1 Signification et méthode de mesure de l'alignement des machines tournantes
L'alignement des machines rotatives est le processus d'ajustement de la position des arbres principaux de deux ou plusieurs équipements à connecter pour s'assurer que les arbres de l'équipement sont dans un état coaxial dans des conditions de fonctionnement normales.
Le désalignement est l'un des problèmes les plus courants avec les machines tournantes.
Selon les statistiques pertinentes de l'industrie, plus de 50% des dommages matériels peuvent être attribués à un désalignement et à un désalignement. Les coûts de remplacement mentionnés ci-dessus, les coûts énergétiques supplémentaires et les pertes d'arrêt de production des joints d'arbre principal, des roulements, des accouplements et de l'arbre principal après des dommages causés par un écart de centrage excessif ne peuvent être ignorés pour aucune unité, entreprise ou même environnement public.
L'écart de centrage est généralement divisé en écart de concentricité, écart angulaire et leur écart combiné. Afin de faciliter les mesures d'ingénierie et le réglage de l'équipement, l'écart d'alignement est généralement décomposé en deux composants : l'écart de concentricité et l'écart angulaire dans les directions verticale et horizontale, à savoir l'écart de concentricité horizontale, l'écart de concentricité verticale et l'écart angulaire horizontal. Déviation et déviation angulaire verticale.
La méthode d'alignement et la qualité de l'alignement sont étroitement liées au développement technologique. Il existe des méthodes d'alignement du palpeur de règle droite, des méthodes d'alignement du comparateur à cadran et des méthodes d'alignement au laser. De manière générale, toute méthode d'alignement peut atteindre une précision suffisante, qui peut atteindre {{0}}.001 ~ 0,01 mm, ce qui dépend principalement de la précision de l'instrument et du niveau de compétence de l'opérateur d'alignement.
Maintenant, les méthodes d'alignement couramment utilisées sont la méthode d'alignement de l'indicateur à cadran et la méthode de l'instrument d'alignement laser.
L'instrument d'alignement laser est entièrement basé sur la théorie de l'alignement de l'indicateur à cadran, combinée à une technologie optique et électronique avancée et précise, afin de minimiser divers facteurs d'erreur susceptibles de se produire dans la méthode d'alignement de l'indicateur à cadran et d'éliminer considérablement le pourcentage d'erreur. causé par l'équipement de mesure de la méthode chinoise. En même temps, il effectue automatiquement de nombreux calculs, ce qui rend l'opération de centrage simple, rapide et précise. Cependant, le prix élevé de ce type d'équipement et certaines erreurs inhérentes aux composants électroniques d'instrumentation et de contrôle limitent dans une certaine mesure sa promotion.
L'indicateur à cadran est en contact avec la surface de mesure à travers la tige, et le mouvement relatif de la tige est amplifié par l'engrenage de transmission pour mesurer le petit changement de position de l'espace entre les deux axes, afin de mesurer son état de centrage.
Il existe actuellement deux méthodes couramment utilisées pour l'alignement des comparateurs à cadran : la méthode axiale radiale et la méthode radiale double.
La méthode radiale-axiale consiste à utiliser un mètre pour mesurer l'écart de concentricité, et l'autre (pour éliminer l'influence de la canalisation de l'arbre sur l'orientation angulaire, deux pièces sont souvent uniformément réparties dans le sens du diamètre) un comparateur à cadran pour mesurer l'angle écart d'orientation. , qui est la méthode la plus couramment utilisée.
La méthode radiale double consiste à utiliser deux comparateurs à cadran pour mesurer l'écart de concentricité au point de mesure de l'arbre opposé, et la concentricité et l'écart angulaire du système d'arbre peuvent être calculés à l'aide des deux ensembles de données.
Qu'il s'agisse de la méthode radiale-axiale ou de la méthode double-radiale et de leurs méthodes d'alignement d'évolution, telles que la méthode double-radiale et la méthode double-axiale du couplage long, leurs principes géométriques sont les mêmes, et les résultats de mesure doivent aussi être exactement le même. Ils ont leurs propres avantages et inconvénients dans les applications pratiques, et de bons résultats de mesure peuvent être obtenus en les sélectionnant de manière appropriée en fonction de la situation réelle.
2 Les principaux facteurs d'erreur de la méthode d'alignement du comparateur à cadran et leurs méthodes de contrôle
Le comparateur à cadran joue un rôle important dans l'opération de centrage des machines tournantes, mais de nombreux facteurs d'erreur doivent être analysés et contrôlés.
Les facteurs d'erreur courants et les solutions incluent les 10 aspects suivants :
(1) Réglage incorrect du point de mesure initial du comparateur à cadran et sélection incorrecte de la gamme
Un réglage incorrect du point de mesure initial de l'aiguille de l'indicateur à cadran et une sélection incorrecte de la plage peuvent entraîner la suspension de la sonde dans les airs ou son blocage pendant le processus de rotation, c'est-à-dire que les points morts supérieur et inférieur de la course apparaissent sur le indicateur à cadran, entraînant des résultats de mesure irréels et inexacts.
La solution spécifique consiste à sélectionner autant que possible un comparateur à cadran avec une plage plus large (en particulier lors de l'alignement initial), généralement sélectionner une plage de 3 à 10mm et définir le point de mesure initial (0 point) près du milieu de la gamme.
Prendre plusieurs mesures nécessite une répétabilité globale des données et la sélection de l'ensemble de données le plus stable.
Il existe également une règle importante pour juger de la validité des données de mesure lors de la lecture dans le comparateur à cadran. Autrement dit, la somme des données dans la direction verticale (0 degré et 180 degrés ) est égale à la somme des données dans la direction horizontale (90 degrés et 270 degrés ).
Dans la construction réelle, si la différence entre les deux est supérieure à 0.02mm, on peut juger que le cadre de la table de mesure n'est pas fixé fermement ou d'autres raisons à analyser ci-dessous, et des mesures pour l'éliminer peuvent être prises .
Cette règle de validité des données s'applique à la détermination de l'exactitude des lectures de concentricité et de déviation angulaire.
(2) Indicateur à cadran bloqué ou affecté par un champ magnétique puissant
Les aiguilles de l'indicateur à cadran, le collage de la tige et l'influence de champs magnétiques puissants entraîneront des lectures inexactes. De telles erreurs sont principalement évitées en calibrant et en vérifiant régulièrement la flexibilité des aiguilles du comparateur à cadran et en les éloignant des champs magnétiques puissants. Les lois sur la validité des données s'appliquent à la vérification de ce type d'erreur.
(3) Erreurs d'enregistrement de données et de symboles
En raison de l'angle de vue humain, d'une capacité de jugement différente ou d'une mauvaise lecture, la valeur lue peut s'écarter de la valeur réelle affichée, ce qui entraînera naturellement une déviation.
Étant donné que la déviation gauche et droite du pointeur de l'indicateur de cadran pendant le processus de mesure représente les directions de mouvement positives et négatives de la tige de la montre, la déviation vers la gauche indique que la tige de la montre est un déplacement positif, et vice versa, elle représente un déplacement négatif, le pourcentage doit donc être soigneusement et continuellement observé pendant tout le processus de mesure. Le pointeur de table est tourné et les données brutes sont lues correctement. Une fois que la direction est jugée incorrecte, la valeur de réglage suivante aura un grand écart et l'alignement ne pourra pas être terminé.
En plus du procédé de lecture correcte mentionné ci-dessus, la loi de validité des données mentionnée ci-dessus peut également être utilisée pour déterminer s'il existe une erreur de symbole d'enregistrement. En supposant que les valeurs théoriques mesurées à 0 degré , 90 degré , 18{{10}} degré et 270 degré avec un comparateur sont 0, 17, 22 et 5, alors que les données enregistrées réelles sont 0, 11, 22 et 5, respectivement, on peut trouver que 11 plus 5=16≠0 plus 22, on peut juger qu'il y a une lecture erreur, (lire 17 comme 11); et supposons que 5 à 270 degrés est lu comme -5, puis 17 plus (-5)≠0 plus 22 (l'expression correcte devrait être 17 plus 5=0 plus 22) Il peut être déterminé que les données sont incorrectes et qu'il s'agit de données invalides. Grâce à l'analyse, il peut être déterminé que le premier cas ci-dessus peut être l'erreur d'enregistrement de la lecture, puis le ? est l'erreur du jugement de signe. S'il n'est pas trouvé à temps et avec précision, cela entraînera une erreur de calcul du montant de l'ajustement et l'ajustement répété n'est pas en place.
Si les données sont déterminées de manière incorrecte, les données ajustées obtenues par calcul ou dessin s'écarteront également loin du résultat attendu et ne pourront pas être correctement alignées. D'autre part, cela montre la nécessité du jugement de validité des données médianes.
(4) Faux-rond radial du roulement et jeu excessif du roulement
Cette erreur montre dans les données de mesure qu'elle n'est pas conforme au principe de validité des données et ne peut pas être éliminée en améliorant la structure du cadre de la montre. Dans la perspective d'éliminer leur influence sur la mesure d'alignement, l'influence peut être éliminée d'abord en mesurant le battement du roulement ou en poussant l'arbre principal radialement dans la même direction à chaque point de mesure, en le rapprochant du siège du roulement.
(5) Mesure de l'irrégularité ou de l'excentricité de la surface
Cette erreur entraînera également la non-conformité des lectures au principe de jugement de validité des données. La méthode d'élimination habituelle consiste à s'assurer que les deux axes tournent de manière synchrone et que les positions des points de mesure sont fondamentalement fixes, de manière à éliminer leur influence sur les données d'alignement. Dans la construction mécanique, cette erreur a été pleinement reconnue et valorisée. Cependant, il convient de noter que certains équipements spéciaux ne peuvent pas être enroulés lors de l'installation ou lors de l'arrêt et de la maintenance des équipements. Cette situation doit être traitée différemment. L'influence de l'irrégularité ou de l'excentricité de la surface sur la valeur mesurée doit être mesurée et des méthodes appropriées doivent être prises pour la corriger ou l'éliminer. .
(6) Canalisation de l'arbre
La dérive de l'arbre est souvent un facteur de perturbation dans la mesure de l'alignement, elle affectera sérieusement la mesure des données de déviation angulaire de l'arbre. Souvent, une approche de contournement est adoptée pour éliminer les biais. Parmi les deux méthodes d'alignement des comparateurs à cadran couramment utilisées, la méthode radiale-axiale utilise deux comparateurs à cadran installés symétriquement pour mesurer l'écart angulaire, ce qui peut compenser l'influence de la canalisation de l'arbre ; la méthode radiale double est utilisée pour empêcher la canalisation de l'arbre. influences. C'est donc la principale raison pour laquelle la méthode radiale double est généralement plus précise que la méthode axiale radiale.
(7) L'angle de rotation du système d'arbre est imprécis lors de l'alignement
Théoriquement, l'écart d'alignement de l'arbre peut être calculé en mesurant à 3 angles quelconques, mais afin de simplifier le calcul, dans le processus de mesure d'alignement réel, 4 points de mesure uniformément répartis sont généralement nécessaires sur l'arbre principal ou le moyeu. Les lectures sont mesurées à 4 positions de 0 degrés, 90 degrés, 180 degrés et 360 degrés, mais elles ne peuvent souvent pas être positionnées avec précision à ces 4 angles, et le point de mesure peut s'écarter de la position théorique. S'il s'écarte de 5 degrés à 10 degrés, le pourcentage résultant L'erreur relative de lecture du compteur peut atteindre 10 à 15 %.
Les principales méthodes pour éviter la déviation de la lecture de mesure causée par l'angle de rotation inégal sont : utilisez un niveau à bulle pour mesurer à 4 points de mesure uniformément répartis, ou mesurez et marquez à l'avance, et essayez de ralentir le processus de rotation pour vous assurer que il peut s'arrêter avec précision à chaque fois. endroit désiré.
Les écarts dans les sept cas ci-dessus peuvent être jugés par la règle de validité des données.
(8) La tige du comparateur n'est pas perpendiculaire à la surface à mesurer
En raison de la limitation de la structure du cadre de la montre et de la cognition de l'opérateur, dans le processus de mesure réel, en raison de la structure du cadre de la montre, la tige de la montre et la surface mesurée peuvent souvent apparaître un phénomène non perpendiculaire. Si l'inclinaison de la tige de la montre est inférieure à 15 degrés, l'erreur de lecture est généralement inférieure à 5%, ce qui peut être ignoré. Lorsque l'inclinaison est de 15 degrés à 30 degrés, il y aura une erreur de 5 à 15 %, ce qui affectera sérieusement la précision de la mesure.
La tige de mesure n'est pas perpendiculaire à la surface à mesurer, ce qui entraîne des lectures supérieures à la valeur réelle. Dans la construction actuelle, c'est un problème très courant que la tige de mesure ne soit pas perpendiculaire à la surface à mesurer.
(9) Déviation de déviation du cadre de table
En raison de la structure en porte-à-faux du comparateur à cadran sur le cadre de table sino-français, le cadre de table supportant le comparateur à cadran et sa tige d'extension et la gravité du comparateur à cadran provoquent une déformation élastique du cadre de table, qui va se plier vers le bas, ce qui est appelée déflexion du cadre de table. Habituellement, lors de la mesure de centrage d'une machine tournante horizontale, lors de la rotation du bâti de la montre, le sens de coulissement de la tige de la montre changeant avec le sens de rotation, il n'est pas totalement cohérent avec le sens de la gravité. L'influence de la déviation à différentes positions sur la lecture du comparateur à cadran varie, donc dans le traitement ultérieur des données, si elle n'est pas éliminée, cela affectera sérieusement la précision de la valeur mesurée. Par rapport à la tolérance d'alignement des machines tournantes, la déviation sera parfois plusieurs fois à dix fois supérieure à la tolérance d'alignement réelle.
Par conséquent, lors du processus d'utilisation du comparateur à cadran pour le centrage, l'installation du cadre du comparateur à cadran et de la tige d'extension doit veiller à réduire ou même à éliminer l'influence de la déflexion du cadre du comparateur. Étant donné que le comparateur à cadran est fixe avec une déviation dans les directions horizontale et verticale, les résultats ont un effet sur les mesures habituelles de concentricité et de déviation angulaire.
Selon l'état des paramètres identiques ou similaires sur l'appareil à tester, installez et fixez le cadre de la montre sur un tube circulaire horizontal (tige ronde) avec une rigidité suffisante et la position de fixation du cadre de la montre et le point de mesure doivent être aussi lisses que possible. Rod) comme référence du mandrin, les principaux paramètres (l et a et la taille, qualité, etc. du comparateur à cadran) doivent être exactement les mêmes, et doivent être solidement fixés ou assurer la même étanchéité. La déflexion radiale est mesurée en mettant en contact l'aiguille de la montre avec la surface annulaire du tube circulaire dans la direction radiale, et la déflexion axiale est mesurée en mettant en contact l'aiguille de la montre avec la face d'extrémité spécialement disposée du tube circulaire qui est perpendiculaire à l'axe du tube circulaire dans le sens axial. Réglez l'indicateur à cadran sur zéro en haut 0 degré, puis faites pivoter lentement l'ensemble de l'appareil de 180 degrés vers le bas et lisez la lecture de l'indicateur à cadran. La moitié de cette valeur correspond à la déviation verticale du cadre de la montre.
En fonctionnement réel, si cette erreur n'est pas prise en compte, l'écart entre les données mesurées et la valeur réelle est très important, et la quantité de réglage du stabilisateur dans la direction verticale déterminée par ces données est également inutile et sera loin de la vraie valeur. Étant donné que la déviation de la concentricité est généralement comprise entre 0.10 et 1.00 mm, en particulier dans la phase d'alignement fin, cette erreur occupera la plage principale du comparateur à cadran, ce qui peut entraîner une mesure surcourse.
D'autre part, les mesures suivantes peuvent être prises pour réduire la valeur numérique de l'erreur de déviation de la cage : raccourcir autant que possible la distance du point fixe au point de mesure, raccourcissant ainsi la portée de la cage ; optimiser la sélection de la bonne taille de section et du matériau du support pour améliorer la résistance à la flexion ; essayez d'utiliser un petit indicateur à cadran; fixez le support de la montre correctement et fermement.
(10) Erreur théorique de la méthode de mesure du comparateur à cadran
Étant donné que la méthode de mesure du comparateur à cadran utilise généralement la formule de l'annexe 15 de la norme nationale GB50231-1998 pour calculer l'écart réel, il ressort de l'analyse que la formule est basée sur l'approximation de l'écart angulaire et de la concentrique écart qui sont petits et existent seuls. Cependant, dans la pratique d'ingénierie réelle, en particulier dans l'alignement initial, l'écart peut être relativement important, et il existe souvent sous la forme d'un écart complet, et il existe en même temps un écart angulaire et un écart concentrique. L'existence d'un écart de degré affectera la mesure de l'écart de concentricité à des degrés divers. Lorsque l'influence du degré angulaire sur la concentricité est prise en compte, le comparateur à cadran pour la mesure de l'écart de centrage est très compliqué. Il existe de nombreux articles connexes qui décrivent en détail l'analyse théorique du centrage. Généralement, il faut au moins 4-5 Un seul paramètre peut être exprimé avec précision, et il inclut la solution de l'équation transcendantale, qui est difficile à gérer dans le processus de mesure réel. Dans l'ingénierie actuelle, il est impossible de mesurer et de traiter de nombreux paramètres inconnus dans la méthode d'alignement du comparateur à cadran. Même s'il y a un microprocesseur avancé dans l'instrument d'alignement laser, l'algorithme réel est principalement un alignement simplifié. Les algorithmes sont basés sur la théorie.
La solution globale à ce traitement est double.
(1) Dans la phase d'alignement initiale, c'est-à-dire lorsque l'écart angulaire et l'écart de concentricité sont relativement importants (par exemple, l'écart angulaire est compris entre 1/100 et 1/1000, et l'écart de concentricité est entre 0,2 et 2 mm), selon le simplifié La méthode de mesure et la valeur de réglage correspondante et la valeur réelle de la valeur théorique sont déviées, et le taux de déviation peut être relativement important, mais la tendance de changement de l'erreur est convergente, que c'est-à-dire qu'à mesure que le nombre d'ajustements augmente, l'erreur devient de plus en plus grande. Lorsque la déviation angulaire est proche de 1/1000, l'influence de la déviation angulaire sur la mesure de concentricité peut être fondamentalement ignorée et une grande précision peut être obtenue. Généralement, un état plus précis peut être obtenu grâce à 2 à 4 ajustements. Par conséquent, dans la construction réelle, ne vous attendez pas à pouvoir mesurer avec précision et ajuster en place en même temps.
(2) Étant donné que l'orientation angulaire affecte directement la précision de la mesure de la concentricité, il est recommandé d'ajuster d'abord l'orientation angulaire, puis d'ajuster la concentricité.
3. L'écart de déviation du cadre de table lui-même ne peut pas être complètement éliminé par la méthode de mesure du comparateur à cadran, mais il peut être réduit en augmentant la rigidité du cadre de table ci-dessus, et l'influence de la déviation sur les données de mesure de centrage peut être fondamentalement éliminée par des méthodes telles que le calcul ou la mesure réelle.
Bien que la précision du comparateur soit de {{0}}.01 mm, l'erreur de mesure habituelle peut être comprise entre 0.1 et 1.0mm, ce qui est de 5 à 10 fois la tolérance de concentricité de 0,02 à 0,10 mm. Les résultats de mesure réels s'écarteront considérablement de la valeur réelle et il y aura d'énormes écarts. Selon les résultats de l'enquête d'une organisation technique de machines tournantes bien connue au niveau international, la proportion d'alignement d'arbres qui respecte réellement ses exigences de tolérance est inférieure à 7 %, ce qui est suffisant pour montrer l'importance d'un alignement d'arbres correct.