风机等高精度设备安装找正的研究与实践

The research and practice on instalation and alignment offan and other high precision equipmentZHANG Xiao-ming，ZHANG Gui-xing(Valin Lianyuan Iron＆Steel Overhaul Center，loudi，Hunan 417009，China)Abstract：The instalation of fans and other high-precision equipment is a high-precision，high-tech and difficult task.This paper re-searches on instalation and alignment of fan and other high precision equipment，combined with the practice.An advanced operatingmethod to installation and alignment is f0und.it means the technical problem is solved。

Keywords：instalation and alignment of coupling；calculate by mathematical model；two-point method；parallel translation1 传统设备安装找正的方法1.1 运行平稳性要求相对较低的设备的找正方法直接用直尺或其它工具 ，检测安装联轴器的径向偏差来找正联轴器。其不足点：-是当两联轴器工件外径加工误差较大时，给测量找正带来很大的检测误差 ，检测方法系统本身的精度较低而带来很大的检测误差；二是没有对两联轴器开口进行检测，安装机组的水平要求无法保证。

1.2 运动平稳性相对较高的设备的找正方法用百分表或块规等检测量具，检测安装联轴器的径向偏差与轴向偏差 ，然后，根据检测数据情况，对安装机组进行调整找正。检测两联轴器轴向偏差时，采用-点法”，即指测量联轴器指定位置处在不同方向(通常指定0。、90。、180。、270。)的轴向偏差。存在的不足点：①仅凭经验调整垫子具体数值，因而造成多次反复调整 ，-方面大幅度增加了检修时间；另-方面难以保证安装的精度。

②采用-点法”找正联轴器时，不能准确测出转动联轴器时的即时相对轴向窜动量，因而不能排除设备即时轴向窜动量对设备安装找正的影响，两联轴器轴向间隙检测误差较大，影响机组安装找正精度 ，进而缩短设备的使用寿命，甚致影响设备正常运行。

收稿日期：2013-03-11作者简介：张小明(1976-)，男，湖南湘乡人，大专，助理工程师，主要从事冶金设备的管理与维护工作。

1.3 经验移动法经验移动法，是指用撬棍、大锤、千斤顶或顶丝等工具移动机组，使之达到较为理想的工作位置。由经验移动法”的概念可知 ，很难实现机组的平移，不可避免的出现机组扭动歪斜”现象，破坏已校好的两联轴器开口状态(即两安装机组的平行状态)，从而使设备机组安装找正的误差增大，甚至需要重新返工。

2 新方法内容及效果①采用两点法”，并应用相对移动理论计算出两安装设备的即时轴向窜动量 ，排除设备轴向窜动引起的安装误差，提高设备的安装精度。

②建立数学模型，对联轴器安装找正过程中检测数据进行精确计算 ，克服传统经验找正法”的不确定性 ，从而提高设备安装的速度与精度 ，既能大幅度缩短设备检修时间，降低工人的劳动强度，充分释放设备产能，又能延长设备的使用寿命 ，确保设备高效安全运行 ，降低设备的维护费用。

③机组的平行移动法。严格按照检测数据进行计算处理后 ，采用多块百分表动态监控进行，使机组进行平行移动 ，避免移动机组时出现扭动歪斜”现象，不会改变已校好的设备机组的平行状态，从而亦能够大幅度提高安装找正的速度与精度。

④对维修人员的技术要求。未采用该先进操作法前，对转速高且要求运动平稳性高的设备的安装，如高速运转的离心式风机等设备的安装，对维修人员的手感要求12 企 业 技 术 开 发 2013年5月经验比较高 ，因此 ，绝大部分维修人员望而生畏 ，不敢动手，因此涟钢只有极小数的人可以动手安装风机等设备。该先进操作法推广后 ，由于通过模型建立，对检测数据进行精确计算 ，并采用多块百分表进行移动机组的动态监测 ，因而弥补了维修人员经验相对不足、动手能力不是特别高的困难 ，从而使更多的维修人员均能从事风机等高精度设备的检修作业。

3 安装高平稳性的设备机组的先进操作方法过程3.1 两点法”操作法测量用相应量具(如百分表、块规或内径千分尺，这些量具的选用应根据两安装设备机组联轴器状况选定)，同时测量两联轴器直径方向对应的两点(以-个联轴器为测量基准，检测另-个联轴器 )，通常选取在起始状态时：0。位置(联轴器最上端 )的1-1点和180。位置(联轴器最下端 )的4-4点 ，假如测得0。位置的1-1点为S1，180。位置的4-4点为s4，然后，同时把两联轴器向同-个方向旋转180。(可以在两联轴器上装上-个联接螺栓)，此时，4-4点转No。位置(联轴器最上端 )，1-1点转到180。位置(联轴器最下端)，再测出4-4点在0。位置的轴向间隙值为S4 ，1-1点在180。位置的轴向间隙值为Sl ，记录测量数据，如图1所示起始状态S1(1-1)点旋转180。后S4 (4-4)点I···- -· -J-- S4 (4-4)点 Sl (1)点图1轴向间隙值则通过对两联轴器上对应两点(1-1点与4-4点)轴向间隙测量值s1、s1 、s4、s4 可算出两安装机组，从起始状态旋转180。后总的轴向窜动值AS，其计算方法如下：对于1-1点 ：AS1：S1 -S1对于4-4点 ：AS4s4 -S4其中，AS1为表示1-1点从联轴器上端旋转到下端后两联轴器轴向间隙的差值 ，包括了两机组的1-1点从联轴器上端旋转到下端后的即时轴向窜动量与机组未校好时两联轴器轴向开口的变化值；AS4为表示4-4点从联轴器下端旋转到上端后两联轴器轴向间隙的差值 ，包括了两机组的4-4点从联轴器下端旋转到上端后的即时轴向窜动量与机组未校好时两联轴器轴向开口的变化值。

由此可算出两机组此时的轴向窜动量为：AS(ASIAS4)/2，因为未找正好的两联轴器旋转180。后 ，1-l点与4-4点的轴向开 口变化值相互抵消(AS1、AS4中反映出联轴器上下方向轴向间隙的变化值部分应该大小相等，方向相反，也就是符号相反)，旋转180。后，检测的轴向间隙值S4 、S1 分别减去AS，即为排除两机组即时轴向窜动量影响的真实的两联轴器轴向间隙数值s4 、s1 ，即有：S4～S4 -AS.S1 S1 -AS说明：1-1点与4-4点分别为同-联轴器上的两点，其轴向窜动量应该相等即均为AS。根据检测数值sl、s4与检测计算数值s4 、s1 可算出存在的开口数值b，其计算方法如下：对于1-l点：blS1 -S1对于4-4点：b4$4 -S4则开 口数值b取其平均值 ，则为b(bl-b4)/2，由于b1、b4的位置相反，所以其符号应相反 ，其中，bl表示安装机组两联轴器在1-1点存在的上下开口间隙数值 ；b4表示安装机组两联轴器在4-4点存在的上下开 口间隙数值。

3.2 用百分表测出两联轴器径向偏差值，并计算出上下偏差值e如图2所示 ，用百分表1分别测出联轴器上同-点在不同位置0。、90。、180。、270。处的径向偏差值 ，分别为a1、a2、a3、a4，如图3所示。

(b)1.百分表；2.百分表；3.磁性座；4.滑杆图2百分表找正及测量记录a1a4 a2图3 百分录数据记 录数据记录时，应记清楚磁性座安装的具体位置 ，则e-(al-a3)/2，e1]O为两联轴器存在的上下方向径向偏差。

3.3 建立数学模型对基础调整垫子进行计算测量安装机组联轴器外径D，安装机组同边基础螺栓的中心距离L，靠近联轴器端基础螺栓中心到联轴器端面的垂直距离1。然后 ，根据上面测量计算的两联轴器上、下方向轴向开口数值b与上、下径向偏差数值e及D、L与l值，画出其位置状态图，并建立数学模型。假若测量径向偏差时，百分表磁性座打在从动机组上，并且以从动机组为基准找正主动机组时，测得e<0(即主动机组 比从动机组低e)与b<0(即两联轴器间隙存在上开口b)。根据b、e值可画出图4(a)所示的位置状态，如图4所示。

在图4(a)中，I为从动轴，II为主动轴，根据找正测量的结果，主动机组比从动机组低e，两联轴器存在上开口b的既不平行又不同心的状态。

第 32卷第 13期 张小明，等：风机等高精度设备安装找正的研究与实践 13(Q)(b)( C )图4位置状态图由图4(a)可知 ，为使两半联轴节平行 ，必须在主动机轴的支点2下加厚度X mm的垫片才能达到。此处x的值可以利用图上画有剖面线的两个相似三角形的比例关系算出：XbL/D。

式中，D为联轴器直径 ，mm；L为主动机轴两支点间的距离，mm；b为在0。与180。两个位置上测得的轴向间隙的差值。

由于支点2垫高了，而在支点1下面没有增加垫片，因此 ，轴I将以支点1为支点而转动 ，这时两半联轴节端面虽然平行了，但轴I止 的半联轴节的中心都下降了Y(mm)，如图4(b)所示 ，此处的y值也可用有剖面线的两个相似三角形的比例关系算出：ybl/D。

由于轴I比轴I低e，再加上在上-步找正时又使联轴节中心的径向位移量增/lymm，所以为了使两半联轴节同心 ，必须在轴I的支点1和支点2下面同时加上厚度为(ye)mm的垫片。由此可见 ，为使轴I与轴I上两半联轴节既平行又同心，则必须在轴II的支点1下面加厚度为(ye)mm的垫片，在支点2下面加厚度为(xye)mm的垫片，如图4(c)所示。按上面计算数值分别增减机组调整垫子。至此两安装机组的水平高度及上下方向开口(上下开口反映两安装机组上下方向平行状态 )已经校好。

3.4 校正机组水平方向径向偏差与轴向间隙校正机组水平方向径 向偏差与轴向间隙，即在90。与270。方向的径向偏差与轴向间隙。

3.4.1 测量水平方向的轴向间隙偏差用相应的量具(百分表、块规或内径千分尺，其具体量具的选用应根据两安装联轴器的状况而定)并采用两点法”测出其水平方向轴向间隙的偏差值，其测量计算方法同3.1(应用两点法”操作法测量两安装机组联轴器的上下方向轴向间隙值，并计算出两联轴器上下方向开口值b。)。

3.4.2 调整两联轴器水平方向轴向开口值用8个顶丝在8个方向上固定机组，防止安装机组在调整时向其它方向跑偏。通常采用边检测边调整的方法，在调整时 ，微微松开机组应移动方向的那个角的顶丝 ，再微微调整对边顶丝 ，直至符合要求为止。此步操作与传统经验法”操作相同。

3.4-3 测量并计算水平方向的径向偏差用百分表，并采用-点法”测出两联轴器在90。与270。两个方向的径向偏差值 ，如图5所示。

a 1a4 I a2a3图5水平方向径向偏差值记数时应标记清楚百分表磁性座安装的具体位置。

a2、a4表示两联轴器在水平方向的径向偏差值；al、a3表示两联轴器在上下方向的径向偏差值。对于初学者，建议用百分表把四个方向的径向偏差值都测出来 ，并运用ala3a2a4来检验检测凑数的准确性，以免把测量误差带入下步的安装调整中而带来较大安装误差 ，并应用e(a2-a4)/2计算出应移动机组的方向与数值。

3.5 采用机组平行移动法”移动机组当对安装机组两联轴器水平与上、下开口调整好以后 ，此时 ，两个机组应处于平行状态 ，但还不同心。如果在调整两机组同心过程中，如果没有实行平行移动的话 ，两机组平行状态势必会发生改变，使安装精度降低，甚至必须返工 ，因此，不实行平行移动不仅影响安装精度 ，而且严重影响检修时间。针对这种情况，可通过测量与计算，并采用3块百分表动态监控操作，解决该难题。其操作方法如下：根据调整好的平行状态时的百分表读数 ，确定总的水平移动量 ，假如百分表左、右读数分别为a2、a4，且e (a2-a4)12，如果e >0，百分表磁性座打在从动机组上 ，即主动机组应从左向右平移e mm，我们可以在主动机组左边两基础螺栓调整顶丝位置处，各安装1块百分表 ，并且把它们的读数都调整到同-数值，如图6所示。

然后，同时调整顶丝，使主动机组每次移动0.1 mm或0.05mm，直到总移动距离为e mm为止，这样的移动方法，可避免传统经验移动法移动时扭动歪斜现象而使两联轴器开口状态发生改变，因而亦能提高安装精度与速度。

4 社会及经济效益(下转第60页)企 业 技 术 开 发 2013年5月响区。同时具有延迟性 ，它可能在焊接后几小时甚至几天之后产生。因此 ，具有氢致裂纹倾向的钢，焊接后要经48 h后再进行探伤。氢致裂纹也称为延迟裂纹和冷裂纹，因为这些裂纹是在焊缝金属冷却之后产生的。当裂纹平行于熔合线 ，并出现于可淬硬的母材或者从焊趾扩展的焊趾裂纹 ，称为焊道下裂纹 。当空气中的水分 、保护气体、焊条药皮、金属成分及焊材的油污等产生氢的物质的氢分解成氢原子进入熔池时，缺陷就开始形成。在焊缝冷却时，焊缝 中的氢有些从熔池 中逸出，有些残留在焊缝中，热影响区中氢的溶解度 比焊缝金属高，致使裂纹通常产生于熔合线处。在焊趾处 ，也就是焊缝与母材连接处，是焊缝的应力集中点。

从裂纹的位置、产生的时间和焊接工艺等方面分析 ，牛腿焊缝裂纹完全符合氢致延迟裂纹的特点，因此，现场产生的裂纹为氢致裂纹。

4 防范措施 4.1 增加焊前预热和焊后缓冷措施从防治冷裂纹的角度考虑 ，预热和焊后保温缓冷是很重要的，延长焊缝的冷却时间，可以有效的降低熔敷金属 中扩散氢的含量 ，降低接头应力 ，防止裂纹产生。

升版焊接规程 ，焊前进行火焰加热预热，对母材均匀摆动预热，预热宽度为施焊处板厚的1.5倍且不小于100mm，最低预热温度为120℃，最高不宜超过230℃。焊后利用火焰进行加热至150℃～200 oC，然后 ，用保温棉将焊缝包覆，以保证焊缝缓慢降温。

(上1.主动机组(基准)；2.从动机组；3.机座；4.百分表；5.调整螺丝；6.地脚螺丝 ；7.机座图6 调整示意 图4.1 社会效益本先进操作法”是通过把现巢装设备机组建立数学几何模型，并应用相关专业理论知识解决生产实际问题的操作技术。与传统操作法相比，操作法独创性较强，克服了传统经验操作法”的局限性，也弥补了对维修人员手感要求特别高的困难。在设备的维护检修作业4.2 采用合理的焊接顺序进-步优化焊接顺序，采取上、下对称跳焊，小参数，多层、多道，接头错开的焊接方法，减小不同位置焊缝相互间的约束 ，使接头在最小的拘束条件下施焊。

4.3 提高环境湿度控制要求在施焊房间配备湿度计，温度大于70%时禁止施焊，房间有积水必须及时清理。

4.4 加强焊接过程管理为了保证各项防范措施落实到位，现场配备专人进行温度和湿度测量 ，并做好记录，焊接技术人员和QC人员要加强现场巡检，对于违反工艺的情况 ，及时给予制止和纠正。

5 结 语本文从多方面对牛腿裂纹进行了分析，通过模拟试验得出了产生裂纹产生的原因，并制定 了防范措施。现炒照以上措施焊接后 ，对牛腿焊缝进行100%PT或MT检测 ，裂纹完全消失，这对今后的核电钢结构焊接施工具有-定的借鉴作用。