Лабораторная работа № 4 «Центровка турбоагрегатов по полумуфтам»

1. Цель лабораторной работы

В ходе настоящей лабораторной работы необходимо практи­чески освоить методику центровки турбоагрегатов по полумуфтам.

2. Оснащение лабораторной работы

Рис.1. Схема стенда для центровки агрегатов по муфтам.

1 – турбина; 2 – муфта; 3 – электрический генератор;

4 и 5 - установочные болты.

Для выполнения лабораторной работы используется следующее оборудование и измерительные устройства:

1. Стенд, состоящий из паровой турбины и электрического генератора (рис.1). На общей фундаментной раме установлены тур­бина 1 и генератор 3. Между собой они соединены жесткой кулач­ковой муфтой 2. При этом турбина закреплена неподвижно, а генера­тор свободно установлен на раме. Перемещение генератора в вертикальной и горизонтальной плоскости при центровке по полумуфтам осуществляется с помощью специальных установочных болтов 4 и 5. Полумуфты изготовлены с требуемой точностью и чистотой поверхности и насажены соответственно на валы турбины и генератора по легко прессовой посадке;

2. Приспособление для центровки (рис.2). Оно выполнено в виде жесткой скобы с соответствующими отверстиями для установки и зак­репления индикаторов;

3. Индикаторы часового типа;

4. Линейка металлическая длиной 1000 мм;

5. Набор гаечных ключей.

Рис.2. Приспособление для центровки по полумуфтам.

1 – полумуфта турбины; 2 – приспособление для центровки по полумуфтам;

3 и 4 – индикаторы; 5 – полумуфта генератора.

3. Методика центровки

Турбинная установка как правило состоит из нескольких агре­гатов, роторы которых соединены муфтами различного типа. Для спо­койной работы турбоагрегата необходимо, чтобы ось роторов всех агрегатов представляла одну плавную линию без излома и коленчатости. Несовпадение осей роторов или их расцентровка вызывает неурав­новешенные силы и вибрацию.

Поэтому операция по центровке должна производиться со всей тщательностью, с отклонениями в пределах установленных допусков и с учетом смещения роторов при работе (всплытие на масляном клине в опорных подшипниках и при осевом сдвиге роторов).

Проверку сопряжения осей роторов, т.е. проверку центровки роторов между собою, производят по соединительной муфте замерами по торцу для определения наличия пересечения осей и по ок­ружности полумуфты - для определения величины смещения осей в радиальном положении. При этом замеры производят в четырех поло­жениях роторов, одновременно поворачивая их последовательно че­рез 90° в пределах полной окружности. Эта операция осуществля­ется с помощью специального приспособления, установленного на полумуфте турбины (рис. 2). Производя измерения индикатором отклонений в контрольных точках полумуфты электрического генератора (верх, низ и с боков), контролируется установка ротора генератора.

В нашем случае осевого смещения роторов при их повороте не происходит. Поэтому достаточно произвести по четыре замера со­ответственно по окружности и торцу полумуфты генератора в вер­тикальной и горизонтальной плоскостях. Если при поворотах ро­торов наблюдается их осевое смещение, то при каждом положении ро­торов следует производить один замер в радиальном положении и четыре замера - в торцевом. Таким образом, получается четыре за­мера в окружном направлении и шестнадцать в осевом, последние следует осреднить.

В процессе выполнения работы необходимо добиться, чтобы оси роторов генератора и турбины были расположены на одной линии. При соединении агрегатов посредством муфты такое их положение будет в том случае, когда базовые поверхности по торцам полумуфт будут параллельны, а цилиндрические – концентричны.

Центровка агрегатов производится путем перемещения генера­тора 3 относительно турбины 1 (рис.1). Для установки генератора на нужную высоту (в вертикальной плоскости) используются шлифовальные пластины или металлические прокладки из проката, подкладываемые под соответствующие опорные поверхности. В нашем случае с помощью регулировочных болтов 4. Толщина центровочных прокладок определяется расчетным путем по замерам, полученным в ходе выполнения работы.

При параллельном смещении оси генератора относительно оси турбины в вертикальной плоскости (рис.3) правильная установка их достигается одинаковым изменением толщины регулирующих прокла­док под опорами I и II.

Рис.3. Параллельное смещение осей.

Для рассматриваемого случая толщина прокладок должна быть уменьшена на величину:

, (1)

где ипоказания индикаторов по двум диаметрально-противоположным точкам (в радиальном направлении).

При перекосе роторов, показанном на рис.4, следует увеличить толщину прокладок под опорами I и II на величину:

(2)

(3)

где и- показания индикаторов по двум диаметрально-противоположным точкам (в осевом направлении);- расстояния от плоскости измерения на полумуфте до опоры I;- расстояние меж­ду опорами генератора I иII; R = 110мм - радиус точки муфты, на котором производится измерение осевого смещения.

Рис.4. Перекос осей.

Рис.5. Перекос осей (общий случай).

При перекосах роторов, показанном на рис.5 следует вначале расчетом установить величины толщин прокладок, которые приводят к параллельному расположению роторов, определяя ипо выше приведенным формулам 2 и 3, а затем рассчитать необходимое параллельное смещение осипо формуле I.

Толщина регулировочных пластин должна быть изменена до следую­щих размеров:

(4)

(5)

Аналогично определяются величины необходимых смещений и в горизонтальной плоскости.

Центровка считается законченной, когда биение цилиндрической и торцевой поверхностей полумуфты генератора относительно полумуфты турбины не превышает допуска на центровку. Допуск на центровку дан­ной муфты на радиусе полумуфты R =160 мм составляет:

радиальное биениеторцевое -

4. Последовательность выполнения работы

1. Установить приспособление для центровки с индикаторами на полумуфте турбины.

2. В верхнем положении приспособления вывести шкалы индикаторов на нуль.

3. В четырех контрольных точках по окружности (через 90°) произвести по индикатору замеры смещений и зафиксировать их соглас­но примеру, приведенному на схеме (рис.6). Внутри круга записыва­ются величины осевых смещений , вне круга – радиальных. Вращение роторов осуществляется совместно по часовой стрелке.

4. Вычислить величины необходимых смещений генератора в гори­зонтальной плоскости по формулам 4 и 5.

5. Оцентровать генератор в горизонтальной плоскости с помощью регулировочных болтов 5 с требуемой точностью.

6. Вычислить толщину пластин для установки генератора в вер­тикальной плоскости по формулам 4 и 5.

7. Оцентровать генератор в этой плоскости с помощью регулиро­вочных болтов 4.

5. Обработка результатов измерений

Таблица №1