压缩机叠片联轴器动平衡浅析

 

2020-04-17 00:49

  近些年,国内外机组设备水平越来越高,对叠片联轴器平衡要求也越来越高。叠片联轴器虽然为轴对称回转体,但是由于各零件材质不均匀,加工装配产生误差,甚至设计时几何不对称(如安装盘为单键),使得联轴器旋转时产生离心惯性力,即联轴器存在不平衡。使联轴器达到平衡要求,一般按以下两种方法进行。

  1、静平衡。静平衡是在一个校正面上校正平衡,故静平衡又称单面平衡。一般联轴器安装盘可进行静平衡。

  2、动平衡。动平衡是在二个校正面上校正平衡,故动平衡又称双面平衡。联轴器为高速回转件,此平衡法最为常用。动平衡能减少联轴器对机组产生的影响,保证设备长期高效运转。

  联轴器动平衡推荐使用芯轴做整体动平衡和动平衡复检。但根据实际情况,动平衡支承部位可以设在两端安装盘的轮毂上或法兰外圆上,如因轮毂长度太短、法兰太窄等原因无法支承而间隔轴长度允许时也可支承在间隔轴上。图1为两种动平衡支撑方式。

  本文以无锡创明叠片联轴器为例,阐述联轴器许用残余不平衡量的计算方法,探讨联轴器不平衡量的来源及不平衡校正方法。

  在联轴器作动平衡之前,一般都要先计算许用剩余不平衡量。以下为许用残余不平衡量的计算公式:

  其中:U-许用不平衡量g·mmW-平衡件质量kgn-联轴器允许的最高转速r/minA-动平衡精度等级动平衡精度等级可参照ISO1940标准,具体见表1。叠片联轴器主要用于泵、风机、压缩机等流体设备,所以动平衡精度等级一般取G6.3级至G1级。

  API671标准即美国石油协会标准,该标准规定有三种动平衡方法,其中第二种比较常用,它要求联轴器各零件单独平衡,然后进行整体平衡复检,其许用残余不平衡量按下式计算,

  整体复检时的许用不平衡量为按上述公式计算所得许用不平衡量的10倍。如达不到要求,只允许调整安装盘、联轴器中间段或者其它组合件之间的装配间隙和装配位置,或是提高安装盘、中间段组件、其它组合件单独动平衡的精度。

  高速联轴器一般按API671标准之方法二计算许用残余不平衡量,以下以中高速TDH系列为例,简述许用残余不平衡量的具体计算方法。图2为联轴器简图。

  此联轴器用于盐城联鑫项目,工作部位:齿轮箱与风机之间,工作条件:功率10000kW,转速:5035r/min。图中件1安装盘质量为44.59kg,件6安装盘质量为49.46kg,中间段组件质量为44.97kg,联轴器总质量为141.3kg。

  比较得出U2>U1>U3 ,动平衡整体复检值为10倍计算所得的许用残余不平衡量,即整体复检许用残余不平衡量为1794g.mm。

  通过以上演示计算,我们可以初步了解API671标准计算许用残余不平衡量的流程。首先取得机组工况以及需作动平衡部件的质量,然后根据API671标准公式计算出许用残余不平衡量。

  联轴器不平衡量来源主要包含两部分,一部分是零部件自身的原因所致,另一部分是动平衡设备、工装等误差所致。

  单键的安装盘由于设计上已经存在不对称,故通常在加工键槽前对零件作动平衡,或采用补键的方式作动平衡。但是不管选择何种动平衡精度等级,装配时单个键的顶隙与根隙相对于零件来说不平衡量还是十分大的。

  带双键的安装盘由于加工的误差以及加工后产生的变形会引起不平衡量,这种不平衡量可以通过零件单独动平衡去除,但最关键的是键在装配过程中的间隙所带来的不平衡量。

  无键过盈联接的安装盘其不平衡主要是注油孔的不对称设计,通过零件单独平衡都能满足要求。这种零件完成动平衡之后装配时,定位精度较准确,没有附加的间隙,广泛用于高速场合。

  叠片组件产生的不平衡主要是膜片的加工精度以及在铆紧时垫圈等小件重量的差别。通常情况下,根据API671标准,相同件号的紧固件(螺栓、螺母)及小件(垫圈、衬套等)应称重平衡,质量差不大于该件质量的0.05%或0.1g,取两者中的大值。并且需使用自锁螺母,不应采用槽型螺母、开口销等在装拆时不确定位置的零件。

  联轴器是由互相配合的零、部件连接起来的组件,在设备运转之前已完成全部平衡。经平衡过的联轴器分解后,再重新装配时,由于零件上传扭孔、止口等位置度的偏差,原先的动平衡可能会被破坏,所以某些高速用联轴器,为保证其动平衡不因装拆而破坏,将某些零部件组装成“工厂组件”,在厂内完成动平衡后,外场不允许分解。

  联轴器动平衡校正采用在校正面上去材料的办法进行,校正面通常设在安装盘、间隔轴、转接盘的法兰面上或安装盘的轮毂上。

  校正时,允许在法兰面螺栓所在区域沿轴向钻孔去材料,在同一处可以钻一簇孔,但数量不超过5个,孔径不大于Φ10mm,去重孔与螺栓孔的最小边距不小于螺栓孔直径的1/2,与其它边缘距离不小于3mm。也可以在安装盘与转接盘相联接的螺栓所在区域沿轴向钻孔去材料,必要时可以将校正面设在安装盘轮毂的小端处。

  在作整体动平衡时,允许在法兰外圆上钻径向盲孔去材料,在同一处可以钻一簇孔,但数量不超过5个,去重孔直径不大于Φ8mm或法兰边壁厚的1/2,深度不大于5mm,距法兰边缘不小于2mm,而且不得破坏法兰上原有孔。

  当安装盘、中间段组件或其它组合件单独作动平衡,整套联轴器做动平衡复检时,校正面通常设在联轴器两端的法兰面上,也可以将校正面设在安装盘轮毂的小端处。如复检未达到要求,只允许调整安装盘、中间段组件或其它组合件之间的装配间隙和装配位置,或提高安装盘、中间段组件或其它组合件单独动平衡的精度,然后再次复检。

  动平衡完成后,在图纸规定的部位作相应的位置刻线标记,以方便现场安装与维护。

  2、联轴器零部件的设计及加工精度、动平衡设备自身的误差都会导致不平衡量的产生。

  3、联轴器动平衡校正采用在校正面上去材料的办法进行,动平衡完成后,应按图纸要求在相应位置打上动平衡标记。返回搜狐,查看更多

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