Монтаж агрегата

Центровка насоса и электродвигателя: допуски, измерения и расчёт подкладок

Центровка насоса с двигателем - выставление валов так, чтобы смещение осей в плоскости муфты и излом между ними укладывались в допуск для рабочей частоты вращения. Для 3000 об/мин ориентир - около 0,05 мм по смещению и 0,05 мм на 100 мм по излому, для 1500 об/мин допуски примерно вдвое мягче.

Чем опасна несоосность валов

Упругая муфта компенсирует небольшую несоосность, но не отменяет её. Каждый оборот вала резиновые элементы деформируются, а на подшипники насоса и двигателя приходится переменная нагрузка. Последствия накапливаются постепенно:

• растёт вибрация на частоте вращения и её удвоенной частоте;
• быстрее изнашиваются подшипники обоих агрегатов, корпус подшипников греется;
• разбивается торцевое уплотнение или сальник, потому что вал работает с биением;
• изнашиваются пальцы и втулки муфты, в кожухе появляется резиновая пыль;
• возрастает потребляемая мощность.

Центровку проверяют на любом новом агрегате, после ремонта насоса или двигателя, после замены муфты, после работ на фундаменте и трубопроводах, а также при росте вибрации без видимой причины.

Что измеряют: смещение и излом в двух плоскостях

Несоосность раскладывают на две составляющие:

• Смещение (параллельная несоосность) - расстояние между осями валов в центре муфты, мм.
• Излом (угловая несоосность) - угол между осями валов. Его удобно выражать в миллиметрах на 100 мм длины: насколько расходятся оси на базе 100 мм.

Обе величины определяют в вертикальной плоскости (её исправляют подкладками под лапы двигателя) и в горизонтальной (её исправляют сдвигом двигателя вбок). Итого четыре числа, и каждое должно быть в допуске. Центровка в допуске, только если и смещение, и излом удовлетворяют нормам одновременно.

Ось насоса обычно считают неподвижной базой, а двигатель - подвижной машиной. Насос привязан к трубопроводам, и двигать его ради центровки - значит нагружать патрубки.

Допуски центровки по частоте вращения и типу муфты

Единого ГОСТа с допусками центровки для насосных агрегатов нет. Применяют допуски из паспорта насоса или муфты, а при их отсутствии - отраслевые и фирменные стандарты. Требования к высокооборотным машинам всегда жёстче.

Допуски по частоте вращения

Значения можно интерполировать для промежуточных скоростей. Для машин с промежуточным валом и двумя муфтами допуск применяют к каждой муфте отдельно.

Допуски по типу муфты

Консольные насосы К работают на 2900 и 1450 об/мин, большинство агрегатов собрано с упругой муфтой. Значит, для К на 2900 об/мин целимся в 0,05 мм и 0,05 мм/100 мм, для К160/30, К200-150-315 и других тихоходных - в 0,10 мм и 0,10 мм/100 мм.

Подготовка: фундамент, мягкая лапа, трубопроводы

Центровка на кривом основании не держится. Перед измерениями устраняют то, что исказит результат:

• Опорные поверхности. Лапы машины должны иметь пятно контакта не менее 90%. При ослабленных анкерных болтах под любую лапу не должен проходить щуп 0,075 мм.
• Мягкая лапа. Индикатор ставят у лапы, отпускают её болт и смотрят подъём. Подкладками добиваются, чтобы подъём каждой лапы был менее 0,05 мм.
• Подкладки. Минимальное число пластин под одной лапой, без ржавчины и заусенцев. Пачку из десятка тонких пластин лучше заменить одной толстой.
• Трубопроводы. Отсоедините патрубки и посмотрите, не уводит ли насос. Если после отсоединения насос сдвинулся, сначала исправьте опоры трубопроводов.
• Люфты. Проверьте радиальный люфт подшипников и биение полумуфт. При изношенных подшипниках центровка бессмысленна.

Ремонт подшипникового узла консольных насосов описан в статье о подшипниках насосов К.

Центровка индикаторами: порядок работ

Перед началом работ отключите двигатель и вывесите плакат "Не включать, работают люди". Проворачивайте валы только вручную.

1. Закрепите на полумуфте насоса скобу с двумя индикаторами часового типа: радиальным (по наружной поверхности полумуфты двигателя) и торцевым (по её торцу). Цена деления 0,01 мм.
2. Проверьте прогиб скобы: поверните пустую скобу на трубе того же вылета и запишите показание на нижней точке. Его вычитают из радиальных замеров.
3. Выставите индикаторы на ноль в верхнем положении (0°).
4. Проворачивайте оба вала вместе и снимайте показания в положениях 0°, 90°, 180°, 270°.
5. Проверьте замер на достоверность: сумма показаний сверху и снизу должна равняться сумме показаний слева и справа (с погрешностью 0,01-0,02 мм). Если не сходится - ищите люфт скобы или проскальзывание.
6. Вычислите смещение: оно равно половине разности радиальных показаний в противоположных точках. Например, сверху 0, снизу +0,30 мм - ось двигателя на 0,15 мм ниже оси насоса.
7. Вычислите излом: разность торцевых показаний в противоположных точках, делённая на диаметр окружности замера и умноженная на 100. Сверху 0, снизу +0,12 мм на диаметре 120 мм - это 0,10 мм/100 мм.

Расчёт подкладок под лапы двигателя

Зная смещение и излом в вертикальной плоскости, толщину подкладок под передние и задние лапы двигателя считают по подобию треугольников:

Δ_пер = δ + α·L₁/100, Δ_зад = δ + α·L₂/100, где

• δ - смещение оси двигателя относительно оси насоса в центре муфты, мм;
• α - излом, мм/100 мм;
• L₁, L₂ - расстояние от центра муфты до передних и задних лап двигателя, мм.

Знаки берут с учётом направления: если двигатель ниже насоса и его ось "опускается" к задним лапам, обе поправки складываются и подкладки добавляют.

Пример. Двигатель ниже насоса на δ = 0,15 мм, излом α = 0,10 мм/100 мм в ту же сторону, L₁ = 200 мм, L₂ = 500 мм. Под передние лапы: 0,15 + 0,10·200/100 = 0,35 мм. Под задние: 0,15 + 0,10·500/100 = 0,65 мм.

После подкладок выполните горизонтальную центровку: сдвигайте двигатель отжимными болтами, контролируя индикатором. Затем затяните анкерные болты рекомендованным моментом и снимите контрольный замер, так как затяжка сама по себе сдвигает машину.

Лазерная центровка и тепловой рост

Лазерные системы делают то же, что индикаторы, но сами считают смещение, излом и поправки под лапы. Они избавляют от прогиба скобы и ошибок пересчёта, что особенно ценно на агрегатах с большим расстоянием между полумуфтами.

Отдельный вопрос - тепловое расширение. Насос, перекачивающий горячую воду (насосы К с торцовым уплотнением допускают до 140 °С), при прогреве поднимает ось иначе, чем двигатель. Поэтому для горячих агрегатов:

• центровку в холодном состоянии выполняют с заданной поправкой на тепловой рост, если она указана в документации;
• после выхода на рабочую температуру делают контрольную проверку центровки;
• результаты фиксируют в формуляре: положение до и после работ и внесённые изменения.

Расчёт мощности двигателя и подбор мотора к насосу - в статье о мощности электродвигателя насоса.

Когда центровка не нужна: моноблочные насосы

В моноблочных насосах КМ корпус насоса крепится к фланцу электродвигателя через фонарь, а колесо сидит на удлинённом конце вала двигателя. Муфты нет, соосность обеспечена обработкой посадочных поверхностей фонаря, и центровать при монтаже нечего. То же относится к насосам ЦНСк и другим агрегатам, где насос собран на фланце двигателя.

Но и у моноблока есть своя проверка: перекос фонаря после неаккуратной сборки, забоины на посадочных поясках и нагрузка от трубопроводов дают те же симптомы, что и расцентровка - вибрацию и износ уплотнения. После ремонта затягивайте болты фонаря равномерно и не вешайте трубопроводы на патрубки.

Для консольных насосов на раме подшипники, валы, муфты и другие детали можно подобрать в разделе запчастей для насосов К и КМ, а маркировку насосов разбирает статья о насосах К и КМ.

Частые вопросы

Источники

• Стандарт по центровке оборудования (перевод), БалТех, н/д
• Центровка насосов: методы, допуски, инструмент для химпроизводства, inner.su, н/д
• Каталог агрегатов центробежных консольных типа К и КМ, Гидромаш (Украина), н/д
• Электронасосы центробежные консольные моноблочные типа КМ. Руководство по эксплуатации, Ливгидромаш, н/д

Материал носит справочный характер. Перед ремонтом и заменой деталей сверяйтесь с паспортом и руководством по эксплуатации насоса. Заметили ошибку - напишите на admin@vvnpump.cc.