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風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器淺談
2021-03-09武新生
(南京安維士傳動(dòng)技術(shù)股份有限公司)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作環(huán)境較為惡劣,我國(guó)主要的風(fēng)能資源豐富的地區(qū)基本都處于沿海、山區(qū)和中國(guó)的西北部。糟糕的環(huán)境對(duì)風(fēng)機(jī)部件的耐蝕性能及耐沖擊能力,都有很高的要求。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因?yàn)樘幱诘孛孑^高處,除了高速運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)系統(tǒng),機(jī)組整體由于受風(fēng)力影響振動(dòng),其發(fā)電機(jī)、齒輪箱、葉輪三部分的聯(lián)接對(duì)中,由于各種原因,可能會(huì)造成一定偏差;這個(gè)偏差,就需要靠聯(lián)軸器來進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以,風(fēng)機(jī)上聯(lián)軸器的選型與裝配都有嚴(yán)格的要求。
聯(lián)軸器的選取
在選擇聯(lián)軸器時(shí),需考慮聯(lián)軸器的機(jī)械性能是否能夠合理滿足風(fēng)機(jī)的功率、承載能力、動(dòng)力機(jī)系數(shù)等要求。風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器承受載荷的能力是選取的重要指標(biāo)。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的聯(lián)軸器所承受荷載主要有:葉輪通過齒輪箱所傳遞的扭矩;齒輪箱與發(fā)電機(jī)自身的振動(dòng)所產(chǎn)生的振幅;聯(lián)軸器自身的重力;聯(lián)軸器由于種種原因使其質(zhì)心或慣性主軸與其旋轉(zhuǎn)軸線不重合,在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還將產(chǎn)生不平衡離心慣性力、離心慣性偶力等多樣力或力偶,這些力或力偶極大的影響著聯(lián)軸器的運(yùn)行。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)聯(lián)軸器屬于傳遞動(dòng)力的軸系傳動(dòng)系統(tǒng),對(duì)傳動(dòng)精度要求不高,但應(yīng)避免選用非金屬?gòu)椥栽椥月?lián)軸器和可動(dòng)元件之間有問隙的撓性聯(lián)軸器,以免在高速旋轉(zhuǎn)過程中,聯(lián)軸器受到損壞。
風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生的變形、基座變形、軸承磨損、溫度變化(熱脹、冷縮)、部件之問的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等多種因素而產(chǎn)生相對(duì)位移。一般情況下,兩軸相對(duì)位移是難以避免的,但不同工況條件下的軸系傳動(dòng)所產(chǎn)生的位移方向,即軸向(X)、徑向(y)、角向(a)以及位移量的大小有所不同。所以在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中對(duì)彈性聯(lián)軸器的基本要求為:
1、強(qiáng)度高,承載能力大。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的傳動(dòng)軸系有可能發(fā)生瞬時(shí)尖峰載荷,故要求聯(lián)軸器的瞬時(shí)Z大轉(zhuǎn)矩為額定長(zhǎng)期轉(zhuǎn)矩的三倍以上。
2、彈性高,阻尼大,具有足夠的減振能力。把沖擊和振動(dòng)產(chǎn)生的振幅降低到允許的范圍內(nèi)。
3、具有足夠的補(bǔ)償性,滿足工作時(shí)兩軸發(fā)生位移的需要。
4、工作可靠性能穩(wěn)定,對(duì)具有橡膠彈性元件的聯(lián)軸器還應(yīng)具有耐熱性、不易老化等特性。
聯(lián)軸器的裝配與拆卸
風(fēng)機(jī)疊片式聯(lián)軸器一般安裝位置
1、安裝在風(fēng)機(jī)上的聯(lián)軸器,一般在制造廠都做過動(dòng)平衡試驗(yàn),動(dòng)平衡試驗(yàn)合格后畫上各部件之間互相配合方位的標(biāo)記。在裝配時(shí)必須按制造廠給定的標(biāo)記組裝,這一點(diǎn)是很重要的。如果不按標(biāo)記任意組裝,很可能發(fā)生由于聯(lián)軸器的動(dòng)平衡不好引起機(jī)組振動(dòng)的現(xiàn)象。
2、風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器法蘭盤上的聯(lián)接螺栓時(shí)經(jīng)過承重的,使每一聯(lián)軸器上的聯(lián)接螺栓能做到重量基本一致因此,各聯(lián)軸器之間的螺栓不能任意互換,如果要更換聯(lián)軸器聯(lián)接螺栓的某一個(gè),必須使它的重量與原有的聯(lián)接螺栓重量一致。
3、在擰緊聯(lián)軸器的聯(lián)接螺栓時(shí),應(yīng)對(duì)稱、逐步擰緊,使每一聯(lián)接螺栓上的鎖緊力基本一致,不至于因?yàn)楦髀菟ㄊ芰Σ痪孤?lián)軸器在裝配后產(chǎn)生歪斜現(xiàn)象,有條件的可采用力矩扳手。 對(duì)于剛性可移式聯(lián)軸器,在裝配完后應(yīng)檢查聯(lián)軸器的剛性可移件能否進(jìn)行少量的移動(dòng),有無卡澀的現(xiàn)象。 各種聯(lián)軸器在裝配后,均應(yīng)盤車,看看轉(zhuǎn)動(dòng)是否良好。
4、聯(lián)軸器的找正是機(jī)器安裝的重要工作之一。找正的目的是在機(jī)器在工作時(shí)使主動(dòng)軸和從動(dòng)軸兩軸中心線在同一直線上。找正的精度關(guān)系到機(jī)器是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器尤其重要。聯(lián)軸器兩軸準(zhǔn)確的對(duì)中是難以達(dá)到的,對(duì)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器要求始終保持準(zhǔn)確的對(duì)中就更困難。各零部件的不均勻熱膨脹,軸的撓曲,軸承的不均勻磨損,機(jī)器產(chǎn)生的位移及基礎(chǔ)的不均勻下沉等,都是造成不易保持軸對(duì)中的原因。
因此,在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)規(guī)定兩軸中心有一個(gè)允許偏差值,這也是安裝聯(lián)軸器時(shí)所需要的。從裝配角度講,只要能保證聯(lián)軸器安全可靠地傳遞扭矩,兩軸中心允許的偏差值愈大,安裝時(shí)愈容易達(dá)到要求。但是從安裝質(zhì)量角度講,兩軸中心線偏差愈小,對(duì)中愈精確,機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況愈好,使用壽命愈長(zhǎng)。所以,不能把聯(lián)軸器安裝時(shí)兩軸對(duì)中的允許偏差看成是安裝者草率施工所留的余量。
電機(jī)聯(lián)軸器找正時(shí)兩軸偏移情況的分析
電機(jī)安裝時(shí),聯(lián)軸器在軸向和徑向會(huì)出現(xiàn)偏差或傾斜,可能出現(xiàn)四種情況,如圖1所示:
圖1. 電機(jī)聯(lián)軸器找正時(shí)可能遇到的四種情況
根據(jù)圖1所示對(duì)主動(dòng)軸和從動(dòng)軸相對(duì)位置的分析見表1:
表1. 電機(jī)聯(lián)軸器偏移的分析
安裝電機(jī)時(shí),一般是在電機(jī)中心位置固定并調(diào)整完水平之后,再進(jìn)行聯(lián)軸器的找正。通過測(cè)量與計(jì)算,分析偏差情況,調(diào)整電動(dòng)機(jī)軸中心位置以達(dá)到主動(dòng)軸與從動(dòng)軸既同心,又平行。
電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器找正前的一般要求
1、電動(dòng)機(jī)在安裝前:
要事先了解電動(dòng)機(jī)的用途、轉(zhuǎn)速、聯(lián)軸器形式、同心度允許誤差范圍(同心度允許誤差范圍表),對(duì)不能架磁力表座的聯(lián)軸器,要事先制作專用表架和卡扣,以便在電機(jī)聯(lián)軸器找正時(shí),卡在電機(jī)聯(lián)軸器內(nèi)齒套或電機(jī)軸上。
2、電機(jī)聯(lián)軸器找正前的檢查:
1)軸承座、臺(tái)板各部螺栓應(yīng)緊固。
2)聯(lián)軸器的測(cè)量面打磨干凈。
3)檢查電機(jī)地腳螺栓在未緊固時(shí)的接觸情況,應(yīng)無翹動(dòng)現(xiàn)象。
4)用百分表測(cè)量聯(lián)軸器的徑向和軸向的晃動(dòng),晃動(dòng)值不能大于0.5