4.1 Виконую розрахунок згідно даних варіанту №8. База –підшипники №4,5.

Номер варіа-нту	Довжина елементів валолінії, мм							Похили шийок в горизон­тальному стані, од. рівня						База	Висота, мм		Пито- мий тиск в під- ши­пни- ку Р, МПа
															Кор­пу-са під­шип­ника	Рами фунда-мента
	L12	L2	L3	L34	L4	L5	L56	10	20	30	40	50	60
8	2600	610	610	2200	600	620	2600	2,1	2,2	1,6	1,8	1,2	1,4	№4,5	960	150	1,4

1. Розрахунок попереднього нівелювання елементів ТА:

За базу обрано циліндр низького тиску і відповідно до цього похили ₃^ = ₄^ =0.

1.1 Розраховуємо похили шийок РВТ, од. рівня:

₃^ = ₄^ =0 – так як за умовами варіанту за базу обрано РНТ;

Похил задньої шийки РВТ дорівнює сумі похилів підшипника №3 і похилу кінця ротора ₃⁰, виміряному у його горизонтальному стані, тобто: ₂^ = ₃^ + ₃⁰ = 0+1,8 =1,8.

Похил передньої шийки РВТ рівний похилу суміжної шийки РВТ і сумі похилів шийок РВТ виміряних у його горизонтальному стані:

₁^ = ₂^ + _РВТ1⁰ + _РВТ2⁰ =₂^ + ₁⁰ + ₂⁰ =1,8 +2,1 +2,0 = 5,9.

Розраховуємо похили шийок РГ, од. рівня:

₅^ = ₄^ + _РНТ2⁰ = ₄^ +₄⁰ = 0 +1,6 = 1,6.

₆^ = ₅^ + _РГ1⁰ + _РГ2⁰ = ₅^ +₅⁰ + ₆⁰ = 1,6+1,2+1,1 = 3,9.

0. Розраховуємо середні похили роторів, од. рівня:

= (₃^ + ₄^)/2 = (0+0)/2 = 0;

= (₁^ + ₂^)/2 = (5,9 +1,8)/2 = 3,85;

= (₅^ + ₆^)/2 = (1,6 +3,9)/2 = 2,75.

0. Визначаємо висоти середин шийок ротора РВТ над базою, мм:

h₄^= h₃^=0

h₂^ = h₃^+k₂^(L₂ + L₃) = 0+110^-41,8(600+600)= 0,22;

h₁^ = h₂^+k L₁₂ = 0,22+110^-43,852500= 1,19.

0. Розраховуємо висоти середин шийок ротора РГ над базою, мм:

h₅^ = h₄^+ k ₅^(L₄+L₅) = 0+110^-4 1,6(660+660)= 0,21;

h₆^ = h₅^+ k  L₅₆ = 0,21+110^-4 2,752000= 0,76.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.1 (пункти 1-3), а також на Рис. 2.а та Рис. 2.б.

2. Визначаємо переміщення шийок із графіка на Рис. 3 (вертикальне зміщення) при тиску масла у підшипнику Р_підш = 1,0 МПа:

dш (мм)	d1=200	d2=210	d3=220	d4=240	d5=280	d6=300
мВ	0,17	0,18	0,19	0,21	0,235	0,235

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.1 (пункт 4).

3. Визначаємо просідання пішипника №4 під вагою води у конденсаторі.

Тиск в конденсаторі Р_к=4,0 КПа. Вважаємо, що величина атмосферного тиску у місці розташування конденсатора дорівнює В = 90, 66 КПа.

Тоді абсолютний тиск буде визначатись як:

р_абс = В - р_{вак конд} звідки р_{вак конд} = В - р_абс = 90,66 – 4,0 = 86,66 КПа = 0,087 МПа.

Із Рис. 4 визначаємо величину просідання підшипника _к = -0,27 мм.

Отримане значення заносимо в Таблицю 4.1 (пункт 5).

4. Розраховуємо величину підняття шийок від температурного подовження роторів, причому вважаємо, що температура повітря в машзалі дорівнює t_п = 25 ⁰С.

_т1 = (t_к1-t_п)h_к+(t_ф1-t_п)h_ф1 = 1,1510^-5(110-25)900+(50-25)200 = 0,94 мм;

_т2 = (t_к2-t_п)h_к+(t_ф2-t_п)h_ф2 = 1,1510^-5(80-25)900+(30-25)200 = 0,58 мм;

_т3 = (t_к3-t_п)h_к+(t_ф3-t_п)h_ф3 = 1,1510^-5(80-25)900+(30-25)200 = 0,58 мм;

_т4 = (t_к4-t_п)h_к+(t_ф4-t_п)h_ф4 = 1,1510^-5(70-25)900+(30-25)200 = 0,48 мм;

_т5 = (t_к5-t_п)h_к+(t_ф5-t_п)h_ф5 = 1,1510^-5(70-25)900+(30-25)200 = 0,48 мм;

_т6 = (t_к6-t_п)h_к+(t_ф6-t_п)h_ф6 = 1,1510^-5(70-25)900+(30-25)200 = 0,48 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.1 (пункт 6).

5. Визначаємо загальний підйом шийок роторів при роботі ТА за формулою _і^ = _м^В+_к+_т:

₁^ = 0,17 + 0,94 = 1,11 мм;

₂^ = 0,18 + 0,58 = 0,76 мм;

₃^ = 0,19 + 0,58 = 0,77 мм;

₄^ = 0,21 –0,27+ 0,48 = 0,42 мм;

₅^ = 0,235 + 0,48 = 0,72 мм;

₆^ = 0,235 + 0,48 = 0,72 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.1 (пункт 7).

6. Розраховуємо висоту перебільшення підйому шийок підшипників відносно підшипника №1 за формулою _і = ₁ - _і:

₁^ = ₁^ - ₁^ = 1,11–1,11= 0 мм;

₂^ = ₁^ - ₂^ = 1,11–0,76= 0,35 мм;

₃^ = ₁^ - ₃^ = 1,11–0,77= 0,34 мм;

₄^ = ₁^ - ₄^ = 1,11–0,42= 0,69 мм;

₅^ = ₁^ - ₅^ = 1,11–0,72= 0,39 мм;

₆^ = ₁^ - ₆^ = 1,11–0,72= 0,39 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.1 (пункт 8).

7. Визначаємо величину підйому підшипників №2, №3, №4, №5 та №6.

Відношення критичної частоти обертання вала до робочої частоти дорівнює:

 = n_к/n = 2000/3000 = 0,667

Зміна похилу шийки №2 при обертанні та самовирівнюванні вала:

₂ = ₂⁰ (1- ) = 2,0(1- 0,667) = 0,67 мм.

Самовирівнювання вала при обертанні призводить до розкриття муфти РВТ- РНТ знизу на величину:

а = k₂ d_м = 110^-40,67420 = 0,028 мм.

де d_м = 420 мм (згідно з умовами варіанту).

Щоб створити упереджене розцентрування зверху, яке дорівнює а на муфті РВТ- РНТ необхідно підняти підшипники №2, №3, №4, №5 та №6 на висоту Х₂:

Х₂ = k₂ L₁₂ = 10^-40,672500 = 0,17 мм.

Отримане значення заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 9).

13 Розраховуємо абсолютне зміщення підшипників відносно попереднього нівелювання за формулою _і = _і^ + Х₂:

₁ =0 мм;

₂ = ₂^ + Х₂ = 0,35 + 0,17 = 0,52 мм;

₃ = ₃^ + Х₂ = 0,34 + 0,17 = 0,51 мм;

₄ = ₄^ + Х₂ = 0,69 + 0,17 = 0,86 мм;

₅ = ₆ = ₅^+ Х₂ = 0,39 + 0,17 = 0,56 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 10).

14 Знайдемо висоти середин шийок після остаточного нівелювання h_і = h_і^ + _і :

h₁ = h₁^ + ₁ =1,19 + 0 = 1,19 мм;

h₂ = h₂^ + ₂ = 0,22 + 0,52 =0,74 мм;

h₃ = h₃^ + ₃ = 0 + 0,51 =0,51 мм;

h₄ = h₄^ + ₄ = 0 + 0,86 =0,86 мм;

h₅ = h₅^ + ₅ = 0,21 + 0,56 =0,77 мм;

h₆ = h₆^ + ₆ = 0,76 + 0,56 =1,32 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 11).

15. Визначаємо остаточні середні похили роторів, од. мікрометричного рівня:

=110⁴(h₁-h₂)/L₁₂ =10⁴(1,19-0,74)/2500 = 1,80;

=110⁴(h₄-h₃)/L₃₄ =10⁴(0,86-0,51)/2100 = 1,67;

=110⁴(h₆-h₅)/L₅₆ =10⁴(1,32-0,77)/2000 = 2,75.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 12).

15. Остаточний похил шийок роторів визначаємо за формулою _і = + _і⁰

₁ = + ₁⁰ = 1,80+ 2,1 = 3,90 од. рівня;

₂ = + ₂⁰ = 1,80+ 2,0 = 3,80 од. рівня;

₃ = + ₃⁰ = 1,67+ 1,8 = 3,47 од. рівня;

₄ = + ₄⁰ = 1,67+ 1,6 = 3,27 од. рівня;

₅ = + ₅⁰ = 2,75+1,2 = 3,95 од. рівня;

₆ = + ₆⁰ = 2,75+1,1 = 3,85 од. рівня.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 13).

17 Визначаємо висоти центрів півмуфт h_Ві = h_і  k_іL_і

h_В2 = h₂ + k₂L₂ = 0,74 + 110^-43,80600 = 0,968 мм;

h_В3 = h₃ + k₃L₃ = 0,51 + 110^-43,47600 = 0,718 мм;

h_В4 = h₄ + k₄L₄ = 0,86 + 110^-43,27660 = 1,076 мм;

h_В5 = h₅ + k₅L₅ = 0,77 + 110^-43,95660 = 1,031 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 14).

18. Розраховуємо вертикальний ексцентриситет на муфтах.

Для муфти РВТ – РНТ: r_{РВТ-РНТ} = h_РВТ – h_РНТ = h_В2 – h_В3 =0,968 –0,718 =0,25 мм.

Для муфти РНТ- РГ: r_РНТ-РГ = h_РНТ – h_РГ = h_В4 – h_В5 =1,076 –1,031 =0,05 мм;

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 15).

19 Визначаємо биття ротора на муфтах.

Для муфти РВТ – РНТ (центрувальна скоба розташована знизу на півмуфті РНТ):

2r_{РВТ-РНТ} =20,25 = 0,50 мм.

Вказуємо отриману величину на круговій діаграмі (Рис 2.г, положення муфти РВТ–РНТ на 180^о).

Для муфти РНТ- РГ (центрувальна скоба розташована зверху на півмуфті РНТ):

2r_РНТ-РГ =20,05 = 0,10 мм.

Вказуємо отриману величину на круговій діаграмі (Рис 2.г, положення муфти РНТ–РГ на 0^о).

20 Розраховуємо відхилення торцевої площини півмуфти від вертикалі.

Для муфти РВТ–РНТ: а_РВТ = k_РВТd_м = k₂d_м = 110^-43,8420 = 0,16 мм;

а_РНТ = k_РНТd_м = k₃d_м = 110^-43,47420 = 0,15 мм.

Злам валолінії на муфті РВТ–РНТ (або розкриття муфти РВТ-РНТ зверху) дорівнює:

 а _{РВТ2-РНТ1}= а _РВТ – а _РНТ = 0,16 – 0,15 = 0,01 мм.

Вказуємо отриману величину на круговій діаграмі (Рис 2.г, положення муфти РВТ–РНТ на 0^о).

Заносимо отримані значення в Таблицю 4.2 (пункти 16,17).

Аналогічно розраховуємо відхилення торцевої площини від вертикалі і для муфти РНТ–РГ.

Для муфти РНТ–РГ: а_РНТ = k_РНТd_м = k₄d_м = 110^-43,27480 = 0,16 мм;

а_РГ = k_РГd_м = k₅d_м = 110^-43,95480 = 0,19 мм.

Злам валолінії на муфті РНТ–РГ (або розкриття муфти РНТ-РГ зверху) дорівнює:

 а _РНТ-РГ= а _РГ –а _РНТ = 0,19 – 0,16 = 0,03 мм.

Вказуємо отриману величину на круговій діаграмі (Рис 2.г, положення муфти РНТ–РГ на 0^о).

Заносимо отримані значення в Таблицю 4.2 (пункти 16, 17).

21 Остаточно заповнюємо кругові діаграми центрування, враховуючи рівності:

(1)

. (2)

22 Поправку на горизонтальне зміщення муфт при обертанні ротора на масляному клині визначаємо із графіка на Рис. 3 (горизонтальне зміщення). У цьому випадку значення в середині кругових діаграмах та необхідно відповідно збільшити або зменшити на величину визначеної поправки (в залежності від знака поправки). В межах цієї практичної роботи горизонтальне зміщення муфт при обертанні на масляному клині не розраховуємо.

За результатами виконаних розрахунків формулюємо висновок.

Таблиця 4.2 – Результати розрахунку центрування валолінії турбоагрегату.

Назва розрахунку, Одиниці вимірювання	Формула	Ротори, їх шийки
		РВТ		РНТ		РГ
		1	2	3	4	5	6
1. Похили шийок підшипників при горизонтальному розташуванні ро-тора, од. рівня	Згідно варіанту №1 і0	2,1	2,0	1,8	1,6	1,2	1,1
2. Похили шийок при попередньому нівелюванні (база – ЦНТ), од. рівня	Розрахунок згідно п.1 і	5,9	1,8	0	0	1,6	3,9
3. Попереднє нівелювання (висо-та середин шийок над базою), мм	hі = hі-1+ kLі	1,19	0,22	0	0	0,21	0,76
4. Вертикальне зміщення шийок на масляному клині, мм	мВ–згідно з графіком (рис. 7.3)	0,17	0,18	0,19	0,21	0,235	0,235
5. Просідання від води в конденсаторі, мм	к–згідно із графіком (рис. 7.4)	0	0	0	– 0,27	0	0
6. Підняття шийок від темпера-турного подовження, мм	Т = (tк-tп)hк+ +(tф-tп)hф	0,94	0,58	0,58	0,48	0,48	0,48
7. Загальне зміщення шийок при роботі, мм	і = мВ + к + Т	1,11	0,76	0,77	0,42	0,72	0,72
8. Різниця підйому підшипників відносно підшипника № 1, мм	і = 1 - і	0	0,35	0,34	0,69	0,39	0,39
9. Необхідний підйом підшипни-ків для утворення розвалу муфти зверху (виправлення гнучкого ротора), мм	Х2 = k2 L12	0	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17
10. Абсолютне підняття підшип-ників відносно попереднього нівелювання, мм	і = і + Х2	0	0,52	0,51	0,86	0,56	0,56
11. Висоти середин шийок під-шипників при остаточному ніве-люванні , мм	hі = hі + і	1,19	0,74	0,51	0,86	0,77	1,32
12. Середній похил роторів, од. рівня		1,80		1,67		2,75
13. Остаточний похил шийок роторів, од. рівня	і = + і0	3,90	3,80	3,47	3,27	3,95	3,85
14. Висота центрів муфт, мм	hВ=hі  kіLі	0	0,968	0,718	1,076	1,031	0
15. Вертикальний екцентриситет- різниця висот півмуфт, мм	rРВТ-РНТ = hРВТ - hРНТ rРНТ-РГ = hРНТ - hРГ	0,25
		0,05
16. Відхилення площини півму-фти від вертикалі, мм	аі = kіdм		0,16	0,15	0,16	0,19
17. Розкриття півмуфт (злам осей роторів), мм	а = аі - аі-1	0,01			0,03