4.3 Приклад виконання розрахунку згідно даних варіанту №3. База –сг.

Початкові дані наведені нижче:

Номер варіанту	Довжина елементів валолінії, мм							Похили шийок в горизон­тальному стані, одиниць рівня						База	Висота, мм		Пито- мий тиск в під- ши­пнику Р, МПа
															Кор­пуса під­шип­ника	Рами фунда-мента
	L12	L2	L3	L34	L4	L5	L56	10	20	30	40	50	60
3	2500	560	600	2200	640	640	2800	2,8	2,7	1,8	1,7	1,1	1,0	СГ	910	180	1,2

Діаметр шийок роторів, мм						Діаметр муфт, мм		Частота обертання, об/хв.		Тиск в кон- денса- торі, КПа	Середня температура, °С
d1	d2	d3	d4	d5	d6	РВТ- РНТ	РНТ- РГ				Кор­пуса п-ш, №1	Рами фунда-мента №1	Корпуса п-ш № 2,3	Рами фунда-мента № 2, 3, 4,5,6	Корпуса п-ш № 4,5,6
								робо­ча n	кри­-тична nк
170	210	210	220	250	250	450	500	3000	2200	3,5	115	48	68	32	73

Розрахунок попереднього нівелювання

За базу обрано статор генератора і відповідно до цього ₄^ = ₅^ =0.

1 Розраховуємо похили шийок РНТ:

Похил задньої шийки РНТ дорівнює сумі похилів підшипника №5 і похилу кінця ротора ₅⁰, виміряному у його горизонтальному стані, тобто: ₄^ = ₅^ + _РГ1⁰ =₅^ + ₅⁰ = 0+1,1 =1,1 од. рівня.

Похил передньої шийки РНТ дорівнює похилу задньої шийки РНТ і сумі похилів шийок РНТ, виміряних у горизонтальному стані:

₃^ = ₄^ + _РНТ1⁰ + _РНТ2⁰ =₄^ + ₃⁰ + ₄⁰ =1,1 +1,8 +1,7 = 4,6 од. рівня.

2 Розраховуємо похили шийок РВТ:

Похил задньої шийки РВТ повинен дорівнювати похилу першої шийки РНТ, тобто:

₂^ = ₃^ = 4,6 од. рівня.

Похил передньої шийки РВТ дорівнює похилу другої шийки РВТ і сумі похилів шийок РВТ, виміряних у горизонтальному стані:

₁^ = ₂^ + _РВТ1⁰ + _РВТ2⁰ =₂^ + ₁⁰ + ₂⁰ =4,6 +2,8 +2,7 = 10,1 од. рівня.

3 Розраховуємо середні похили роторів, од. рівня:

= (₅^ + ₆^)/2 = (0 +0)/2 = 0;

= (₃^ + ₄^)/2 = (4,6+1,1)/2 = 2,85;

= (₁^ + ₂^)/2 = (10,1 +4,6)/2 = 7,35.

4 Розраховуємо висоти середин шийок ротора РНТ над базою, мм:

h₅^= h₆^=0

h₄^ = h₅^+k₄^(L₄ + L₅) = 0+110^-41,1(640+640)= 0,14;

h₃^ = h₄^+k L₃₄ = 0,14+110^-42,852200= 0,78.

Розраховуємо висоти середин шийок ротора РВТ над базою, мм:

h₂^ = h₃^+ k ₃^(L₂+L₃) = 0,78+110^-4 4,6(560+660)= 1,31;

h₁^ = h₂^+ k  L₁₂ = 1,31+110^-4 7,352500= 3,14.

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

5 Визначаємо переміщення шийок із графіка на Рис. 3 (вертикальне зміщення) при Р_підш = 1,2 МПа:

dш (мм)	d1=170	d2=210	d3=210	d4=220	d5=250	d6=250
мВ	0,14	0,16	0,16	0,18	0,205	0,205

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.1 (пункт 4).

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

Тиск в конденсаторі Р_к=3,5 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 – 3,5 = 87,16 КПа = 0,087 МПа.

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

Отримане значення заносимо в Таблицю 4.1 (пункт 5).

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

_т1 = (t_к1-t_п)h_к+(t_ф1-t_п)h_ф1 = 1,1510^-5(115-25)910+(48-25)180 = 0,99 мм;

_т2 = (t_к2-t_п)h_к+(t_ф2-t_п)h_ф2 = 1,1510^-5(68-25)910+(32-25)180 = 0,46 мм;

_т3 = (t_к3-t_п)h_к+(t_ф3-t_п)h_ф3 = 1,1510^-5(68-25)910+(32-25)180 = 0,46 мм;

_т4 = (t_к4-t_п)h_к+(t_ф4-t_п)h_ф4 = 1,1510^-5(73-25)910+(32-25)180 = 0,52 мм;

_т5 = (t_к5-t_п)h_к+(t_ф5-t_п)h_ф5 = 1,1510^-5(73-25)910+(32-25)180 = 0,52 мм;

_т6 = (t_к6-t_п)h_к+(t_ф6-t_п)h_ф6 = 1,1510^-5(73-25)910+(32-25)180 = 0,52 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.1 (пункт 6).

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

₁^ = 0,14 + 0,99 = 1,13 мм;

₂^ = 0,16 + 0,46 = 0,62 мм;

₃^ = 0,16 + 0,46 = 0,62 мм;

₄^ = 0,18 –0,27+ 0,52 = 0,43 мм;

₅^ = 0,205 + 0,52 = 0,725 мм;

₆^ = 0,205 + 0,52 = 0,725 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.1 (пункт 7).

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

₁^ = ₁^ - ₁^ = 1,13 –1,13 = 0 мм;

₂^ = ₁^ - ₂^ = 1,13 –0,62 = 0,51 мм;

₃^ = ₁^ - ₃^ = 1,13 –0,62 = 0,51 мм;

₄^ = ₁^ - ₄^ = 1,13 –0,43 = 0,70 мм;

₅^ = ₁^ - ₅^ = 1,13 –0,725 = 0,41 мм;

₆^ = ₁^ - ₆^ = 1,13 –0,725 = 0,41 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.1 (пункт 8).

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

Відношення критичної частоти обертання вала до робочої частоти дорівнює:

 = n_к/n = 2200/3000 = 0,733

Зміна похилу шийки №2 при обертанні та самовирівнюванні вала:

₂ = ₂⁰ (1- ) = 2,7(1- 0,733) = 0,72 мм.

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

а = k₂ d_м = 110^-40,72450 = 0,032 мм.

де d_м = 450 мм (згідно з умовами варіанту).

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

Х₂ = k₂ L₁₂ = 10^-40,722500 = 0,18 мм.

Отримане значення заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 9).

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

₁ =0 мм;

₂ = ₂^ + Х₂ = 0,51 + 0,18 = 0,69 мм;

₃ = ₃^ + Х₂ = 0,51 + 0,18 = 0,69 мм;

₄ = ₄^ + Х₂ = 0,70 + 0,18 = 0,88 мм;

₅ = ₆ = ₅^+ Х₂ = 0,41 + 0,18 = 0,59 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 10).

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

h₁ = h₁^ + ₁ =3,14 + 0 = 3,14 мм;

h₂ = h₂^ + ₂ = 1,31 + 0,69 =2,0 мм;

h₃ = h₃^ + ₃ = 0,78 + 0,69 =1,47 мм;

h₄ = h₄^ + ₄ = 0,14 + 0,88 =1,02 мм;

h₅ = h₅^ + ₅ = 0 + 0,59 =0,59 мм;

h₆ = h₆^ + ₆ = 0 + 0,59 =0,59 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 11).

13. Визначаємо остаточні середні похили роторів, од. рівня:

=110⁴(h₁-h₂)/L₁₂ =10⁴(3,14-2,0)/2500 = 4,56;

=110⁴(h₃-h₄)/L₃₄ =10⁴(1,47-1,02)/2200 = 2,05;

=110⁴(h₅-h₆)/L₅₆ =10⁴(0,59-0,59)/2800 = 0.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 12).

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

₁ = + ₁⁰ = 4,56+ 2,8 = 7,36 од. рівня;

₂ = + ₂⁰ = 4,56+ 2,7 = 7,26 од. рівня;

₃ = + ₃⁰ = 2,05+ 1,8 = 3,85 од. рівня;

₄ = + ₄⁰ = 2,05+ 1,7 = 3,75 од. рівня;

₅ = + ₅⁰ = 0+1,1 = 1,10 од. рівня;

₆ = + ₆⁰ = 0+1,0 = 1,00 од. рівня.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 13).

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

h_В2 = h₂ + k₂L₂ = 2,0 + 110^-47,26560 = 2,41 мм;

h_В3 = h₃ + k₃L₃ = 1,47 + 110^-43,85620 = 1,71 мм;

h_В4 = h₄ + k₄L₄ = 1,02 + 110^-43,75640 = 1,26 мм;

h_В5 = h₅ + k₅L₅ = 0,59 + 110^-41,1640 = 0,66 мм.

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 14).

16 Розраховуємо вертикальний ексцентриситет на муфтах.

Для муфти РВТ – РНТ: r_{РВТ-РНТ} = h_РВТ – h_РНТ = h_В2 – h_В3 =2,41 –1,71 =0,70 мм.

Для муфти РНТ- РГ: r_РНТ-РГ = h_РНТ – h_РГ = h_В4 – h_В5 =1,26 –0,66 =0,60 мм;

Отримані дані заносимо в Таблицю 4.2 (пункт 15).

17 Визначаємо биття ротора на муфтах.

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

2r_{РВТ-РНТ} =20,70 = 1,40 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0,60 = 1,20 мм.

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

18 Розраховуємо відхилення торцевої площини півмуфти від вертикалі.

Для муфти РВТ–РНТ: а_РВТ = k_РВТd_м = k₂d_м = 110^-47,26450 = 0,33 мм;

а_РНТ = k_РНТd_м = k₃d_м = 110^-43,85450 = 0,17 мм.

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

 а _{РВТ2-РНТ1}= а _РВТ – а _РНТ = 0,33 – 0,17 = 0,16 мм.

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

Заносимо отримані значення в Таблицю 4.2 (пункт 16).

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3,75500 = 0,19 мм;

а_РГ = k_РГd_м = k₅d_м = 110^-41,10500 = 0,06 мм.

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

 а _РНТ-РГ= а _РНТ – а _РГ = 0,19 – 0,06 = 0,13 мм.

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

Заносимо отримані значення в Таблицю 4.2 (пункт 17).

19 Остаточно заповнюємо кругові діаграми центрування, враховуючи рівності:

(1)

. (2)

20 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 №3 і0	2,8	2,7	1,8	1,7	1,1	1,0
2. Похили шийок при попередньому нівелюванні (база – СГ), од. рівня	Розрахунок згідно п.1 і	10,1	4,6	4,6	1,1	0	0
3. Попереднє нівелювання (висо-та середин шийок над базою), мм	hі = hі-1+ kLі	3,14	1,31	0,78	0,14	0	0
4. Вертикальне зміщення шийок на масляному клині, мм	мВ–згідно з графіком (рис. 7.3)	0,14	0,16	0,16	0,18	0,205	0,205
5. Просідання від води в конденсаторі, мм	к–згідно з 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	0,99	0,46	0,46	0,52	0,52	0,52
7. Загальне зміщення шийок при роботі, мм	і = мВ + к + Т	1,13	0,62	0,62	0,43	0,725	0,725
8. Різниця підйому підшипників відносно підшипника № 1, мм	і = 1 - і	0	0,51	0,51	0,70	0,41	0,41
9. Необхідний підйом підшипни-ків для утворення розвалу муфти зверху (виправлення гнучкого ротора), мм	Х2 = k2 L12	0	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18
10. Абсолютне підняття підшип-ників відносно попереднього нівелювання, мм	і = і + Х2	0	0,69	0,69	0,88	0,59	0,59
11. Висоти середин шийок під-шипників при остаточному ніве-люванні , мм	hі = hі + і	3,14	2,0	1,47	1,02	0,59	0,59
12. Середній похил роторів, од. рівня		4,56		2,05		0
13. Остаточний похил шийок роторів, од. рівня	і = + і0	7,36	7,26	3,85	3,75	1,1	1,0
14. Висота центрів муфт, мм	hВ=hі  kіLі	0	2,41	1,71	1,26	0,66	0
15. Вертикальний екцентриситет- різниця висот півмуфт, мм	rРВТ-РНТ = hРВТ - hРНТ rРНТ-РГ = hРНТ - hРГ	0,70
		0,60
16. Відхилення площини півму-фти від вертикалі, мм	аі = kіdм		0,33	0,17	0,19	0,06
17. Розкриття півмуфт (злам осей роторів), мм	а = аі - аі-1	0,16			0,13