联轴器连接过程中的测量

李志行 许顺祥

引言：

随着近年来大型火电机组的检修和运行经验和技术的不断积累和进步，联

轴器的中心以及同心度（亦称同轴度）的调整状态的优劣被证明对大型汽轮机组轴系的振动情况有着直接且显著的影响。所以在检修过程中联轴器的中心以及同心度（亦称同轴度）的调整也越来越细致，验收标准也更加严格。 一、找中心前主要测量准备

1、轴弯曲的测量

在轴弯曲测量过程中，我们通过对整个转子多处截面的跳动值进行打表测量，最终得到转子弯曲情况。而转子各测点的跳动测量值则是多个因素的综合反映结果。如果轴弯曲过大不做处理，那么会直接影响联轴器瓢偏和跳动的测量结果。如下图所以确定轴弯曲在标准范围内，是联轴器连接开始的前提之一。

图1-1

1、1 转子各测点跳动值的概念:被测要素在某个测量截面内相对于基准轴线的变动量称为跳动量。径向跳动与径向晃动均两个概念是统一一致的。影响跳动值测量的因素被测截面的圆度（圆度是表示零件上圆的要素实际形状，与其中心保持等距的情况。即通常所说的圆整程度。 圆度公差是在同一截面上，实际圆对理想圆所允许的最大变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际圆的加工误差所允许的变动范围），以及整段转子的弯曲情况。

图1-2

在上图中1-1截面的轴弯曲测量值应该成如下曲线分布，由于被测截面实际中心在沿基准中心旋转时，不断反复着远离再接近测点的过程，所以测量值在沿圆周展开的坐标图上为正弦曲线。

实际中心 偏离程度 绝对中心

图1-3

1.2 由于加工误差或测量误差等随即偏差的存在，被测截面的圆度并非为理想绝对圆，而是如下，实际轮廓分布在两个同心圆所限定范围内。

图1-4

1.3 仅对圆度测量的曲线应该如下图，由于此时假定实际中心与基准中心重合，所以测量值仅表现出被测截面圆周上的随机变化，引起原因有：被测表面机械损伤，未处理彻底的氧化皮，机械加工偏差，被测表面附着物等。

实际中心 偏离程度 绝对中心

图1-5

实际被测截面跳动测量值应为以上两部分的叠加值

实际中心 偏离程度 绝对中心

图1-6

一般情况在没有严重的轴弯曲的情况下，最终该截面的跳动测量值表现出的是被测截面圆度的随机误差，弯曲度大于圆度平均随机误差时，测量值才可反映出轴弯曲情况。东方汽轮机有限公司N320-16.7/537/537-1型机组高中压转子设计最大跳动位于高压最后一级叶片出汽侧轮毂处、调节级进气侧轮毂处和中压第一级叶片出汽侧轮毂处，跳动最大值均为0.04mm。

2 瓢偏的测量

瓢偏值得大小由被测表面与旋转轴线不垂直情况左右，另外被测表面的也会出现因附着物和机械加工误差带来的随机影响，但是在实际工作中瓢偏的测点一般在转子推力盘，对轮处，此处一般加工精度很高，表面光滑，不会有很明显的随机偏差。

2.1瓢偏的概念：是指旋转机械转子上回转部件端面与转自轴心线的不垂直度。

图1-7

2.2测量方法

2.2.1.将转子回转部件端面分为8等份（要求更准确的分为12等份），按照习惯以逆向旋转方向编号1～8。

2.2.2用两只百分表（要求更高的则用千分表），记为A、B，同时固定在被测端面的同一直径的两个对称位置，然后按照旋转方向盘动转子，每次45度，得8～4，7～3，。。。，1～5共8组数据。

2.2.3然后根据公式：瓢偏度=1/2[(A-B)max-(A-B)min]计算出瓢偏度，N320-16.7/537/537-1型机组高中压转子对轮设计最大瓢偏值为0.03mm。

2.4 在瓢偏的测量结果也是由系统误差即实际瓢偏情况，和随机误差（图1-8）即因被测表面粗糙度或机械损伤缺陷等情况造成的测量误差，其测量情况实际展开图与转子弯曲测量情况类似。见图1-6

图1-8

二、中心的调整

1、对轮中心的调整及注意事项

对轮中心的调整主要是对两根转子的连接对轮同心度进行调整一般通过对对轮圆周偏差及张口的测量值为依据，调整支撑轴瓦，使对轮同心度符合要求。圆周偏差通过架设百分表测量，联轴器张口测量主要通过块规直接测量其各方向间隙绝对值，计算张口偏差，或通过测量各方向间隙相对值计算张口偏差。在对对轮各方向间隙进行测量时，如果采用块规测量则要注意块规塞塞进时紧力大小，要保持在各测点测量时紧力一致。在用百分表进行相对间隙测量时要注意量程的选择，在每次测量时一定要卡准所测位置的最小距离。N320-16.7/537/537-1型机组中低中心设计要求为除预留0.45mm高低差之外，其余圆周偏差及张口均不大于0.02mm。汽轮机找中心具体过程在各种规程均有详细介绍本文不再赘述。

百分表 专用表架 块规

图 2-1

图 2-1内径百分表

三、同心度的调整

1、同心度

同心度的实际含义是指轴系各转子回转中心的共轴程度，是由联轴器两侧止口或联轴器螺栓节圆是否同心，或联轴器节圆是否与轴颈同心决定的，机组联轴器同心度是在制造和安装过程中以轴颈中心为准确定的，一般检修过程中无法进行调整。常规检修过程中的同心度调整其实是在默认原始同心度合格的基础上通过调整联轴器两侧对轮圆周偏差使其达到制造安装状态的过程。在下文中讲到的同心度均指检修同心度，即联轴器两侧对轮圆周偏情况。

理论上来说，在没有机械加工误差，测量误差，几何中心与旋转中心一致的情况下，在调整中心时无张口或高低差预留的理想情况下，只要中心调整完毕，符合要求，那么同心度也自然符合要求。但是在实际工作中，情况则是，中心的调整均不大于0.02mm,在连接对轮时，双跳的测量值最大偏差可能大于0.10mm。需要不断的调整对轮螺栓的紧固力矩与次序，配合采用千斤顶对顶的方法来调整同心度。

联轴器同心度测量示意图 2、同心度的测量

在同心度的测量过程中，需要在将对轮螺栓穿上螺母手紧到底，螺栓没有受力伸长的状态下测量第一遍，具体测量方法为将两块百分表平行架放在同侧轴承箱水平面上，表针分别于轴中心线水平切垂直，每个螺栓孔中心线位置为一个测点，将测量数据进行记录如下：

A侧联轴器 螺栓 编号 1 2 3 4 5 6 7 最大 跳动 跳动 10 11 12 13 14 3-10 4-11 5-12 6-13 7-14 3 4 5 6 7 最大 偏差 0.035mm 最大 不大于 10 11 12 13 14 3-10 4-11 5-12 6-13 7-14 3-10 4-11 5-12 6-13 7-14 9 2-9 2 9 测量 数据 螺栓 编号 8 测量 数据 1-8 差C1 编号 1 数编数代数 螺栓 B侧联轴器 测量螺测代数 差C2 1-8 2-9 2-9 1-8 (C1-C2)/2 数值 计算 同心度偏差 栓 量 据 号 据 8 根据测量结果分多次将对轮螺栓紧固，并不断测量调整，最终将全部螺栓紧固带额定伸长值（预紧力施加至额定值），并进行最终测量记录。

4、同心度的影响因素

实际连接对轮过程中影响对轮连接同心度的因素主要有：（1）对轮外圆面的加工误差造成的同心度偏差（影响较小）；（2）螺栓孔与螺栓之间存在间隙造成的同心度偏差（影响较大）；（3）预留张口及高低差造成的同心度偏差（影响最大）；各螺栓预紧力不均匀成的同心度偏差（影响较大）。

5、同心度调整过程

在检修过程中由于种种因素的存在，使得同心度的调整过程往往会超出预期时间，造成主工期的推延，这在整个大修即将结束争分夺秒抢工期这个关键时候任何一小时都是很重要的。所以在联轴器紧固过程中要综合考虑以上影响因素，减少误工和返工。以东方汽轮机有限公司N320-16.7/537/537-1型机组中低对轮

紧固过程为例，其中低对轮设计要求高低差为0.40mm,即使在中心其他数值完全对正的情况下，高低差仍需有0.40mm的偏差，此时则需要使用千斤顶将高压侧对轮顶起直至消除0.40mm的高差位为止，然后根据自由状态下测量的同心度数据，在偏差最大位置对称安装2条螺栓，并使用力矩扳手在200-300N/M的力矩下将对轮螺栓进行预紧，紧接着将已预紧螺栓截面垂直位置的2条螺栓安装上并用200-300N/M的力矩进行预紧，此时再次对同心度进行测量，根据计算结果将最大偏差位置转至水平位置，将该位置螺栓穿上并预紧，通过千斤顶调整和百分表测量的方法对最大偏差位置进行调整，如下图：

测量同心度，找出最大偏差点，对称安装并预紧螺栓，千斤顶调整，百分表测量调整量，该过程不断重复直至同心度测量合格（N320-16.7/537/537-1标准为不大于0.035mm），整个调整过程就是通过不断增加螺栓预紧力，和千斤顶施加力偶，在表分表的监测下消除同心度偏差，最后将整个对轮螺栓预紧力均匀增加至额定值，并记录最终同心度结果。在此过程中，就是不断通过千斤顶施加力偶，螺栓预紧力不断加大调整同心度偏差，要注意刚开始偏差大时需要用千斤顶调整，螺栓预紧力不得过大或过小，否则调不准。 小结：

在机组检修过程中，工作人员应该熟悉对轮连接过程的各工序工艺及主要技术测量数据标准，充分考虑各方面因素的影响，统筹规划作业过程，甄别测量数据的有效性和真实性，使整个检修工作有序正确的进行，最终达到检修工艺标准的要求。