состояние несоосности, при виде сверху, корректируемое перемещением машины в боковом направлении, называется горизонтальной центровкой.

1.6. Вертикальная центровка

Состояние несоосности, при виде сбоку, корректируемое подкладками (или самовыравнивающимися элементами Балтех) под передние и задние лапы машины, относится к вертикальной центровке

1.7. Виды несоосности

Большей частью обсуждения вопроса центровки валов начинаются с определения двух типов несоосности: параллельной и угловой. Наглядно они представлены на следующих рисунках.

Эти иллюстрации соответствуют действительности, хотя они и акцентируют внимание на муфтовом соединении. На многих производствах центровка муфт выполняется прикладыванием линейки для устранения смещения и щупов для устранения раскрытия муфт. Глядя на специфичную точку вдоль линии вала, многие люди заменяют понятие «смещения» термином «параллельная несоосность». Такая трактовка подразумевает то, что оси вращения обеих валов расположены на равном расстоянии друг от друга во всех точках вдоль их длины.

В подавляющем большинстве случаев такой параллельности НЕ СУЩЕСТВУЕТ потому, что оба типа несоосности – параллельная и угловая – присутствуют всегда одновременно.

1.8. Смещение вала

Смещение – это отклонение положения от известной опорной точки. Смещения характеризуются величиной и направлением отклонения. При центровке валов смещением называют отклонение оси вращения одного вала относительно другого в заданной точке (или плоскости) вдоль его длины.

Замечания к рисунку ниже:

Важно запомнить, что наша цель центровки – сделать оси вращения обеих валов соосными так, чтобы исключить смещение во всех точках по длине вала.

1.9. Угловая несоосность

Угловую несоосность проще определять как угловое взаиморасположение осей вращения двух валов. В большинстве примеров, связанных со смещением, опорный вал изображают параллельно (хотя это довольно редкая ситуация) для простоты восприятия. Поскольку два вала редко бывают параллельны, в нашем примере изображен подвижный вал наклоненным по отношению к опорному валу.

Наклон может быть просто оценен, сначала определением разницы между смещениями вала, измеренными в двух плоскостях, ортогональных линии опорного вала, (смещение 1 – смещение 2), и делением этой разницы на расстояние между точками пересечения этих плоскостей с линией вала.

1.10 Обзор допусков на центровку

Все ответы на эти вопросы важны; более важны на высокооборотных механизмах и критичных машинах, но для простоты мы спрашиваем о том, «НАСКОЛЬКО ТОЧНЫ мы должны быть?»

1.11. Пример таблицы допусков на центровку

Пока принимаются окончательные решения о принятии допусков на центровку отдельными предприятиями, основываясь на типе механизмов и условиях их работы, можно пользоваться общей таблицей допусков на центровку.

Источник

Центровка

Вращающиеся детали имеют центр вращения в виде прямой линии — оси вращения. Для работы механизмов соединяемые детали (например, вал двигателя и вал редуктора) должны находиться на единой оси вращения. В этом случае принято говорить о соосности. Если оси вращения деталей не совпадают, то говорят о несоосности, и это проблема, которую нужно решать центровкой валов.

Несоосность — это отклонение центров вращения соединяемых деталей от единой оси вращения.

Параллельная. Подразумевается, что оси вращения находятся на одинаковом расстоянии друг от друга по всей длине вращающихся деталей.

Угловая. Оси вращения находятся под углом друг к другу.

Реальная. На практике валы имеют несоосность, состоящую одновременно из параллельной и угловой.

Решается проблема несоосности центровкой валов.

Центровкой называется принудительное пространственное смещение осей вращающихся соединяемых деталей до совмещения с единой осью вращения. При центровке оборудования один центрируемый агрегат принимают за неподвижный (как правило, более массивный и габаритный), а второй — за подвижный. Перемещением подвижного агрегата и добиваются совпадения осей вращения. Центровка полумуфт (гибких и зубчатых) также должна производиться, несмотря на их способность компенсировать осевое смещение валов.

Горизонтальная. Смещение подвижной детали (агрегата) в горизонтальной плоскости до совпадения осей вращения.

Вертикальная. Смещение подвижной детали (агрегата) в вертикальной плоскости до совпадения осей вращения. Выполняется подставкой калиброванных пластин под опорные лапы оборудования.

После горизонтальной и вертикальной центровки несоосность должна находиться в пределах допуска, тогда агрегаты могут работать в проектном, штатном режиме.

Проблемы, решаемые центровкой:

Вибрация. Несоосность приводит к неравномерному распределению вращающихся масс, как следствие — к вибрации. Вибрация — это колебания точки в пространстве, эксплуатация во внештатном режиме, потеря мощности, преждевременный выход из строя оборудования.

Потери мощности. При отсутствии центровки в месте соединения возникают усилия трения, а это приводит к потере полезной передаваемой мощности.

Дополнительная нагрузка на опорные узлы — подшипники, сальники, шарнирные соединения, полумуфты. Игнорирование центровки полумуфт сокращает срок их службы, увеличивает частоту и стоимость техобслуживания.

Падение производительности. Несоосность оборудования вынуждает эксплуатировать его в режимах, ниже расчетных эксплуатационных. Потери от простоя оборудования из-за поломки по причине несоосности на порядок выше затрат на центровку.

Падение качества продукции. Вибрация, эксплуатация во внештатных режимах не позволяют строго выдерживать технологический процесс, а это приводит к потере качества.

Центровка валов позволяет сократить потребление электроэнергии до 15 %.

Метод лазерного луча

Теоретически используется метод обратных индикаторов, но лазерный метод практически гораздо точнее, быстрее и предоставляет комфорт и удобство визуализации оператору диагностики. Прибор лазерной центровки комплектуется несколькими прикладными программами: центровка горизонтальных валов, центровка вертикальных валов, проверка прилегания опорных лап к станине и др. программы.

Для диагностики требуется только закрепить детекторы в нужных точках соединяемых валов. Система лазерного контроля (прибор, детекторы, программное обеспечение) сама вычисляет значения, строит интуитивно понятные изображения, выводит значения, по которым можно судить о размере несоосности. Оператор контролирует все подвижки оборудования при корректировке несоосности, которые мгновенно отображаются на экране вплоть до момента финишной затяжки крепёжных болтов.

Примерная последовательность действий при лазерной центровке:

Источник

Центровка валов агрегатов: практическое руководство

Главная страница » Центровка валов агрегатов: практическое руководство

Коллинеарность (соосность) валов считается идеальной, когда центры валов находятся на одной осевой линии. Соответственно несоосность показывает обратный результат. Отсюда логический вывод — центровка валов машин является обязательным действием, направленным на обеспечение качественной безопасной работы.

Стационарный и подвижный вал

Последствия нарушения коллинеарности выражаются следующими моментами:

Когда проверяется, например, коллинеарность муфтового соединения насоса и электродвигателя, насосный вал определяется как стационарный, а вал электродвигателя как подвижный. Центровка соединения всегда производится, исходя из положения подвижного вала относительно стационарного.

Центр вращения стационарного вала

Центр вращения стационарного вала – это опорная линия с нулевыми координатами. В системе координат X-Y плюсовыми значениями являются перемещения вправо по горизонтали и вверх по вертикали.

Несоосность вычисляется путём определения положения центра подвижного вала в двух плоскостях, относительно положения центра оси стационарного вала (горизонтальная ось X и вертикальная Y).

Горизонтальная коллинеарность

Состояние несоосности (вид сверху), которое корректируется перемещением электродвигателя в боковых направлениях по оси X – это горизонтальная центровка.

Электродвигатель перемещают вправо-влево, добиваясь, таким образом, соосности и параллельности в горизонтальной плоскости.

Вертикальная коллинеарность

Состояние несоосности (вид сбоку), которое корректируется перемещением электродвигателя вниз или вверх по оси Y – это вертикальная центровка.

Необходимую величину смещения получают путём установки под лапы мотора регулировочных пластин разных по толщине.

Центровка по видам несоосности

Параллельная несоосность – состояние, когда оси вращения валов расположены на одинаковом расстоянии одна от другой и по всей их длине.

Центровка в параллельной и угловой несоосности выполняется в соответствии с определёнными правилами и нормами. Применяется профессиональный инструмент

Угловая несоосность – состояние, когда оси вращения валов расположены на разных расстояниях одна от другой и по всей их длине.

Центровка соединения должна проводиться:

Процедура центровки соединения валов агрегатов:

Инструмент для центровки муфтовых соединений

Существует целый ряд инструментов для центровки муфтовых соединений, начиная от простейших и завершая совершенными наборами.

Чем совершеннее и современнее набор измерительного инструмента, тем выше точность центровки

Самый простой и доступный набор содержит:

Точность измерений этим набором невысока. Качество центровки обеспечивается не столько инструментом, сколько мастерством и опытом механика. Сама процедура центровки с помощью этих инструментов может занимать продолжительное время.

Цифровой анализатор центровки соединений – инструмент из серии наиболее совершенных приспособлений. Анализатор позволяет быстро и легко отцентрировать валы с высокой точностью.

Работу может выполнить любой человек, изучивший инструкцию по работе с цифровым анализатором. Однако стоимость цифрового измерителя очень высока и далеко не всем по карману.

Анализатор точности центровки валов часового типа позволяет достаточно точно провести измерения коллинеарности

Между тем есть экономичная альтернатива – ещё один вид измерительного анализатора, построенного на основе двух индикаторов часового типа. Один индикатор определяет отклонения по оси X, другой по оси Y. Удобный, эффективный, недорогой инструмент, помогающий быстро центровать, к примеру, муфтовое соединение между электродвигателем и насосом.

Пошаговая инструкция центровки пары электродвигатель-насос

Дальнейший процесс центровки:

Процесс центровки пары мотор / насос часовым индикатором

Индикаторами часового типа измеряют боковые зазоры (А) и угловые зазоры (В). Для этого приборы закрепляют на оснастке с таким расчётом, чтобы их наконечники упирались в тело полумуфт на валу двигателя и насоса. Также при установке приборов следует учесть удобство считывания показаний.

Индикаторы часового типа нужно установить так, чтобы без затруднений снимать показания

Упирают измерительные стержни индикаторов в тело полумуфт с выбегом в 2-3 мм по шкале. Затем вращением ободков приборов совмещают стрелки с нулевой отметкой. Начинают измерение в четырёх пространственных точках:

Последним контрольным замером – пятым по счёту, будет повторное измерение в начальной верхней точке. Полученные цифры замеров в 1 и 5 положениях должны совпадать.

Последствия нарушения центровки валов

Изменения параметров центровки валов (соосности), прежде всего, вызывают эффект вибрации. Влияние вибрации на муфту и на близко расположенные подшипники очевидно: детали подвергаются ускоренному износу.

Такими обещают быть последствия посредственного подхода к центровке валов агрегатов

На муфте изнашивается эластичная вставка, появляются дефекты подшипников мотора и насоса, торцевого уплотнения. Если же перекос осей значительный, в конечном итоге неизбежен срез вала.

О том, как центруют валы агрегатов анализатором часового типа

Практическое пособие на видеоролике по теме центровки валов машинных агрегатов посредством часовых индикаторов. На видео демонстрируется полная последовательность процедуры, показываются все тонкости центровки:

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Источник

Изучение основных операций при проверке соосности и центровке секций валов, определение отклонений валов от соосности и анализ полученных результатов

Страницы работы

Содержание работы

Изучение основных операций при проверке соосности и центровке секций валов, определение отклонений валов от соосности и анализ полученных результатов.

Центрирование валов включает две операции: выверку линии валов и устранение всех видов смещений

Рисунок 1. Возможное смещение валов

В действительности центрируют между собой не валы, а установленные на них муфты. Соосность секций валов, проверяют скобами или индикаторами при четырех положениях вала с углом поворота через 90°. При проверке соосность один вал принимают за основной А, в торой за центрируемый вал Б.

Таблица 1- допуски на несоосность валов

Зубчатые и пружинные муфты

втулочно-пальцевых муфт радиальное смещение в 2 раза

Оборудование и приборы

Рисунок 2. Опытная установка

В схеме опытной установки представленной на рисунке 4, присутствуют полумуфты 1 втулочно-пальцввыв соединяющие секцию валов 2, валы установлены в корпусах подшипников качения 3 и 4. Корпуса подшипников опираются на опору 5. На валу А крепится приспособление 6, в приспособлении предусмотрены крепления для установки индикаторов 7 и 8.

Данную установку можно использовать только для определения отклонений от соосности валов.

Проводим измерения отклонения соосности вала Б относительно вала А на стенде, показания индикаторов сводим в круговые диаграммы:

Составляем расчетную схему замеров:

-1,50 + (-0,53) ≠ 0,10 + (-0,25)

Сводим полученные расчеты в общую результирующую схему:

Радиальные смещения вала Б относительно вала А:

а) в горизонтальной плоскости

б) в вертикальной плоскости

S_B= S1-S2 / 2 =-1.78-1.53 / 2 =-1.6 мм

Угловыв смещения вала Б относительно вала А:

а) в горизонтальной плоскости

tg βr= a3-a4 / 2D = 0.10-(-0.25) / 248 =0.0014 мм

б) в вертикальной плоскости

Находим величины смещения опор центрируемого вала

а) в вертикальной плоскости

смещение опоры подшипника ближайщего к полумуфте

б) величины смещения в горизонтальной плоскости:

смещение второй по счету от полумуфты опоры

Рвзультаты расчетов сводим в таблицу

Отклонения валов фактические от соосности

Смещение опор с целью улучшить соосность, мм

Источник