ЦЕНТРИРОВАНИЕ И СОЕДИНЕНИЕ ВАЛОВ

Устройства, предназначенные для, соединения валов механизмов с целью передачи вращения от одного вала другому, называются муфтами. Вал двигателя (электрического или двигателя внутреннего сгорания) называется, ведущим а другой вал принадлежащий вентилятору, дымососу насосу и т.д называется ведомым.

Оси валов соединяемых муфтами, должны быть расположены точно по одной прямой (рис.191, а). Однако в процессе изготовления машин на заводах и в процессе монтажа допускаются незначительные неточности (рис. 191, б,в,г). которые приводят к некоторому перекосу и смещению одного вала относительно другого.

Соединительные муфты, которые допускают незначительные перекосы и смещения, называются подвижными компенсирующими муфтами. Для механизмов котельных установок с котлами малой и средней мощности чаще всего применяют пальцевые муфты. Такая муфта (рис. 192) состоит из двух дисковых полумуфт 2, которые крепятся на валах 4 с помощью шпонок 1 или шлицев.

В обеих полумуфтах имеются отверстия, которые расположены по окружности, концентричной посадочному отверстию ступицы. Количество отверстий и их расположение на одной полумуфте должны соответствовать другой полумуфте. Отверстия предназначены для установки в них специальных пальцев 3, с помощью которых полумуфты соединяются между собой и предают вращение от ведущего вала к ведомому.

В ведущей полумуфте палец, имеющий конусную часть, жестко закрепляют гайкой и зашплинтовывают. На противоположный конец пальца надевают эластичную набивку, которая компенсирует небольшие смещения валов. Эластичная часть пальца должна входить в отверстие ведомой полумуфты с зазором по диаметру, равным 1-2 мм. Достоинства пальцевых муфт: простота сборки и разборки; возможность небольших угловых и параллельных смещений валов и небольших ударных нагрузок; способность работать при большом числе оборотов.

Недостатки: сравнительно быстрый износ эластичной набивки самих пальцев, плохая компенсация вибраций при параллельном смещении валов. Муфты изготовляют из чугуна и стали в зависимости от нагрузки и числа оборотов вала; а пальцы – из качественной углеродистой стали. Муфты завод поставляет вместе с механизмом, причем одна полумуфта должна быть уже насажена на вал.

При приемке проверяют размеры, расположение и соосность отверстий под пальцы в обеих полумуфтах. Необходимо также замерить диаметры посадочных участков вала и полумуфты, размеры шпонки и пазов для нее. При передаче вращения от одного вала на другой полумуфта, насаженная на вал, будет стремиться провернуться относительно вала. Провороту вала препятствует шпонка, которая воспринимает усилия от действия двигателя. Поэтому ее правильная установка во многом определяет качество соединения валов полумуфтами.

Для того чтобы исключить проворот полумуфты на валу, шпонку устанавливают таким образом, чтобы ее боковые поверхности плотно прилегали к стенкам пазов, выполненных на валу и полумуфте. Это удается обеспечить при условии одинаковой ширины шпонки и пазов, геометрические размеры которых проверяют штангенциркулем. Также проверяют параллельность пазов продольной оси механизма.

При непараллельности хотя бы одного паза сборка полумуфты с валом на шпонке будет невозможна. Необходимо также обеспечить зазор между шпонкой и ступицей полумуфты в радикальном направлении, равный 0,1-0,3 мм. Если зазора не будет, шпонка заклинит полумуфту на валу и затруднит ее посадку и снятие с вала, а также центрирование валов по полумуфтам. Последнее объясняется тем, что при заклинивании шпонка отожмет полумуфту от вала на величину зазора между ними и при вращении полумуфта начнет бить. Диаметры посадочного участка вала и отверстия полумуфты замеряют штангенциркулем и сопоставляют. Таким образом определяют правильность расточки отверстия полумуфты.

Перед посадкой шейку вала и стенку отверстия в ступице полумуфты шлифуют мелкозернистым наждачным полотном и обтирают чистой материей. Чтобы облегчить посадку шейки вала, ее рекомендуется натереть сухим графитом. Для облегчения сборки полумуфты перед посадкой на вал ее нагревают до температуры 100С в кипящей воде в ведре или в бачке. При этом полумуфту кладут на деревянные подкладки или подвешивают таким образом, чтобы она не касалась нагреваемого дна сосуда.

Разрешается полумуфты нагревать паяльными лампами и пламенем газовых горелок, но с большой осторожностью и очень медленно. Предварительный нагрев приводит к увеличению внутреннего диаметра полумуфты, и она без усилий надевается на вал. При остывании происходит плотное соединение ее с валом. После посадки полумуфты на вал проверяют правильность сборки, измеряя торцовое и радиальное биения полумуфты при вращении вместе с валом.

Измерение выполняют двумя индикаторами часового типа, укрепленными на специальных штативах. Вал электродвигателя медленно поворачивают и по отклонению стрелки индикаторов устанавливают величину биения. Место с наибольшим торцовым биением отмечают риской или кернером. Величина биения допускается в пределах 0,1 - 0,2мм в зависимости от числа оборотов вала и диаметра полумуфты.

Одной из основных работ, завершающих монтаж вращающихся механизмов, поставляемых отдельно от двигателя, является их центрирование. Центрирование заключается в совмещении оси вала механизма с осью вала двигателя. Чем точнее удастся сцентрировать валы, тем более надежно работает механизм. Механизм, с которым необходимо сцентрировать электродвигатель, должен быть помещен на раме, вал его выверен по уровню, анкерные болты затянуты наглухо.

Электродвигатель с помощью подкладок устанавливают на уровне оси вала механизма. Подкладки следует обстрогать обеих сторон. Зазор между полумуфтами должен соответствовать чертежу. Если на чертеже нет указаний о величине зазора между полумуфтами, то его делают равным 3 – 5мм. При замере зазора между торцами полумуфт обо вала сдвигают навстречу один другому на величину их осевых разбегов. Электродвигатель перемещают монтажными ломиками или специальными упорами с отжимными болтами. Упоры приваривают к раме механизма.

Центрирование обычно проводят в два приема: предварительное и окончательное. Предварительное центрирование (рис. 193) выполняют с помощью линейки 4 и клинового щупа 2. Прикладывая линейку ребром на верхнюю и нижнюю стороны полумуфты механизма, выравнивают по ней полумуфту электродвигателя по высоте посредством изменения толщины прокладок под лапами электродвигателя. Прикладывая линейку к боковым сторонам полумуфт, выверяют их положение в горизонтальной плоскости.

Одновременно с прикладыванием линейки клиновым щупом измеряют торцовые зазоры между полумуфтами в четырех диаметрально расположенных точках. Положение электродвигателя изменяют, устанавливая упоры с отжимными болтами и подкладывая фольгу.

Перед каждым перемещением электродвигателя ослабляют болты крепления электродвигателя к фундаментной раме, а перед каждым измерением – снова затягивают их до отказа. Окончательное центрирование выполняют с помощью двух центровочных скоб 1 (рис. 194), которые располагают на обеих полумуфтах. Регулировочные болты 2 на скобе ставят с зазором 0,6 -1 мм между концом болта и поверхностью скобы.

Оба вала поворачивают на 360 град. для того, чтобы убедиться, что регулировочные болты центровочной скобы не задевают за скобу на другой полумуфте.

Торцовые Т и радиальные О зазоры измеряют пластинчатым щупом, поворачивая оба вала соответственно на углы 90; 180 и 270 град.

Полученные результаты измерения зазоров при четырех положениях валов наносят на диаграмму центрирования (рис.195).Величину радиальных зазоров О записывают на окружности снаружи, а торцовых Т – изнутри. Разница между величинами зазоров на диаметрально противоположных поверхностях полумуфт не должна превышать следующих величин в мм

0,08 – 0,11 при частоте вращения вала не более 1500

0,11 – 0,15 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 750

0,15 - 0,20 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 500

Если фактически величины зазоров превышают эти допуски то центрирование необходимо повторить. При этом электродвигатель следует перемещать в направлении большего зазора.

После окончания центрирования один из валов поворачивают до совмещения рисок на полумуфтах. Затем устанавливают пальцы в отверстия полумуфт затягивают и зашплинтовывают гайки.
{jcomments on}

При установке пальцев проверяют плотно ли они входят металлической частью в отверстия полумуфты и одинаковый ли зазор между эластичной частью пальца и поверхностью отверстия в другой полумуфте.
 
                             УСТРОЙСТВО И МОНТАЖ ПОДШИПНИКОВ

В состав оборудования котельных установок входят центробежные насосы, дымососы, вентиляторы и другие вращающиеся механизмы. Каждый вращающийся механизм имеет подшипники. С помощью подшипников вес вала механизма и другие нагрузки, возникающие при работе механизма, передаются на опорные детали с наименьшими потерями от трения. По конструкции и принципу работы подшипники делятся на подшипники скольжения и подшипники качения.


                             Подшипники скольжения

Устройство. Подшипники скольжения бывают неразъемными в виде цельных втулок и разъемными с разрезными вкладышами. В обоих случаях внутреннюю поверхность стальных или чугунных втулок заливают антифрикционным сплавом, чаще всего баббитом. В подшипниках скольжения (рис. 185) вал при вращении скользит по внутренней поверхности вкладыша 3, смазанного машинным маслом.

Применение смазки уменьшает силу трения в 8-10 раз. Для распределения смазки вдоль шейки вала 2 (рис.186) во вкладышах 5 и 6 сделаны продольные канавки 7. Распространена также кольцевая смазка. В этом случае кольцо свободно висит на шейке вала и своей нижней частью погружено в масляную ванну корпуса подшипника. При вращении кольцо захватывает смазку и подает ее в клиновидный зазор 3 между вкладышем и шейкой вала.

В этом зазоре слой масла как бы заклинивается, и его давление резко возрастает.

Под действием давления масла вал отжимается от поверхности вкладыша и скользит не по баббиту, а по слою смазки. Чтобы избежать утечки масла, зазор между корпусом подшипников и валом уплотняют фетровыми кольцами (рис. 187).

Для надежной работы подшипника скольжения необходимо обеспечить равномерный зазор между шейкой вала и вкладышем подшипника. При неточностях сборки или при перекосе вала (рис.188) шейка вала соприкасается с вкладышем, в результате чего баббит нагревается и может расплавиться.

Чтобы обеспечить саморегулирование параллельности шеек вала и вкладышей, применяют подшипники с подвижными (плавающими) вкладышами.

Вкладыши этих подшипников поворачиваются в шаровых опорах корпуса и принимают положение параллельно шейке вала. Такие подшипники называются самоустанавливающимися (рис. 189).




Монтаж. Корпуса подшипников скольжения устанавливают на выверенную и закрепленную на фундаменте плиту или раму.

Правильность установки подшипника по вертикали проверяют гидравлическим уровнем, выправляя его положения с помощью подкладок.

По горизонтали правильность установки проверяют уровнем, располагаемым на плоскости разъема корпуса. Подкладки применяют целые выправленные; по высоте их устанавливают в виде пакета не более трех подкладок.

Предварительно выверенный корпус подшипника временно закрепляют болтами. Затем на нижние вкладыши укладывают вал и выверяют его совместно с подшипниками. Далее ослабляют болты крепления корпусов подшипников. Вал несколько раз поворачивают вручную на вкладышах, чтобы он плотно лег на опорные поверхности, а подшипники расположились строго по оси вала. На обе шейки вала поочередно помещают уровень и с помощью подкладок или путем перемещения корпусов подшипников добиваются горизонтального положения вала и правильной его установки по оси механизма.

После этого корпуса подшипников окончательно закрепляют болтами и при необходимости выполняют пришабровку вкладышей по валу.

Для проверки качества прилегания поверхностей вал приподнимают, смазывают шейки тонким слоем краски, затем вал опускают и поворачивают в нижних вкладышах, далее вал снова приподнимают, осматривают следы касания на поверхности вкладышей и при необходимости производят шабрение баббита вкладышей.

Шабрение прекращают, если поверхность соприкосновения соответствует нормам (2 пятна на 1 см2 на дуге 60-900). Верхние вкладыши, проверенные по прилеганию в крышке корпуса и предварительно подогнанные по шейкам вала, окончательно пришабривают после подгонки нижних. Подгонка верхних вкладышей может быть выполнена с меньшей точностью (1 пятно на 1см2).

Перед закрытием верхней крышки подшипника тщательно проверяют чистоту корпуса и отсутствие в нем посторонних предметов, промывают керосином и протирают насухо. Нижние вкладыши смазывают маслом, опускают на них вал и поворачивают его, чтобы он занял в подшипниках правильное положение. При установке смазочных колец, если они имеются, проверяют их свободное вращение в подшипнике.

Затем помещают прокладки в разъемы, укладывают верхние вкладыши (соединяют с нижними, если это предусмотрено конструкцией) и подшипники закрывают крышками, затягивая болты.

После проверки вращения вала подшипники заправляют маслом. Для приработки вкладышей по валу необходимо механизмы опробовать на холостом ходу. При пробном пуске подшипники в первое время будут нагреваться до 700С, однако по мере приработки температура будет снижаться.

Если же подшипники будут перегреваться, то механизм надо остановить, подшипники вскрыть и дать им остыть. Затем масло спускают, промывают, заливают новое масло, и механизм пускают вновь.

При смене масла и промывке из подшипников удаляются мельчайшие частицы металла, которые появляются при приработке вкладышей и создают высокий коэффициент трения, вызывающий перегрев подшипника. Продолжительность пробного пуска механизма для приработки подшипников после монтажа 6-8ч.




                               Подшипники качения.

Устройство. В подшипниках качения вращающийся вал катится по стальным шарикам или роликам. Такие подшипники (рис. 190) состоят из двух колец, называемых обоймами 2, 3; тел качения 4 (шариков или роликов), расположенных между обоймами; вспомогательного кольца, называемого сепаратором 1. Обоймы, предназначенные для посадки на вал, называются внутренними 2, а обоймы для посадки в корпус подшипника – наружными 3.

На поверхностях обойм, обращенных одна к другой, сделаны кольцевые дорожки, называемые беговыми, по которым катятся шарики или ролики. Сепаратор представляет собой кольцо с гнездами для шариков или роликов и предназначен для того, чтобы отделить их один от другого и зафиксировать на одинаковых расстояниях между ними.

К преимуществам подшипников качения относятся простота устройства и обслуживания, незначительный износ при отсутствии ударных нагрузок и малый расход смазки.

Недостатки подшипников качения: невозможность разъема, повышенные требования к точности сборки и установки и быстрый износ деталей при ударных нагрузках.

По направлению действия нагрузки подшипники подразделяют на: радиальные, если действующая сила перпендикулярна оси вращения вала; упорные, если действующая сила направлена вдоль оси вала; радиально-упорные (комбинированные) при одновременном действии радиальной и осевой сил.

По форме тел качения подшипники бывают с шариками и роликами. В зависимости от количества рядов тел качения подшипники разделяются на однорядные и двухрядные.

Боковые зазоры между валом и подшипником уплотняют так же, как и у подшипников скольжения, сальниками. В случае нарушения уплотнения не только вытекает смазка, но и попадает в подшипник загрязненный воздух, что значительно снижает срок службы его в связи с быстрым износом тел качения и дорожек обойм.

Монтаж. На монтаж подшипники качения обычно поступают насаженными на вал механизма и закрытыми в корпусах. Внутренняя обойма должна прочно сидеть на валу и не проворачиваться на нем. Прочность посадки проверяют легкими ударами молотка через наставку, опробуя способность обоймы поворачиваться или смещаться.

Посадка внешней обоймы в корпусе подшипника должна быть скользящей для того, чтобы обойма могла медленно поворачиваться и износ беговой дорожки происходил равномерно по всей окружности. Зазор между внешней обоймой подшипника и корпусом должен быть от 0,05 до 0,1 мм по диаметру.

Окончательно качество установки подшипников определяют при опробовании. Перед опробованием проверяют наличие масла и легкость вращения вала вручную. Подшипники качения не обладают свойством приработки, поэтому, если температура их при опробовании превышает 80С,то механизм надо остановить и определить причину перегрева подшипника. Продолжительность опробования подшипников качения не менее 4 ч.