軸彎曲的測(cè)量

1、軸的彎曲變形分為兩種:即臨時(shí)性彎曲變形和永久性彎曲變形。前者是軸受外力(機(jī)械力或溫差應(yīng)力)彎曲時(shí)，其應(yīng)力在該材料的彈性極限范圍內(nèi),當(dāng)外力除掉后，彎曲變形隨之消失,這種變形為彈性變形；后者是軸受外力(機(jī)械力或溫差應(yīng)力)彎曲時(shí),所受應(yīng)力超過(guò)該材料的屈服極限，存在殘余彎曲變形，這種變形稱(chēng)為塑性變形。 臨時(shí)性彎曲變形是任何軸都存在的,是設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了的，不會(huì)影響軸的使用。而永久性彎曲變形是影響軸的正常使用的,是不允許存在的?，F(xiàn)在所討論的軸彎曲的測(cè)量就是指對(duì)永久性彎曲變形的而言的。二、軸彎曲產(chǎn)生的原因1、設(shè)備運(yùn)輸或停放不當(dāng),由于受有機(jī)械外力的作用而造成軸的永久性彎曲變形。2、由于材質(zhì)不佳或加工不良,使

2、軸內(nèi)存有殘余應(yīng)力,運(yùn)行時(shí)此種應(yīng)力消失導(dǎo)致軸的永久性彎曲變形。 3、由于安裝、檢修質(zhì)量不好或運(yùn)行方式不當(dāng),造成動(dòng)靜部分在運(yùn)轉(zhuǎn)中的強(qiáng)烈摩擦或轉(zhuǎn)子振動(dòng),均能使軸產(chǎn)生永久性彎曲變形。(1)運(yùn)行中強(qiáng)烈振動(dòng)導(dǎo)致軸彎曲。這多是安裝檢修中對(duì)輪找中心不良,轉(zhuǎn)子不平衡(或因葉輪磨損,更換部件等使轉(zhuǎn)子平衡破壞),軸承間隙過(guò)大、軸承座或地腳螺栓松動(dòng)等所造成的。(2)運(yùn)行中局部摩擦過(guò)熱使軸彎曲。這多是由于安裝檢修中動(dòng)靜部分間隙留得過(guò)小所造成的,例如汽輪機(jī)端部軸封或隔板汽封局部發(fā)生家擦,摩擦部分金屬受熱膨脹,因周?chē)鷾囟容^低部分金屬的限制而承受壓應(yīng)力所致。如圖a所示,其應(yīng)力分布情況如圖b，當(dāng)壓應(yīng)力大于該溫度下金屬的屈服極限

3、(屈服極限隨溫度升高而降低)時(shí),則產(chǎn)生塑性變形,即受熱部分金屬受壓而縮短;完全冷卻后,軸就產(chǎn)生相反方向的永久性彎曲,摩擦傷痕處于軸的凹面?zhèn)?此時(shí)應(yīng)力分布如圖(c)所示。根據(jù)相同原理可采用局部加熱直軸法把軸校直,即在軸彎曲處凸側(cè)局部加熱使其產(chǎn)生塑性變形,冷卻時(shí)則因附加應(yīng)力而使軸伸直，應(yīng)力分布如圖d所示。(3)汽輪機(jī)停機(jī)、啟動(dòng)操作不當(dāng)造成軸彎曲。停機(jī)后,汽缸內(nèi)上部溫度高于下部溫度,軸的下部比上部冷卻快,軸將向上彎曲,隨著冷卻時(shí)間的延長(zhǎng),汽缸內(nèi)溫度逐漸趨于均勻,軸彎曲逐漸減少而接近自然伸直.即停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi),軸將產(chǎn)生臨時(shí)性彎曲,假如停機(jī)期間,蒸汽經(jīng)調(diào)速汽門(mén)、疏水門(mén)或其他連接處漏入汽缸,則軸的臨時(shí)

4、性彎曲值也將會(huì)更大。啟動(dòng)時(shí)暖機(jī)方法不當(dāng),如轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)下暖機(jī),則由于汽缸上熱下冷,轉(zhuǎn)子將呈現(xiàn)熱彎曲,即將形成在大軸彎曲惜況下的啟動(dòng)。停機(jī)后不太長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)主軸尚存在有較大熱彎曲值,此時(shí)的啟動(dòng)也一樣。在轉(zhuǎn)于彎曲情況下啟動(dòng),動(dòng)靜部分將發(fā)生摩擦,導(dǎo)致強(qiáng)裂振動(dòng),最終會(huì)使軸彎曲加劇,發(fā)展成永久性彎曲。 現(xiàn)代的汽輪機(jī)均有盤(pán)車(chē)裝置,為避免汽輪機(jī)主軸在停機(jī)后產(chǎn)生過(guò)大的臨時(shí)性彎曲,而影響在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行再次起動(dòng),在停機(jī)后或啟動(dòng)前,要進(jìn)行一段時(shí)間連續(xù)盤(pán)車(chē)使軸均勻冷卻或受熱。(4)運(yùn)行中若出現(xiàn)水沖擊也會(huì)使軸彎曲蒸汽帶水進(jìn)入汽缸,由于水速低于汽速,一般在汽輪機(jī)中會(huì)形成水塞,使葉片前后壓差增大,推力增加,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致推力瓦

5、燒損。另外汽缸進(jìn)水后將導(dǎo)致汽缸不均勻冷卻和變形,造成汽機(jī)動(dòng)靜部分摩擦,很容易使軸局部過(guò)熱產(chǎn)生永久性彎曲。(5)檢修時(shí)對(duì)軸進(jìn)行補(bǔ)焊后,未經(jīng)過(guò)很好的熱處理,在運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)發(fā)生永久性彎曲變形。三、軸彎曲的測(cè)量 測(cè)量軸彎曲時(shí),應(yīng)在室溫狀態(tài)下進(jìn)行。大部分軸可在平板或平整的水泥地上、將兩端軸頸支撐在滾珠架或V形鐵上進(jìn)行測(cè)量,而重型軸如汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸,一般在本體的軸承上進(jìn)行。測(cè)量前應(yīng)將軸向竄動(dòng)限制在0.10mm以?xún)?nèi)。測(cè)量步驟:1、測(cè)量軸頸的不圓度,其值應(yīng)小于0.01mm。2、將軸分成若干測(cè)段,測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在無(wú)銹斑、無(wú)損傷的軸段上。3、將軸的端面八等分,帶聯(lián)軸器的軸，可按聯(lián)軸器的螺栓孔等分;沒(méi)有聯(lián)軸器的軸,可以鍵

6、槽為起點(diǎn)等分，并作永久性記號(hào)。等分點(diǎn)作為測(cè)點(diǎn),以后的一切測(cè)量記錄都應(yīng)與這些記號(hào)一致。4、將百分表裝在測(cè)量位置上(最好在每個(gè)測(cè)段都裝一個(gè)百分表),測(cè)量桿要垂直軸線,其中心通過(guò)軸心。將表的大針調(diào)到0處, 把小針調(diào)到量程中間,然后緩緩將軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,表針應(yīng)回到始點(diǎn)。5、將軸按同一方向緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng),依次測(cè)出各點(diǎn)讀數(shù),并作好記錄。讀數(shù)誤差應(yīng)小于0.005mm 。6、根據(jù)記錄,算出各斷面的彎曲值.取同斷面內(nèi)相對(duì)兩點(diǎn)的差值的一半,繪制向位圖。 7、將同一軸向斷面的彎曲值,列入直角座標(biāo)系?？v座標(biāo)表示彎曲值,橫座標(biāo)表示軸全長(zhǎng)和各測(cè)量斷面間的距離。根據(jù)向位圖的彎曲值可連成兩條直線,兩直線的交點(diǎn)為近似最大彎曲點(diǎn),然后在該點(diǎn)兩邊多測(cè)幾點(diǎn),將測(cè)得各點(diǎn)連成平滑曲線與兩直線相切,構(gòu)成一條軸的彎曲曲線。 如果軸是單方向彎曲的(一個(gè)彎),那么