杏彩体育:【干货科普】水泥、食品制造、石油化工等行业机械设备

2024-01-02 08:58:18   来源:杏彩体育投注网 作者:杏彩体育投注网官网 1

  作为能源装备行业的工程师,工业哥参与过多种设备的安装,有过很多记忆犹新的经历。对于带有旋转部件、...

  作为能源装备行业的工程师,工业哥参与过多种设备的安装,有过很多记忆犹新的经历。对于带有旋转部件、轴系的设备来说,安装过程中精度要求最高的环节莫过于轴系对中了。

  下图展示了机械行业中最常见的轴对中情形:电动机与泵的组合。在这种组合中,对中出现问题,一般包括平行度不对中、角度不对中。

  很容易想象,如果设备对中出现问题,一旦机组运转起来,弯曲、偏离的轴系的旋转时必然会导致部件的磨损、扭曲,甚至断裂,引发生产安全事故,对于安全和高效生产运行带来非常不利的影响。

  为了避免机组在运行中发生偏转,提高其运行稳定性,在设备核心组件制造,以及现场安装时,必须认真做好机组轴系对中工作。

  首先,能够保证连轴器及两端设备中轴在一条直线上,减少联轴器运行中的偏转,降低设备及部件的扭曲磨损现象,避免出现设备故障,从而有效延长设备使用寿命。

  对于带有类似电动机、泵、压缩机、传送系统等旋转部件的设备,如水泥生产线、食品生产线、石油设备等,原理是类似的,轴系的对中同样非常重要。

  既然轴系对中如此重要,那么轴系对中应该如何做?下面让我们从基础知识开始,一步步了解设备安装时对中需要注意的事项。

  先看下图,左侧代表齿轮箱侧轴的联轴器,右侧代表电机轴的联轴器,两侧联轴器需要保证平行度和对中度。

  齿轮箱联轴器端面和电机侧联轴器端面不平行,两个联轴器轴线不在同一条直线上,轴线相交在联轴器中心位置,两轴线存在角度位移。此时,d1≠d2,e1=e2

  齿轮箱联轴器端面和电机侧联轴器端面不平行,两个联轴器轴线不在同一条直线上,两轴线相交点不在联轴器中心位置。此时,d1≠d2,e1≠e2

  所谓对中,就是将三种非理想状态,通过一定的操作调整到理想状态。在设备初次安装及设备检维修时,需要确保联轴器端面以及轴线高度之间的相对位移控制在可接受范围内,对中误差符合安装工艺要求。如果发现联轴器对中误差超过可接受范围,应该立即对联轴器两端设备进行位移调整,以便及时纠正误差。对中时的一般操作是固定一端、调整另一端,最终实现纠正偏差。具体操作对中程序时,需要先进行粗调,再进行细调:

  粗调的目的是测量联轴器两端的偏转情况,并根据轴向偏差的理论范围来调整发电机侧设备的高度。这一步非常重要,因为粗调不仅能够消除设备的横向磨损,还能确保设备在纵向上的对中误差控制在可接受的范围内。

  细调是进一步对两端联轴器进行调整,使其在联轴器的中心位置相交,同时使得齿箱联轴器端面和电机侧联轴器端面保持平行,并将两端设备轴线调整在同一条直线上。这一步能够完全消除偏转现象,使设备更加平稳、稳定地运行。

  根据使用设备、应用场景、精度要求等等条件的差异,轴系对中有多种方法,包括传统的直尺塞规对中法,打表法(千分表或百分表),随着企业对设备运行稳定的要求,及多数旋转设备运转速度的要求,最精确、适用范围最广的,还是激光对中法。激光对中法是利用激光给联轴器两端发射光束,当联轴器出现偏转时,光束的位移和能量信号都会受到影响,通过对光束的位置位移进行判断,激光对中仪软件可以进行自动计算,您可以直观看到,具体偏移的位置、角度及需要调整的量,达到精准对中的目的,精度较高,适合于大化工等行业的各种旋转机械设备对中。

  激光对中仪适用于所有旋转机械的对中工作,其特点是快速、自动计算、结果可靠。对于操作人员没有高经验要求,无主观读数偏差,人人都可以做好对中工作。对于精度要求高、体积重量又很大的设备,激光对中法更加适用,目前已经得到广泛应用,它的优势包括:

  测量精度较高,可以达到非常精确的测量效果。相比于传统的对中方法,如直尺对中和打表法对中等,激光对中法的测量结果更加准确可靠。

  操作相对简单,比如使用千分表和其他传统工具对中的时候,操作中需要不断的更换工具,相对麻烦,因此导致操作效率很低。而激光对中法只需要使用激光仪器,操作上也更加方便。

  具有非常灵活的应用性,由于激光仪器特性,可以进行远距离或难以测量的对中操作,比如对离地较高的机械设备、深井轴等进行测量对中都非常方便。

  激光对中法虽然具备很多优势,但对于激光对中设备的要求很高,包括精度、可靠性、支持的测量场景和类型等等,需要厂家具备极高的专业能力。在水泥、食品、石油化工等各大机械行业,使用的比较多的是来自瑞典的Easy-Laser®激光对中仪,接下来就以该品牌的产品为例,具体聊聊激光对中在设备轴系对中的应用。

  工业哥曾经在机械行业工作多年,提到Easy-Laser®的激光对中仪,在行业内是大名鼎鼎。Easy-Laser®是一家来自瑞典的工业精密测量和激光对准系统制造商。我们都知道,瑞典是北欧的工业强国,有沃尔沃汽车、哈苏相机、ABB工业集团等很多全球知名的工业品牌,在强大工业产业链影响下,诞生出了Easy-Laser®这家全球激光测量系统的领导者。Easy-Laser®在激光测量领域,有超过二十五年的研发及应用经验,提供精准可靠的轴对中产品及几何测量方案,它的特点是专业、精准、操作简单、适用于多行业,采用工业化设计,零配件少,可以在恶劣的环境中应用。经过多年的发展,Easy-Laser®旗下激光测量产品能够满足不同类型客户需要的多样化的测量需求,并且其产品和服务都经过了测试并得到了全球许多客户的肯定,因此Easy-Laser®在全球范围内享有很高声誉。

  具体到用于机械轴对中的激光对中仪产品,行业中最常用是XT家族系列产品。Easy-Laser® XT家族包括XT440、XT550等多款对中仪产品,它们拥有类似的原理和软件系统,但又针对不同的使用环境和场所,进行了差异化设计,以满足不同类型用户的需求。目前主流的几款XT家族产品型号和特点,工业哥帮大家整理成表,可直接参考。

  从事过机械行业的朋友们一定知道,在机械设备现场安装时,具体场景非常复杂,不同的设备,不同的安装条件和要求,轴系对中的操作方法也会有很多细节上的差异。那么在不同的场景中,使用激光对中仪测量的方法也会有很大的区别。(1)时钟法对于设备可以无限制任意盘车的情况,比如柴油发电机组等,可以任意旋转不受到其他物理障碍影响,此时最适合的方法是时钟法。时钟法又称为9-12-3法,其得名原因是测量点位置在圆的0-90-180度,对应时钟上的9-12-3位置。它的理论基础是三点确定一个圆,通过测量三点的位置,就可以计算出整个圆的具体位置所在,进而确定两根轴的圆心。

  Easy-Laser®对中仪内置了对时钟法的支持,使用时选择9-12-3模式,即可按照时钟法进行测量。

  (2)任意三点法在很多情况下,由于空间和设备限制,轴系无法完全自由盘车。例如下图这种大型设备,旋转部件体积很大,空间又非常狭窄,无法大范围盘车。此时时钟法就不能使用了,而要使用任意三点法。

  任意三点法是由时钟法进化而来的。这种方法可以自由选择以时钟的任何位置(角度)为起点进行测量。通过一些数学方法,我们还可以将其测量范围限制在全旋转40度以内。任意三点法特别适用于在有限的空间下进行盘车等测量任务。与其他测量方法相比,这种方法操作简便,准确性高,并且能够高效地完成任务。

  (3)多点法多点法原理与任意三点法相同,同样适用于轴系无法完全自由盘车的情况。它在保留了任意三点法盘车所需角度小的基础上,增加了更多采样点,相应的也能获得更高的精度,尤其适用于不便于大范围盘车同时对轴系对中精度要求又很高的设备,比如汽轮机等等精密设备。

  (4)连续扫描法上面几种情况,都是针对相对配有专门盘车机构的情况,能够相对精准的将设备定在特定角度下进行测量。而对于更多中小型设备,比如普通的卧式电动泵组,是没有配备专门的盘车机的,其盘车和停止完全依靠人工操控。

  此种情况下,想精确的将轴系旋转到指定角度相对比较困难,因此可以采用连续扫描法。连续扫描法可以从任意角度、任意方向进行测量,可随着轴的转动自动且连续的记录每个位置的测量数据,盘车最低90°即可完成测量。选择连续扫描法测量程序后,连续转动旋转轴,即可连续采集测量值,直到满足测量程序的需求。对于很难盘车采集固定位置测量值的设备,连续扫描法非常有用。

  (5)通过扫描法在实际生产过程中,有时候设备对中只有一侧轴方便转动,另一侧轴是固定的,无法旋转。此种情况,适合使用通过扫描法。通过扫描法,是一种专门针对联轴节断开的设备对中方法。首先,将一侧轴转到一个位置并停止;然后转动另一侧轴,这样测量单元内的激光就会扫描静态轴上面的测量单元,并自动记录所得到的数值。与传统的联轴节对中方式相比,扫描法不要求两个轴必须在同一角度上进行测量,可以从任意地方开始,并且可登记无限数量的读取值,并且三个位置之间的间隔可以大于90度。在只能旋转一侧轴的情况下,通过扫描法非常实用。

  Easy-Laser®激光对中仪除了支持多种场景、多种测量方法外,还有一项特点:基于Easy-Laser®在多个不同行业多年深耕所积累的经验,可以针对每个细分行业遇到的各种细致场景和需求提供解决方案,这一点对于各个拥有不同特点的细分行业非常友好。以大化工行业为例,包括石油化工、轻化工、煤化工等等多个细分化工行业,行业中有很多场合会用到激光对中仪。大化工行业有以下几个显著行业特征:

  针对大化工行业的特点,Easy-Laser®在产品和解决方案方面有很多优势。例如,支持三点法、任意三点法等多种测量程序,支持360° 实时调整功能,对于大化工行业里很多不方便进行盘车,以及一些需要大型机械协助盘车的设备来说使用难度更低,更易用。例如,测量探头都带有倾角计显示窗口,便于初调和查看设备电量,能够带来更好的交互体验。以上这些特性,对于大化工行业的泵群、鼓风机等旋转设备的轴系对中来说,价值非常高。并且,Easy-Laser®还提供了多种专用解决方案,可以根据具体使用场景来选购不同的配件:对于设备安装时,高平整度的要求,XT770可选装单独的几何测量配件XT20/XT22,这种配件可以按照ISO标准和ANSI标准,进行平面度和直线度的测量,适合在机器安装和后期维护时,进行平面度和直线度测量。

  对于皮带传动型机械,需要进行皮带轮的对中,Easy-Laser®提供了XT190 BTA无线数字皮带轮对中仪。皮带轮对中仪可以确保皮带轮处于精准对中状态,有效减少机器滑轮/皮带轮、皮带、轴承和密封件的磨损,降低噪音和振动水平,延长设备使用寿命。

  对于防爆环境的各种测量对中作业,Easy-Laser®提供了通过防爆认证的XT550对中仪,它在使用上与其他机型类似,同时完全适用于有易燃易爆气体、液体的危险环境。

  在品牌和服务层面,Easy-Laser®同样具备多种优势。首先,Easy-Laser®是全球知名的激光测量品牌,品牌知名度和口碑都属于头部,精度和可靠性有保障。其次,Easy-Laser®在本地化服务方面做的很好,在中国区设有认证维修中心,并且能够提供7*24小时的全技术支持服务。对于工业领域来说,随时都可能遇到未知状况,及时有效的服务重要程度,与选择的产品品质同样重要。在这一点上,Easy-Laser®会更加有优势一些。除了大化工行业以外,Easy-Laser®还针对水泥、风电、加工等等多个行业准备了专门解决方案,能够充分满足不同细分行业的使用需求。

  在激光对中领域,来自瑞典的Easy-Laser®作为行业头部厂商,拥有强大的品牌影响力和良好的口碑。其XT产品家族包括多款针对不同使用场景和要求的品类,针对各个细分行业也有完整的产品矩阵和专业解决方案,有相应需求的可以重点考虑。