测量轴瓦预紧力的两种方法比较

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　　压缩机的轴瓦在安装时要求有一定的预紧力(瓦背过盈)，其主要作用是为了确保瓦背与瓦座有足够的贴紧力，以防止在机组运行时主轴转动和不断振动过程中两者产生相对位移而影响油路畅通，从而损坏轴承、造成机器运行不稳、振动增大甚至造成毁坏转子等重大设备事故。有些机器的轴瓦制作成可拆卸轴瓦(在维修更换时只需换瓦芯，可降低成本)，对这类轴瓦则还有一次过盈、二次过盈之分，其作用是相同的。但是不管是一次过盈还是二次过盈都要求在合适的范围内，如果过盈量太小会造成松动，太大则会使轴瓦变形。
　　江苏苏钢集团有限公司4500m3／h空分设备，由开封空分集团有限公司设计制造，中国第×冶金建设安装公司承建(以下分别简称开空厂和×冶)，于2002年4月5日调试出氧。×冶在安装该空分设备配套的H500—6.2／1.0双轴型空气压缩机过程中测量轴瓦的预紧力时，发现二级轴瓦与开空厂在出厂前安装试车时的值有较大的差异。现介绍如下，供大家参考，以防类似错误。
9 ]5 m! l. t- b8 Y# j6 u. s7 k　　2开空厂原设计安装值
　　开空厂H500—6.2／1.0型空压机原设计安装值见表1。
　　表1 H500型空气压缩机原设计安装值
　　项目轴径瓦背过盈顶间隙单侧间隙一、二级轴瓦φ115 0.03~0.05 0.186~0.248 0.093~0.124 三、四级轴瓦φ105 0.03~0.05 0.168~0.218 0.084~0.109
　　的数值(用压铅方法测)进行了安装装配，试车情况良好。然后解体包装发用户。
3 F" u0 d& R; W% L　　3双方测量瓦背过盈的方法与数值
　　3.1测量瓦背过盈的方法
3 h4 d' l6 W. w9 E+ L/ H* ?　　如图1示，假如在自由状态下轴瓦顶部A点与瓦盖紧紧贴上后，在瓦盖的上下对口结合面B、C处有O.05mm的间隙；那么，当B、C处被压紧后瓦盖与轴瓦紧抱，瓦盖与轴瓦就有0.05mm的过盈。测量瓦背过盈一般可采用压铅法，测得三处的值a、b、c，即可得到瓦背过盈：
; g* ?" G% T" r% A　　δ=(b+c)/2-a
, u/ K6 }4 V* _6 }　　3.2×冶的测量方法与数值
1 Z0 ]) a" E7 v) b( X* c4 \$ P　　×冶在安装过程中用压铅方法测量二级瓦瓦背过盈时在上下瓦盖对口两个结合面B、C处各垫了厚度b=c=0.10mm的铜皮，在轴瓦顶部与瓦盖之间A点处放上φ0.5mm的铅丝，将瓦盖压紧后测得A处铅丝厚度为a=0.1lmm，得出瓦背过盈为：δ=(b+c)/2-a=(0.10+0.10)／2-0.11=- 0.Olmm，即二级瓦没有过盈，反而存在0.Olmm的间隙。这显然与该压缩机在出厂前的装配值过盈0.03~0.05mm有很大偏差，且多次重复测量结果基本相同，因此要求我们与制造厂联系予以解决。
2 G. m# b$ a& f　　3.3开空厂的测量方法与数值
) |6 n0 {  t/ A2 C　　开空厂的技术工。人到现场后，在A、B、C三处各放上φ0.5mm的铅丝，盖上瓦盖后将紧固螺栓均匀轻度把紧后拆开：，测得三处铅丝的厚度a、b、c，然后得出瓦背过盈δ。经三次测量，结果过盈值符合原没计，见表2。
( K- A$ {. u8 w% X  S3 h3 i3 k　　表2开空厂人员测量值
- f+ T* u5 o3 y; q　　项目a(mm) b (mm) c(mm)δ(mm) 第一次测量0.285 0.335 0.330 0.048 第二次测量0.220 0.265 0.275 0.050 第三次测量0.295 0.345 0.340 0.048
　　4两种测量方法比较与分析
: U$ o+ u# e/ Q8 K. s/ t/ Q　　两种看似类似的方法，为什么结果大不一样？
7 j! ^* w! L! C' s& q1 b　　倒过来设想一下，该二级瓦原来的过盈值确实是0.05mm，按理说X冶测量A点处铅丝的厚度应为δ=(b+c)/2-a=0.05mm，而×冶实际测得的却是0.11mm.而且测量结：果又具有重复性，原因何在?问题的症结在测量用铅丝的直径和其变形延展极限。文献[1]介绍，在用压铅法测量轴瓦顶间隙时要求的铅丝直径一般为1.5~2倍间隙的值，但未说明原因，也未说明测量轴瓦过盈时对铅丝直径的要求。笔者认为，测量轴瓦过盈和测量轴瓦顶间隙一样，同样要求铅丝直径为1.5～2倍测量值，这是因为一定规格的铅丝有其变形延展的极限。由此推断：
7 g% |7 ~% ~1 \5 i3 I　　(1)φ0.5m的铅丝，其变形的极限值λ约为0.11mm，因此×冶多次测得A点铅丝的厚度为0.11mm，而非0.05mm，就是因为当它被压至0.11mm左右的极限后不再变形，故测得过盈为-0.01mm的假象。因此若要求过盈δ为0.05mm时，可以将铅丝直径换成1.5~2倍测量值，如φ0.10mm即可准确测量。
　　(2)如果在B、C两点处垫上(λ+δ)=0.16mm(或以上)的铜片，则垫高后轴瓦的顶部与瓦盖间的间隙在0.11mm(或以上)，压铅时使铅丝厚度在极限变形值以上，则也可得到准确结果。
　　(3)当A、B、C三点都用铅丝时，压紧力只要保证三处的铅丝都受上力适度被压扁即可，如果压紧力太大，使B、C两处的铅丝压至其(λ+δ)=0.16mm以下，则会产生类似于垫厚度0.16mm以下铜皮的情况，而得到错误的结果。
. z1 ^0 [5 z4 _3 W$ k　　针对以上分析，笔者重复做了以下实验，证实了上述推断：
　　实验一：用两个面紧压φ0.5mm的铅丝，结果得出其变形极限值λ约为0.105~0.110mm；
　　实验二：在B、C两点处垫上0.25mm铜片，A处放φ0.5mm铅丝重测过盈，得到了准确的结果；
　　实验三：在A、B、C三点各放φ0.5mm的铅丝，然后用很大的压紧力将紧固螺栓把紧，结果得到了错误的结果。
7 B- |) u+ n  [7 Q8 u　　5结语
　　用压铅方法测轴瓦预紧力时，必须注意所使用铅丝的直径为1.5~2倍测量值；若只有直径较粗的铅丝时，应注意其变形延展极限，保证在测量时铅丝不被压至其变形的极限值，否则会导致错误的结果。【MechNet】
文章关键词： 轴瓦预紧力