Утверждено

Редакционно-издательским советом

Университета

Шаталов И.К. Лабораторный практикум по курсу "Монтаж, тех­ническая эксплуатация и ремонт паро- и газотурбинных установок". Для студентов IV-V курсов специальности "Производство и эксплуатация тепловых двигателей". - М.: Изд-во УДН, 1989. - 40 с.

Лабораторный практикум предназначен для студентов профилизации "Производство и эксплуатация турбин" и составлен в соот­ветствии с программой курса "Монтаж, техническая эксплуатация к ремонт паро- и газотурбинных установок".

Подготовлено на кафедре термодинамики и тепловых двигате­лей.

© Издательство Университета дружбы народов, 1989 г.

Основные правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ

1. Лабораторные установки (стенды) включаются только с разре­шения преподавателя.

2. При работе на балансировочном станке, ультразвуковом и маг­нитном дефектоскопах строго выполнять правила электробезопасности; перед началом работы убедиться в их надежном зазем­лении.

3. Запрещается вскрывать панели на работающих стендах или уста­новках.

4. При работе на балансировочном станке:

5. запрещается находиться в плоскости перпендикулярной оси вра­щения балансируемого ротора; соблюдать осторожность с тем, чтобы рука, волосы не попали в зону вращающего ротора.

6. При выполнении работы № 6 строго соблюдать правила пожар­ной безопасности. Запрещается пользоваться открытым огнем, хранить масло в открытом сосуде. Нагрев масла производить в вытяжном шкафу на электроплитке закрытого типа.

Лабораторная работа №1 центрирование роторов турбомашин по полумуфтам

Центрирование роторов турбоагрегата является одной из ос­новных и важнейших операций, проводимых при монтаже установок. Цель центрирования роторов по полумуфтам состоит в обеспечении совпадения осей роторов в вертикальной и горизонтальной плоско­стях таким образом, чтобы ось одного ротора служила продолже­нием оси другого ротора. Некачественное центрирование вызывает появление дополнительных знакопеременных нагрузок при эксплуа­тации турбомашин, что может привести к сильной вибраций установ­ки, задеванию в лабиринтных уплотнениях - повышенному износу подшипников и червячной передачи главного масляного насоса, по­ломке соединительных муфт и т.д.

Вибрация, возникающая из-за нарушения соосности роторов, не устраняется динамической балансировкой. Поэтому при обнаруже­нии расцентровки необходимо провести разборку турбоустановки, устранить причины появления дефектов в узлах и произвести каче­ственное центрирование всех элементов включая центрирование ро­торов.

I. Цель работы - освоение методики центрирования роторов по полумуфтам на модельной экспериментальной установке.

II. Краткие теоретические сведения

Центрирование роторов выполняется для достижения совпадения осей соединяемых роторов в вертикальной и горизонтальной плоско­стях, с тем чтобы линия упругого прогиба одного ротора служила продолжением линии упругого прогиба другого ротора.

Совпадение осей роторов в местах их соединения друг с дру­гом проверить трудно, поэтому делается это косвенным способом -по взаимному положению полумуфт роторов. Для того чтобы линии упругих прогибов роторов совпадали в местах их соединения, необ­ходимо чтобы полумуфты располагались концентрично, в торцевые поверхности полумуфт были параллельны друг другу. Схема центри­рования роторов по полумуфтам дана на рис.1. При центровке роторов производят два типа замеров: радиальный замер "а", определяющий степень концентричности полумуфт; осевой "в", характеризующий параллельность торцевых поверхностей полумуфт.

Величины "а" и "в", характеризующие взаимное положение роторов, обычно замеряют в 4-х положениях (0°, 90°, 180°, 270°) роторов. С целью исключения влияния неточностей изготов­ления полумуфт и перекосов при их насадке на валы при центрирова­нии производится совместное проворачивание роторов. Роторы во время центрирования проворачиваются с помощью мостового крана или рычагов.

Рис.1. Схема центрирования роторов по полумуфтам

Роторы считаются отцентрированными, если равны или отличают­ся на заданную величину замеры:

Где

Величины перемещений переднего X и заднего Y подшип­ников в вертикальной плоскости, для устранения расцентровки, равны

(2) (3)

Аналогичный вид имеют формулы для определения перемещений подшипников в горизонтальной плоскости

(4) (5)

Исправление расцентровки роторов производится у некоторых типов турбин перемещением цилиндров в необходимом направлении или перемещением ротора за счет изменения толщины подкладок под опорными колодками вкладышей подшипников.

Допуски на центрирование роторов, в основном, зависят от типа соединительных муфт. Наиболее точного соединения требуют жесткие муфты. Допуск на расцентровку по радиальным замерам в жестких муфтах не должен превышать 0,04 мм и по осевым замерам 0,02 мм. Гибкие муфты (со змеевидной пружиной) допускают от­носительно большую расцентровку, торцевая расцентровка в таких муфтах, допускается до 0,06 мм и расцентровка по окружности - до 0,08 мм.

III. Описание экспериментальной установки

Схема модельной экспериментальной установки для проведения центрирования роторов по полумуфтам показана на рис.2. Роторы 1 и 2 могут вращаться в подшипниках 3, которые установлены в корпусах 4. Роторы имеют полумуфты 5 и 6. На полумуфте ротора 1 закреплена скоба 7. Для удобства отсчета углов на валах роторов установлены лимбы 8 с делениями 0, 90, 180, 270.

Рис.2. Схема экспериментальной установки

При проведении лабораторной работы ротор 1 принимает­ся за РНД и закрепляется на фундаментной плите 9. Ротор 2 (РВД) крепится окончательно к фундаментной плите после окончания центрирования.

IV. Порядок проведения работы

1. Установить ротор 1 в окончательное положение и его корпус закрепить на фундаментной раме.

2. Оба ротора устанавливают в нулевое положение (метки, соответ­ствующие нулю градусов на ликбах,должны располагаться вверху).

3. Установить зазоры "а" и "в" примерно равными 1 мм.

4. При помощи щупа произвести замеры зазоров "а" (один замер) и "б" (четыре замера).

Результаты замеров записывают на диаграмме (рис.3). Правая сторона на диаграммах соответствует правой стороне полумуфт, если смотреть со стороны ротора со скобой для цен­трирования.

Рис.3. Диаграмма замеров

5. Повторить замеры зазоров "а" и "б" после совместного поворота роторов по часовой стрелке (если смотреть со сто­роны ротора 1) на 90°, 180°, 270°.

6. По формулам (1), (2), (3), (4), (5) определить величины необходимых перемещений для исправления центрирова­ния роторов.

Исправление центрирования производится в горизонтальной плоскости перемещением корпуса ротора 2 и в вертикальной плоскости за счет прокладок между опорами корпуса и фунда­ментной плиты 9.

V. Содержание отчета: схема установки; диаграмма заме­ров с результатами измерений; расчет необходимых перемещений при центрировании роторов; выводы.