A bomba é alinhada pelo acoplamento.
Após a inspeção e reparo da bomba, para garantir seu funcionamento normal, é necessário garantir que o eixo da bomba e o motor principal estejam na mesma linha reta durante a operação, de modo a evitar tensões adicionais nos rolamentos causados pelo desvio mútuo do centro dos eixos da bomba e do motor principal durante a operação, o que pode levar ao superaquecimento e desgaste da bucha do rolamento e sobrecarga do motor principal, e até mesmo causar vibração severa que impede a operação da unidade da bomba. O alinhamento após a inspeção da bomba é realizado no acoplamento. No início, use um nível para comparar as posições relativas dos dois acoplamentos do motor principal e da bomba ao redor do acoplamento, descubra a direção do desvio e, em seguida, ajuste aproximadamente para tornar o centro do acoplamento próximo do alinhamento. As duas faces finais devem estar quase paralelas. Geralmente, quando o motor principal é um motor elétrico, o centro do acoplamento deve ser ajustado principalmente ajustando as almofadas da fundação do motor; se o motor principal for uma turbina a vapor, o centro deverá ser encontrado principalmente ajustando a bomba. Durante o processo de alinhamento, é mais fácil atingir o objetivo de centralização ajustando primeiro a face final do acoplamento e depois ajustando o centro. O seguinte será apresentado passo a passo.
1. Preparativos antes da medição
Dependendo das diferentes formas do acoplamento, a folga circular e a folga da face final b podem ser medidas diretamente usando um calibrador de folga ou um relógio comparador.
Durante o processo de medição, os seguintes pontos também devem ser observados:
(1) Antes do alinhamento, os dois eixos de acoplamento devem ser conectados utilizando parafusos de alinhamento especiais. Se for um acoplamento fixo, as duas partes deverão ser inseridas corretamente.
(2) Durante o processo de medição, a posição axial do rotor deve permanecer constante para evitar erros causados pelo movimento lateral do rotor quando ele é girado.
(3) Antes da medição, certifique-se de apertar totalmente todos os parafusos de ancoragem.
(4) A calibração deve ser feita em condições frias. Durante a operação a quente, o centro não pode ser determinado.
2. Processo de medição
Marque e alinhe os dois dispositivos de acoplamento. Coloque os marcados na posição zero (posição vertical ou horizontal). Instale o porta-ferramentas especial ou o relógio comparador e gire o rotor na direção de rotação a partir da posição zero em sequência em 90 graus, 180 graus e 270 graus. Ao mesmo tempo, meça a folga circunferencial e a folga da face final b em cada posição e registre os dados medidos na figura conforme mostrado na Figura 1. Com base nos resultados da medição, tire a média dos valores de cada ponto dentro das duas faces finais e registre-os conforme mostrado na Figura 2.
1. Medição da folga entre os acoplamentos aeb (usando um relógio comparador)
1 - Acoplamento de roda; 2 - Parafuso ajustável; 3 - Bitola da ponte; 4 - Micrômetro
II. Gráfico de registro de lacunas de a e b
Ao analisar de forma abrangente os dados acima, é possível determinar a inclinação do acoplamento e a direção que necessita de ajuste.
3. Análise e Cálculo
De modo geral, os estados em que o rotor pode estar são limitados aos seguintes:
As faces finais do acoplamento não são paralelas entre si. Embora as linhas centrais dos dois rotores não estejam na mesma linha reta, os centros dos dois acoplamentos estão exatamente alinhados conforme mostrado na figura. Durante o ajuste, o 3º e o 4º rolamento podem ser movidos pelos valores de δ1 e δ2 respectivamente para fazer com que as linhas centrais dos dois rotores formem uma linha reta e as faces finais dos acoplamentos fiquem paralelas. As fórmulas de cálculo para δ1 e δ2 podem ser derivadas com base na relação proporcional de triângulos semelhantes, ou seja:
O acoplamento é concêntrico, mas não paralelo.
Na fórmula, Δb=b1 - b2; D é o diâmetro do acoplamento; L1 é a distância de ajuste do acoplamento ao 3º rolamento; L2 é a distância entre o 3º e o 4º rolamento.
As faces finais dos dois dispositivos de acoplamento são paralelas entre si, mas seus centros não coincidem, conforme mostrado na figura.
O acoplamento não é paralelo nem concêntrico.
Ao ajustar, você pode mover separadamente o 3º e o 4º rolamento em 1 d cada. Então os dois rotores ficarão concêntricos e em linha reta.
(3) As faces finais dos dois acoplamentos não são paralelas entre si e seus centros também não estão alinhados. Esta é uma situação comum.
4. Erro permitido durante o ajuste
Ao ajustar a junta, a estrutura da mesa de medição deve ser removida ou afrouxada. Os pés de aterramento da gaxeta e a sujeira na gaxeta devem ser completamente limpos. Finalmente, ao apertar o parafuso de aterramento, a cunha de ferro ou macaco adicional e outros objetos de suporte devem ser removidos, e a mudança na leitura do relógio comparador deve ser monitorada. Quanto ao erro admissível para centralização do acoplamento, ele varia com a forma do acoplamento e pode ser consultado na tabela.
Erro admissível para centralização do acoplamento (mm)
Tipos de acoplamento
Distância entre pontos (a diferença entre quaisquer dois números a, a2, a3, a4)
Distância facial (diferença entre quaisquer dois de I, II, III e IV)
Rigidez e Rigidez
0.04
0.03
Rigidez e semi{0}}flexibilidade
0.05
0.04
Flexibilidade e Flexibilidade
0.06
0.05
Tipo de engrenagem-
0.10
0.05
Tipo de mola
0.08
0.06
Além disso, à medida que as condições de operação mudam, como quando a bomba de água fornece água quente (acima de 60 graus) ou quando a bomba de água é acionada por uma turbina a vapor, a situação em que a bomba e o rotor da turbina se expandem devido ao calor e fazem com que o centro suba deve ser considerada juntamente com os valores de cálculo da fórmula do centro de acoplamento. Por exemplo, se o motor e a bomba de água estiverem instalados na mesma base e a temperatura da água bombeada for de 60 graus, o motor precisará ser aumentado em aproximadamente 0.40 - 0.60mm para garantir que o centro da bomba e o eixo do motor estejam exatamente alinhados durante a operação.
VI. Operação de eixo reto
Quando o eixo dobra, primeiro, todo o comprimento do eixo deve ser medido usando um relógio comparador à temperatura ambiente, seguindo o método descrito anteriormente, e uma curva de flexão deve ser desenhada para determinar a localização e o grau da flexão (em qualquer seção do eixo, a diferença entre os valores máximo e mínimo do desvio da posição relativa é 1/2 do tamanho). Em segundo lugar, o eixo também deve passar por trabalhos de inspeção.
Realize trabalhos de inspeção no eixo:
(1) Verifique se há rachaduras na área onde o ponto de flexão máxima do eixo está localizado. Use métodos como imersão em querosene e depois aplicação de pó branco ou outras técnicas para inspecionar as rachaduras e eliminá-las antes de endireitar o eixo. Antes de eliminar as rachaduras, determine sua profundidade usando métodos como retificação, torneamento ou teste ultrassônico. Para fissuras menores, podem ser reparadas para evitar a expansão das fissuras durante o processo de endireitamento; se a profundidade das fissuras afetar a resistência do eixo, elas deverão ser substituídas. Após eliminar as trincas, realize um teste de equilíbrio do rotor para compensar o desequilíbrio do eixo.
(2) Meça a dureza da superfície do eixo no local da fissura e nas áreas normais circundantes separadamente para compreender o grau de mudança na estrutura metálica da parte dobrada, a fim de determinar o método correto para endireitar o eixo. O eixo que passou por tratamento de têmpera deve passar por tratamento de recozimento antes do endireitamento.
(3) Inspecione o material Se o material do eixo for incerto, uma análise de amostragem deverá ser realizada. Somente após conhecer a composição química do aço é possível determinar o método adequado de endireitamento do eixo e o processo de tratamento térmico. Após a conclusão de todo o trabalho de inspeção acima, um método e ferramentas de endireitamento de eixo apropriados podem ser selecionados para o processo de endireitamento de eixo. Os métodos de endireitamento do eixo incluem método de compressão mecânica, método de torção, método de aquecimento local, método de aquecimento e compressão local e método de relaxamento de tensão, etc.
Método de torção (método de alisamento a frio)
O método de torção envolve o uso de uma haste de torção para realizar torção e vibração na parte côncava do eixo dobrado. Isto faz com que a coesão interna entre as moléculas metálicas na área côncava (onde as fibras são comprimidas e encurtadas) diminua, permitindo assim que as fibras metálicas se estendam. Ao mesmo tempo, a superfície metálica do eixo no ponto de torção sofre deformação plástica. As fibras adquirem assim alongamento residual, atingindo o objetivo de endireitar a haste.
As etapas básicas de torcer e esfregar são:
Com base nos resultados da medição da flexão do eixo, determine a posição do eixo reto e faça marcas de acordo.
(2) Selecione a haste de torção apropriada para a operação. O material da haste de torção é geralmente aço 45#. Sua largura depende do diâmetro do eixo (geralmente 15 a 40 mm). A extremidade útil da haste de torção deve corresponder ao arco da superfície do eixo, e a borda deve ser arredondada sem cantos vivos (R1=2 a 3 mm) para evitar danos à superfície do eixo. Depois que a haste de torção for enrolada na parte superior, ela deve ser reparada ou substituída a tempo de evitar danos ao eixo da bomba. A forma da haste de torção é mostrada na figura.
A forma da haste de torção
Ao usar o eixo reto, coloque o eixo com o lado côncavo voltado para cima. Apoie a parte inferior da seção de flexão máxima com madeira dura e forre-a com placas de chumbo, conforme mostrado na figura.
Além disso, ao usar o método de eixo-direto, é melhor colocar a haste em um suporte dedicado e pressionar ambas as extremidades da haste para baixo para acelerar a vibração das moléculas de metal e fazer com que a fibra se alongue.
(4) A faixa de torção é um-terço da circunferência (ou seja,. 120 grau). Esta faixa deve ser marcada antecipadamente no eixo. O comprimento axial durante a torção deve ser determinado de acordo com o tamanho da curvatura do eixo, o material do eixo e o grau de endurecimento superficial do eixo. Geralmente, é controlado dentro de uma faixa de 50 a 100 mm. A sequência de torção deve alternar em posições simétricas, com mais torção no centro e menos em ambos os lados. Conforme mostrado na figura.
(5) Durante o processo de torção, um martelo manual de 1-2 kg pode ser usado para golpear a haste de torção. A linha central da haste de torção deve estar alinhada com a faixa marcada no eixo. A força aplicada durante o martelamento deve ser moderada e não excessiva.
(6) Após a conclusão de cada curso, use um relógio comparador para verificar as alterações na curvatura. Geralmente, o processo de endireitamento é mais rápido no início, mas depois fica mais lento à medida que a superfície do eixo endurece. Se a torção em um determinado ponto de flexão não tiver efeito significativo, então pare a torção, descubra o motivo, determine novamente uma nova posição apropriada para a torção e continue até que a correção seja alcançada.
(7) Após o endireitamento do eixo, o eixo deve ser levemente dobrado no sentido oposto à flexão original em 0,02 a 0,03 mm, ou seja, deve ser levemente corrigido.
(8) Assim que a flexão do eixo atingir o valor requerido, a operação de torção pode ser interrompida. Neste ponto, uma medição abrangente e meticulosa de todas as seções do poço deve ser realizada e registros devem ser mantidos.
(9) Finalmente, o eixo de torção é submetido a um revenido de baixa-temperatura em 300 - 400 grau para eliminar o endurecimento da superfície do eixo e evitar que ele dobre novamente após o endireitamento.
O-método de endireitamento a frio mencionado acima é um método de alinhamento direto de eixo comumente usado no trabalho. No entanto, geralmente só é aplicável a eixos com diâmetros de eixo relativamente pequenos e um grau de flexão de aproximadamente 0,2 mm. As vantagens deste método são alta precisão de endireitamento, fácil controle, menor concentração de tensão e ausência de trincas durante o processo de endireitamento do eixo. Suas desvantagens são que existem tensões de compressão residuais em uma pequena seção do material do eixo após o endireitamento e a velocidade de endireitamento é relativamente lenta.
2. Método de relaxamento do estresse interno
Este método envolve o aquecimento de toda a parte curva do eixo da bomba a uma temperatura que faz com que a tensão interna relaxe (inferior à temperatura de revenido do eixo em 30 a 50 graus Celsius, normalmente 600 a 650 graus Celsius), e todo o eixo deve ser totalmente aquecido. Em seguida, uma força externa é aplicada para fazer com que o eixo sofra uma deformação elástica oposta à direção de flexão original até certo ponto, e esse processo é mantido por um determinado período de tempo. Nesta faixa de temperatura, o material metálico sofre um fenômeno de relaxamento espontâneo de redução de tensão sob a ação de altas temperaturas e tensões, convertendo parte da deformação elástica em deformação plástica, atingindo assim o objetivo de endireitar o eixo.
As etapas para endireitar são:
(Meça a flexão do eixo e desenhe a curva da flexão do eixo.)
(2) Limpe toda a circunferência da maior seção de flexão e verifique se há rachaduras.
(3) Coloque o eixo em uma plataforma especialmente projetada, equipada com um dispositivo giratório e um dispositivo de pressurização. Posicione a parte dobrada do eixo com o lado convexo voltado para cima. Instale um micrômetro na lateral da área de aquecimento. O método de aquecimento pode ser por indução eletromagnética ou por meio de forno elétrico de fio de resistência. A temperatura de aquecimento deve ser 20-30 graus inferior à temperatura de revenido do aço original para evitar alterações nas propriedades do aço. Durante a medição de temperatura, a temperatura da superfície do eixo na área aquecida é medida diretamente usando um termopar. Ao endireitar o eixo, não gire o eixo durante o processo de aquecimento.
(4) Quando a temperatura no ponto de flexão atingir a temperatura de relaxamento especificada, mantenha a temperatura por 1 hora e então comece a aplicar pressão na direção oposta (a superfície convexa) da flexão original. O ponto onde a força é aplicada deve estar o mais próximo possível do ponto de flexão máxima, enquanto o ponto de apoio deve estar o mais distante possível do ponto de flexão máxima. A magnitude da força externa aplicada deve ser determinada com base no grau de flexão do eixo, na temperatura de aquecimento, nas características de relaxamento do aço, na duração da manutenção da pressão e na tensão interna do eixo causada pela força aplicada.
(5) A tensão interna dentro do eixo causada por força externa deve geralmente ser inferior a 0,5 MPa e, no máximo, não superior a 0,7 MPa. Caso contrário, a deflexão máxima do eixo deve ser determinada com base em uma tensão de 0,5 a 0,7 MPa, e a força externa deve ser aplicada em vários estágios para finalmente endireitar a parte dobrada do eixo.
(6) Após a pressurização, deve ser mantido um período estável de 2 a 5 horas, durante o qual a temperatura e a pressão não devem ser alteradas. A força externa aplicada deve ser perpendicular à superfície do eixo.
(7) Depois de manter a pressão por 2 a 5 horas, remova a força externa, mantenha-a em temperatura constante por 1 hora e gire o eixo a cada 5 minutos em 180 graus para garantir uma distribuição uniforme da temperatura nas partes superior e inferior do eixo.
(8) Meça as mudanças na flexão do eixo. Se os requisitos forem atendidos, um tratamento de recozimento estável após o endireitamento do eixo poderá ser realizado; se o eixo foi endireitado demais, ele precisa ser endireitado novamente. Neste caso, a tensão e a deflexão exigidas deverão ser reduzidas à metade em relação aos valores exigidos durante o primeiro processo de endireitamento.
Ao usar este método para endireitar o eixo, os seguintes pontos devem ser observados:
(1) Ao aplicar força, faça-o lentamente e certifique-se de que a direção esteja diretamente em direção à superfície convexa do eixo. O ponto de aplicação deve ser preenchido com folha de alumínio ou cobre para evitar arranhões na superfície do eixo.
(2) Durante o processo de pressurização, um relógio comparador deve ser instalado nos lados esquerdo e direito (lateral) do eixo para monitorar as mudanças laterais.
(3) Na área de aquecimento e nas suas proximidades, os materiais isolantes devem ser envolvidos com camadas de amianto para isolamento.
(4) Ao aquecer, é aconselhável usar dois termopares para medição de temperatura e, ao mesmo tempo, um termômetro comum deve ser usado para medir a temperatura próxima ao ponto de aquecimento para verificar as leituras de temperatura dos termopares.
(5) Ao usar um eixo reto, a taxa de aquecimento inicial deve ser de 100 a 120 graus por hora. Quando a temperatura atingir o máximo, aplique pressão; após a conclusão da aplicação de pressão, esfrie a uma taxa de 50 a 100 graus por hora. Quando a temperatura cair para 100 graus, deixe esfriar naturalmente em temperatura ambiente.
(6) O eixo deve ser resfriado durante a rotação. Somente desta forma o resfriamento pode ser uniforme e a contração consistente, e o ápice de flexão do eixo não mudará sua posição.
(7) Se a operação de endireitamento for realizada mais de duas vezes, e se for certo, o último endireitamento pode ser combinado com o tratamento de recozimento. O método de relaxamento de tensão interna é aplicável a qualquer tipo de eixo e tem bons efeitos, é seguro e confiável e é amplamente utilizado em trabalhos práticos. Em relação ao cálculo da força externa aplicada no método de relaxamento de tensões internas, este não será introduzido aqui. Ao aplicá-lo, pode-se consultar as fórmulas de cálculo dos livros técnicos relevantes.
3. Método de aquecimento local
Este método envolve a aplicação rápida de aquecimento localizado na superfície convexa do eixo da bomba, criando artificialmente uma tensão de compressão no eixo que excede o limite elástico do material. Quando o eixo esfria, as fibras metálicas da superfície convexa são comprimidas e encurtadas, resultando em um certo grau de flexão, atingindo assim o objetivo de endireitar o eixo. O método de operação específico é o seguinte:
(Meça a flexão do eixo e desenhe a curva da flexão do eixo.)
(2) Limpe e inspecione as fissuras em toda a circunferência da seção de flexão máxima. Certifique-se de verificar e registrar corretamente.
(3) Coloque o lado convexo do eixo voltado para cima no suporte especial e instale relógios comparadores em ambos os lados próximos à área de aquecimento para observar as mudanças após o aquecimento.
(4) Enrole a maior área de dobra com pano de amianto e centralize o pano de amianto para formar orifícios de aquecimento retangulares ao redor do ponto de dobra máxima. O comprimento dos furos de aquecimento (ao longo da circunferência) é de aproximadamente 25% a 30% do diâmetro do eixo naquele ponto. A largura dos furos (ao longo do eixo) está relacionada ao grau de flexão e é de aproximadamente 10% a 15% do diâmetro naquele ponto.
(5) Use bicos de soldagem menores de 5, 6 ou 7 tamanhos para aquecer a superfície axial no orifício de aquecimento. Ao aquecer, mantenha o bico de soldagem a cerca de 15-20 mm de distância da superfície axial. Comece do centro do furo e depois vá para os dois lados, movendo a tocha de maneira uniforme e periódica. Quando o aquecimento atingir 500-550 graus (a superfície axial fica vermelha escura), cubra imediatamente o orifício de aquecimento com um pano de amianto para evitar um resfriamento rápido que pode causar o endurecimento da superfície axial ou o desenvolvimento de rachaduras.
(6) Ao corrigir o eixo da bomba com diâmetro menor, o tempo de aquecimento geralmente pode ser controlado observando o valor de flexão térmica. O valor de flexão térmica é a diferença na leitura do mostrador do paquímetro entre a posição reta do eixo antes do aquecimento e sua posição após o aquecimento (próximo à seção de flexão máxima), quando a parte saliente do eixo é aquecida por uma tocha. O valor geral de flexão térmica é de 8 a 17 vezes o valor de endireitamento do eixo, ou seja, quando o eixo é aquecido e se projeta de 0,08 a 0,17 mm, ele pode ser endireitado em 0,01 mm após o resfriamento. A situação específica depende da relação entre comprimento-e{10}}diâmetro do eixo e do material. Em relação à relação entre o valor de flexão térmica após o primeiro aquecimento de um eixo e o alongamento do eixo,
(7) Depois que o eixo esfriar até a temperatura ambiente, use um relógio comparador para medir a curvatura do eixo e desenhar a curva de flexão. Se não estiver dentro do intervalo permitido, deverá ser realinhado-. Se o ponto máximo de flexão do eixo não responder ao reaquecimento, o eixo deve ser movido na direção axial por uma determinada posição no ponto de aquecimento original, e então aquecido e corrigido em sequência usando dois bicos de soldagem.
(8) O eixo deve estar ligeiramente-dobrado, ou seja, deve ter um valor de flexão de 0,01 a 0,03 mm no sentido oposto ao da flexão original. Após o eixo passar pelo tratamento de recozimento, esse valor de-flexão excessiva desaparecerá.
Ao utilizar o método de aquecimento local, devem ser observadas as seguintes questões:
A operação do eixo-reto deve ser realizada em uma sala com pouca iluminação e sem qualquer circulação de ar.
(2) A temperatura de aquecimento não deve exceder 500 - 550 grau. Ao observar a cor da superfície do eixo, não devem ser usados óculos coloridos.
(3) A magnitude da tensão necessária para o eixo reto pode ser ajustada de duas maneiras: uma é aumentar a superfície aquecida; a outra é aumentar a profundidade da camada metálica do eixo aquecido.
(4) Quando houver danos locais no eixo, se houver uma superfície de dureza localmente alta na seção de endireitamento ou se o material do eixo da bomba for liga de aço, geralmente, o método de aquecimento local para endireitar o eixo não deve ser usado. Finalmente, o eixo endireitado deve passar por tratamento térmico para evitar que ele dobre novamente em um ambiente-de alta temperatura. Entretanto, para o eixo operando em temperatura normal, nenhum tratamento térmico é necessário.
4. Método de pressurização mecânica
Este método envolve o uso de uma prensa espiral para pressionar a parte convexa da seção dobrada do eixo para baixo, comprimindo assim as fibras metálicas naquela área e endireitando o eixo, conforme mostrado na figura.
Método de pressurização mecânica para endireitar eixos
5. Método local de aquecimento e pressurização
Este método também é conhecido como método de alinhamento termomecânico. Possui as mesmas peças de aquecimento, temperaturas de aquecimento, tempos de aquecimento e métodos de resfriamento que o método de aquecimento local. A diferença reside no fato de que antes do aquecimento, uma ferramenta de pressão é usada para aplicar força próximo ao ponto de flexão, fazendo com que o eixo sofra deformação elástica oposta à direção de flexão original. Após o aquecimento do eixo, o metal na área aquecida não consegue se expandir livremente e atinge o limite de escoamento prematuramente, resultando em deformação plástica.
Esse método de eixo-direto é muito mais rápido que o método de aquecimento local. Cada ciclo de aquecimento produz melhores resultados. Se a flexão após o primeiro aquecimento e tratamento de pressão não atender aos padrões, um segundo aquecimento poderá ser realizado. O tempo de aquecimento para o segundo aquecimento deve ser determinado com base no efeito do aquecimento inicial, mas deve-se notar que o número máximo de tempos de aquecimento para uma determinada peça não deve exceder três. Entre os cinco métodos de endireitamento de eixos discutidos nesta seção, o método de pressão mecânica e o método de torção são aplicáveis apenas a eixos com diâmetros menores e curvas menores; o método de aquecimento local e o método de aquecimento e pressão local são adequados para eixos com diâmetros maiores e curvas maiores. Esses dois métodos têm melhores efeitos de endireitamento, mas há tensões residuais após o endireitamento, e a têmpera da superfície tende a ocorrer na área de endireitamento do eixo, o que é fácil de causar flexão novamente durante a operação. Portanto, não são adequados para correção de ligas de aço e eixos com dureza superior a HB180-190. O método de relaxamento de tensão é adequado para qualquer tipo de eixo e é seguro, confiável e eficaz. No entanto, o tempo de operação é um pouco maior.
