Устройство для центровки валов механизмов
Владельцы патента RU 2279036:
Закрытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" (RU)
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля соосности при монтаже и центровке механизмов, например дизеля с генератором, электродвигателя с насосом и т.д. Сущность: устройство содержит призму, закрепленную на валу одного механизма и два часовых индикатора, закрепленных на валу другого механизма. Датчик одного часового индикатора, расположенного вертикально, установлен на горизонтальной грани призмы. Кроме того, призма имеет дополнительную грань под углом к горизонту, а второй индикатор расположен вертикально. Датчик второго индикатора установлен на дополнительную грань. Технический результат: расширение диапазона применения устройства за счет использования при малых расстояниях между механизмами. 1 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля соосности при монтаже и центровке механизмов, например дизеля с генератором, электродвигателя с насосом и т.д.
Известно устройство для центровки валов механизмов, реализующее способ по патенту RU 2067749, G 01 В 5/24, опубл. 10.10.1996 г. Устройство содержит специальные соединительные муфты с отверстиями для датчиков, расположенными друг относительно друга под углом 120°. Это устройство позволяет сократить время центровки валов, однако необходимо изготовление специальных муфт, точное определение местоположения отверстий в них. Это приводит к усложнению процесса центровки валов, а расстояние между соединительньми валами не может быть меньше 200 мм из-за невозможности разместить это устройство между механизмами.
Известно устройство для центровки валов, реализующее способ по авторскому свидетельству SU 1569523, G 01 В 5/25, опубл. 07.06.1990 г. Устройство также содержит муфты, на которых закреплена измерительная поверхность с датчиками, расположенными на фиксированном расстоянии друг относительно друга. Это устройство позволяет точно замерить осевое и радиальное смещение муфт относительно друг друга. Но для осуществления этого способа необходимо очень точно установить измерительную поверхность и определить фиксированное расстояние между датчиками, поскольку от этого зависит точность определения осевого и радиального сдвига валов. Также из-за необходимости применения специальных муфт с измерительной площадкой и наличия фиксированного расстояния между датчиками расстояние между центрируемыми валами не может быть меньше 200 мм.
Прототипом предлагаемого решения является устройство центровки валов механизмов УЦУ-1, выпускаемое ЗАО ЦНИИМФ (см. ТУ 4976-002-04607153-99, техническое описание, инструкция и паспорт № 2617-05-ООИ). Это устройство содержит две призмы, которые закреплены на центрируемых валах неподвижного (базового) и подвижного механизмов соответственно. С помощью часовых индикаторов, датчики которых установлены на плоскостях призм под углом 90° относительно друг друга, путем проворачивания валов на 360° определяют горизонтальное и вертикальное смещение (сдвиг и излом) центрируемых валов. По результатам измерения определяют, как переместить (развернуть, подвинуть, поднять и т.п.) подвижный механизм.
Известное устройство просто в эксплуатации, достаточно точно позволяет отцентрировать валы механизмов, но оно применимо только для механизмов, расположенных на расстоянии более 200 мм из-за необходимости установить между ними УЦУ-1, причем один из часовых индикаторов должен быть расположен горизонтально.
Однако существуют условия, когда механизмы, валы которых необходимо центрировать, располагаются ближе друг к другу. В этом случае известное устройство применить невозможно.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является расширение диапазона применения устройства за счет использования при малых расстояниях между механизмами.
Так же как и прототип, предлагаемое устройство для центровки валов механизмов содержит призму, закрепленную на валу одного механизма, и два часовых индикатора, закрепленных на другом механизме, причем датчик одного часового индикатора, расположенного вертикально, установлен на горизонтальной грани призмы.
Отличие от прототипа состоит в том, что призма имеет дополнительную грань под углом к горизонту, а второй индикатор расположен вертикально и датчик его установлен на дополнительную грань.
На чертеже представлена схема размещения предлагаемого устройства, где 1 - неподвижный механизм, 2 - подвижный механизм, 3 - соединительная муфта. Под "неподвижным механизмом" понимается механизм, который не меняет своего положения в процессе центрирования, а "подвижный механизм" - механизм, который можно перемещать (развернуть, подвинуть, наклонить и т.д.) в процессе центровки. На валу неподвижного механизма 1 закреплена призма 4 с помощью цепи 5. Призма 4 содержит горизонтальную грань 6 и дополнительную грань 7, которая скошена под углом α, например, 30° к горизонту.
На валу подвижного механизма 2 закреплены часовые индикаторы 8 и 9, расположенные вертикально, причем датчик первого часового индикатора 8 установлен на горизонтальную грань 6 призмы 4, а датчик второго часового индикатора 9 установлен на дополнительную грань 7.
Устройство работает следующим образом.
При проворачивании механизма для центровки первый часовой индикатор 8 измеряет вертикальное перемещение (т.е. оценивает смещение осей центрируемых механизмов), а второй часовой индикатор 9 измеряет одновременно вертикальное и горизонтальное перемещения. Для определения горизонтального перемещения из показания второго часового индикатора 9 вычитают показание первого часового индикатора 8, полученное значение умножают на tg (90° - α), в данном случае tg 60°, равный 1,732. Таким образом определяют осевое смещение центрируемых механизмов.
Пример проведения расчета при использовании предлагаемого устройства.
Производят измерения первым и вторым часовыми индикаторами 8 и 9 в положении 12 ч, 3 ч, 6 ч и 9 ч - δ12, δ3, δ6; δ9 соответственно. Если невозможно провернуть сопрягаемые валы на 360°, то для положения 6 ч вычисляют значение по следующим формулам:
Смещение вертикальное δв и горизонтальное δг для первого индикатора 8 определяют по формулам
Расчет излома осей - вертикальный и горизонтальный, для второго часового индикатора 9 определяют по формулам 5 и 6. В связи с применением в устройстве дополнительной грани 7, для преобразования горизонтального перемещения при контроле излома в вертикальное необходимо из показания второго индикатора 9 вычесть показание первого индикатора 8, после чего полученный результат умножить на 1,732 (tg 60°).
Затем вычисление проводят по нижеприведенным формулам с соблюдением знаков:
излом в вертикальной плоскости
где δ6 2' и δ12 2 - показания второго индикатора 9 в положениях 6 ч и 12 ч. Для положения 6 ч значения вычисляют по формуле (2);
R - радиус измерения излома от оси вала до центра острия датчика второго индикатора 9, мм.
излом в горизонтальной плоскости
где δ9 2' и δ3 2' - показания второго индикатора 9 в положении 9 ч и 3 ч, вычисленные по формуле 5.
Расчет толщин подкладок и горизонтального разворота подвижного механизма (ПМ) для исправления смещения и излома в вертикальной плоскости производят по формулам
где лапы 2 и 4 противоположны показанным на чертеже лапам 1 и 3 соответственно;
В и С - расстояния, измеряемые рулеткой, согласно чертежу.
Соблюдают правило знаков, полученных при вычислении δв (по формуле 3): если "плюс" - подкладки подложить, если "минус" - подкладки удалить.
Для исправления смещения и излома в горизонтальной плоскости необходимо переместить подвижный механизм
Соблюдают правило знаков, полученных при вычислении δг и ϕг (формула 6 и 7). При этом знак "плюс" в формуле 10 и 11 означает, что подвижный механизм (ПМ) необходимо переместить вправо (если смотреть на неподвижный механизм (НМ) со стороны муфты), а знак "минус" - влево. Полученные результаты округляют до сотых.
Если расцентровка большая, то центровку проводят несколькими приближениями.
Устройство для центровки валов механизмов, содержащее призму, закрепленную на валу одного механизма, и два часовых индикатора, закрепленных на валу другого механизма, причем датчик одного часового индикатора, расположенного вертикально, установлен на горизонтальную грань призмы, отличающееся тем, что призма имеет дополнительную грань под углом к горизонту, второй индикатор расположен вертикально и датчик его установлен на дополнительную грань.
