姜艷民 李浩天 鄔建國(guó) 王喬健

北京管道陜西輸油氣分公司

摘要：輸氣站場(chǎng)離心壓縮機(jī)的對(duì)中找正是機(jī)組維保和安裝的重要環(huán)節(jié)。結(jié)合MAN離心壓縮機(jī)組大修和8K維護(hù)保養(yǎng)對(duì)中調(diào)整，介紹了三表法對(duì)中和激光對(duì)中儀對(duì)中的各自特點(diǎn)、應(yīng)用方法及注意事項(xiàng)，為實(shí)際應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)；對(duì)中找正；三表法對(duì)中；激光對(duì)中儀； 應(yīng)用注意事項(xiàng)

大型離心式壓縮機(jī)組安裝工藝復(fù)雜且運(yùn)行精度要求高，所以在其大修和8K維保過(guò)程中按照規(guī)程要求需進(jìn)行對(duì)中數(shù)據(jù)檢測(cè)和偏差調(diào)整，以確保符合廠家推薦的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，可以最大程度消除聯(lián)軸器處不應(yīng)存在的機(jī)械應(yīng)力，減少機(jī)械振動(dòng)，降低轉(zhuǎn)子磨損，提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽命。本文結(jié)合實(shí)踐進(jìn)行了相關(guān)分析研究，對(duì)高效完成機(jī)組對(duì)中檢測(cè)和調(diào)整具有一定借鑒意義。

1  壓縮機(jī)組對(duì)中概述

MAN壓縮機(jī)組對(duì)中主要包括齒輪箱對(duì)電機(jī)和齒輪箱對(duì)壓縮機(jī)兩部分。原則上對(duì)中是從中間向兩邊，即從復(fù)雜向簡(jiǎn)單，但是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管線(xiàn)應(yīng)力和地腳螺栓調(diào)整位置等實(shí)際情況也可從一側(cè)向另一側(cè)對(duì)中。電驅(qū)式離心壓縮機(jī)組的電機(jī)—齒輪箱—壓縮機(jī)相對(duì)位置狀態(tài)如圖 1所示。對(duì)中前提是壓縮機(jī)連接管線(xiàn)無(wú)應(yīng)力，若管線(xiàn)應(yīng)力較大，雖然冷態(tài)時(shí)將對(duì)中數(shù)據(jù)調(diào)整正常，但機(jī)組運(yùn)行后在管線(xiàn)應(yīng)力作用下對(duì)中會(huì)有所變化。過(guò)去一些大型壓縮機(jī)組曾采用直塞尺法、單表法或雙表法進(jìn)行對(duì)中檢測(cè)調(diào)整，方法直觀簡(jiǎn)單易操作，但是測(cè)量精度較低，誤差較大。目前，三表法由于測(cè)量精度較高得到更廣泛應(yīng)用。

圖 1 電驅(qū)離心式壓縮機(jī)各部件相對(duì)位置示意圖

2  三表法對(duì)中方法

2.1  支架撓度

三表法對(duì)中檢測(cè)調(diào)整使用專(zhuān)用對(duì)中支架，一般情況下可不考慮支架撓度影響。當(dāng)對(duì)中支架較長(zhǎng)時(shí)可適當(dāng)考慮撓度變形影響，需單獨(dú)測(cè)量對(duì)中支架撓度，并做好撓度變形標(biāo)識(shí)。對(duì)中時(shí)百分表讀數(shù)減去支架撓度即為實(shí)測(cè)值。對(duì)中支架底部百分表讀數(shù)減去2倍撓度值，左右方向百分表讀數(shù)減去撓度值即可。

2.2  對(duì)中數(shù)據(jù)測(cè)量方法

（1）拆卸聯(lián)軸器，在齒輪箱側(cè)半聯(lián)軸器上安裝對(duì)中支架。

（2）壓縮機(jī)聯(lián)軸器兩側(cè)靠背輪的彈簧片裝置上安裝4塊定距塊，并均勻壓緊以保證準(zhǔn)確測(cè)得機(jī)組對(duì)中數(shù)據(jù)，避免彈簧變形產(chǎn)生誤差（圖 2）。

圖 2 對(duì)中支架安裝現(xiàn)場(chǎng)

（3）在壓縮機(jī)側(cè)半聯(lián)軸器端面標(biāo)記4個(gè)測(cè)量點(diǎn)。首先在上頂點(diǎn)標(biāo)記0°位置，然后使用鉛墜找到下底點(diǎn)標(biāo)記180°位置，接著用水平尺分別找到90°、270°位置做好標(biāo)記。標(biāo)記好的4個(gè)測(cè)量點(diǎn)保證為正圓的4個(gè)頂點(diǎn)，上下和左右直徑相等，便于每次測(cè)量讀數(shù)時(shí)位置固定，減少測(cè)量誤差，保證測(cè)量精度。

（4）壓縮機(jī)側(cè)半聯(lián)軸器共安裝3塊百分表。分別在0°、180°測(cè)量點(diǎn)以垂直于輪轂端面角度安裝兩塊百分表用于測(cè)量軸向?qū)χ袛?shù)據(jù)，在0°測(cè)量點(diǎn)以垂直于半聯(lián)軸器外緣的角度安裝1塊百分表用于測(cè)量徑向?qū)χ袛?shù)據(jù)，最后將3塊百分表初始讀數(shù)調(diào)整到量程的中間位（5 mm）。

（5）使用盤(pán)車(chē)工具采用雙盤(pán)車(chē)方法，按壓縮機(jī)工作方向緩慢盤(pán)動(dòng)齒輪箱及壓縮機(jī)。齒輪箱每盤(pán)動(dòng)90°，壓縮機(jī)同方向也盤(pán)動(dòng)90°。分別在0°、90°、180°、270°位置各記錄3塊百分表讀數(shù)。待盤(pán)車(chē)結(jié)束，百分表恢復(fù)至0°位置后，檢查確認(rèn)其讀數(shù)是否恢復(fù)至初始值（5 mm）。為減少誤差，現(xiàn)場(chǎng)至少測(cè)量3組數(shù)據(jù)求平均值。

（6）將對(duì)中測(cè)量數(shù)據(jù)與廠家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算其偏差是否在允許公差（徑向：±0.05 mm，軸向：±0.03 mm）范圍內(nèi)。對(duì)中原則為先消除軸向不對(duì)中，再消除徑向不對(duì)中。

（7）使用千分尺測(cè)量桿測(cè)量聯(lián)軸器軸向間距，高速聯(lián)軸器間距標(biāo)準(zhǔn)為400 mm。

（8）至少盤(pán)車(chē)2圈，分別記錄百分表讀數(shù)，以判斷數(shù)據(jù)真實(shí)性。

2. 3  軸向偏差測(cè)量

（1）將軸向百分表放在0°、180°兩點(diǎn)，并將初始值調(diào)整到5 mm。

（2）按照齒輪箱旋轉(zhuǎn)方向盤(pán)車(chē)，旋轉(zhuǎn)至90°、180°、270°，分別記錄百分表讀數(shù)（圖 3， a、b各代表百分表測(cè)量的對(duì)中偏差值讀數(shù)），并計(jì)算得出偏差值S：S1=（a1+b3）/2；S2=（a2+b4）/2；S3=（a3+b1）/2；S4=（a4+b2）/2。

圖 3 離心壓縮機(jī)組對(duì)中測(cè)量值記錄

2.4  軸向偏差調(diào)整

（1）軸向垂直方向調(diào)整量計(jì)算。計(jì)算偏差值：S=[（a3+b1）－（a1+b3）]/2；如果S是正值，表示上開(kāi)口，負(fù)值則表示下開(kāi)口。上開(kāi)口時(shí)，后腳加墊片或前腳撤墊片，調(diào)整量按公式（1）計(jì)算。下開(kāi)口時(shí)操作相反，計(jì)算公式同（1）。軸向不對(duì)中形式如圖 4所示。

Y=S×L2/D   （1）

Y偏差調(diào)整量，mm；D為2塊百分表之間的距離，mm；L1前腳到測(cè)量點(diǎn)的距離，mm；L2后腳到前腳的距離，mm；S軸向偏差值，mm。

圖 4 離心壓縮機(jī)軸向不對(duì)中形式

（2）軸向水平方向調(diào)整量計(jì)算。計(jì)算偏差值：S=[（a4+b2）－（a2+b4）]/2；如果S是正，右開(kāi)口，負(fù)值則左開(kāi)口；同理，水平方向調(diào)整量按式（1）計(jì)算。

（3）軸向調(diào)整。先調(diào)整水平方向，再調(diào)整垂直方向。調(diào)整水平方向時(shí)，將要調(diào)整的頂絲斜對(duì)角的頂絲頂?shù)皆O(shè)備上，如將后腳向左頂，那么就將左面前腳的頂絲先頂住�？梢詫�百分表放在要頂?shù)牡啬_對(duì)面來(lái)監(jiān)測(cè)調(diào)整量。也可以用表架上的徑向表來(lái)監(jiān)測(cè)（頂前腳：S表=Y（L1+L2）/L2；頂后腳：S表=（YL1）/L2 ）。水平方向調(diào)整好后，將4個(gè)角的頂絲都頂住，再調(diào)整垂直方向（加減墊片）。軸向調(diào)整時(shí)要注意檢查各地腳螺栓墊片是否存在軟角，逐個(gè)對(duì)每處地腳螺栓松開(kāi)再緊固并監(jiān)測(cè)百分表數(shù)值變化）以檢查變形壓縮量，確保每個(gè)地腳螺栓墊片壓實(shí)不存在變形軟角情況。

2.5  徑向偏差調(diào)整

（1）徑向偏差。軸向調(diào)整好后，徑向偏差可能會(huì)很大，先用平板尺初步測(cè)量。然后將徑向百分表放到0°位置，小表讀數(shù)調(diào)至5 mm處，大表調(diào)零。旋轉(zhuǎn)一周，記錄上下左右4個(gè)點(diǎn)百分表讀數(shù)。該數(shù)據(jù)減去支架撓度值為最終實(shí)測(cè)值。

如圖 5所示，c為聯(lián)軸器外圓徑向測(cè)量值。垂直偏差：u1=（c4－c1）/2；如果 u1 是正值，齒輪箱高；負(fù)值則齒輪箱低。水平偏差：u2=（c2－c3）/2；如果u2是正值，齒輪箱偏右；負(fù)值則齒輪箱偏左。

圖 5 離心壓縮機(jī)組對(duì)中測(cè)量值示意圖

（2）徑向偏差調(diào)整。先調(diào)整水平方向，再調(diào)整垂直方向。調(diào)整水平方向時(shí)，兩個(gè)地腳要同時(shí)頂，可以用百分表放在要頂?shù)牡啬_的對(duì)面來(lái)監(jiān)測(cè)調(diào)整量，將表架上的兩只軸向百分表放在水平位置來(lái)監(jiān)測(cè)是否頂偏。水平方向調(diào)整好后，將四個(gè)角的頂絲都頂住，再來(lái)調(diào)整垂直方向（加減墊片）。

3  激光對(duì)中儀對(duì)中方法

3.1  同心度找正

壓縮機(jī)同心度找正是機(jī)組安裝中最關(guān)鍵的工序，直接影響機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。用常規(guī)方法找正，過(guò)程繁瑣，效率較低；采用激光對(duì)中儀找正，方便快捷，而且能消除常規(guī)方法工具變形等引起的誤差，找正精度可達(dá) 0.001 mm（圖 6）。首先以齒輪箱為基準(zhǔn)，找正壓縮機(jī)，然后以壓縮機(jī)為基準(zhǔn)，找正主電機(jī)，調(diào)整壓縮機(jī)、齒輪箱和電機(jī)軸線(xiàn)相適應(yīng)。找正順序是先測(cè)量機(jī)體水平度，再測(cè)量轉(zhuǎn)子軸端間距，最后進(jìn)行同心度對(duì)中。

圖 6 激光對(duì)中儀對(duì)中找正原理示意圖

由于壓縮機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中溫度升高會(huì)出現(xiàn)熱膨脹現(xiàn)象，各軸中心線(xiàn)會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移。在同心度找正時(shí)應(yīng)充分考慮轉(zhuǎn)軸冷態(tài)與熱態(tài)時(shí)的偏差值，并在冷態(tài)找正時(shí)將偏差在反方向預(yù)留出來(lái)，以使機(jī)組在運(yùn)行時(shí)各軸線(xiàn)處于理想狀態(tài)。

3.2  操作要領(lǐng)

（1）激光對(duì)中儀安裝調(diào)試。選擇合適的鏈條，把激光發(fā)射器固定在齒輪箱端傳動(dòng)軸上，接收器固定在壓縮機(jī)端傳動(dòng)軸上，然后把控制器連接到發(fā)射器上。發(fā)射器開(kāi)始正常工作，發(fā)出紅色激光到接收器反射鏡，再反射回發(fā)射器，當(dāng)控制器顯示屏顯示轉(zhuǎn)動(dòng)提示時(shí)，即可進(jìn)行盤(pán)車(chē)對(duì)中。

（2）壓縮機(jī)對(duì)中找正。分別測(cè)量出A、B、C、D （所在設(shè)備軸頭到前后地腳螺栓距離）4個(gè)數(shù)值并將其輸入到激光對(duì)中儀系統(tǒng)內(nèi)，在最高點(diǎn)處使接收端接收到發(fā)射光束，顯示屏上讀數(shù)回零，用吊裝帶和行吊進(jìn)行盤(pán)車(chē)，保證激光對(duì)中儀至少旋轉(zhuǎn)135°，期間從顯示屏上讀出偏差值，此為對(duì)中偏差調(diào)整值，繼續(xù)盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)到0°位置， 復(fù)查讀數(shù)是否回零（若回零則說(shuō)明偏差值準(zhǔn)確），然后再根據(jù)偏差調(diào)整值進(jìn)行調(diào)整，如此反復(fù)，直到符合MAN壓縮機(jī)技術(shù)文件要求。具體操作時(shí)，先調(diào)整壓縮機(jī)水平方向同心度，符合要求時(shí)再調(diào)整垂直方向同心度。

最終測(cè)量結(jié)果根據(jù)對(duì)中儀自動(dòng)判斷對(duì)中公差是否已在允許范圍內(nèi)，公差范圍標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)壓縮機(jī)廠家規(guī)定進(jìn)行設(shè)定。利用激光對(duì)中儀對(duì)同心度找正，單次調(diào)整周期不到2小時(shí)，既加快了對(duì)中調(diào)整速度，又提高了找正精度，消除了使用自制工具因變形引起的誤差，取得了事半功倍的效果。

3.3  注意事項(xiàng)

（1）激光對(duì)中儀精度較高，當(dāng)同心度偏差較大時(shí)，應(yīng)先用百分表監(jiān)測(cè)，完成初步調(diào)整，再安裝對(duì)中儀對(duì)中調(diào)整，否則不能準(zhǔn)確對(duì)中。

（2）發(fā)射端和接收端基座固定完畢后，用對(duì)中儀自帶的水平尺復(fù)測(cè)其水平度，以保證水平條件下讀取的數(shù)值具有使用價(jià)值。

（3）將發(fā)射端固定在基準(zhǔn)端（齒輪端），接收端固定在待調(diào)整端（壓縮機(jī)端），根據(jù)對(duì)中儀顯示屏上的提示輸入各支撐點(diǎn)之間距離值并確保其位置相互對(duì)應(yīng)。

（4）調(diào)整壓縮機(jī)端時(shí)，一次不能調(diào)整過(guò)多，以免將誤差從一邊調(diào)到另一邊，每調(diào)整一次應(yīng)在頂部重新對(duì)零，再分別從其他3個(gè)位置讀取讀數(shù)。

（5）嚴(yán)格按照壓縮機(jī)廠家要求進(jìn)行冷態(tài)找正，應(yīng)預(yù)先考慮機(jī)組運(yùn)行時(shí)的熱膨脹影響。

（6）找正完畢后，可以預(yù)組裝聯(lián)軸器。由于壓縮機(jī)、變速箱及電機(jī)等有各自獨(dú)立的推力系統(tǒng)，必須按照壓縮機(jī)組圖紙要求預(yù)留聯(lián)軸器安裝間距，且此間距應(yīng)在各轉(zhuǎn)子主推力面上進(jìn)行測(cè)量，以保證其膨脹間隙，這一點(diǎn)對(duì)機(jī)組長(zhǎng)周期運(yùn)行至關(guān)重要。

作者簡(jiǎn)介，姜艷民，1978年生，工程師，2001年畢業(yè)于承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校汽車(chē)工程系汽車(chē)工藝與維修專(zhuān)業(yè)，長(zhǎng)期從事大型壓縮機(jī)組的運(yùn)行維修管理工作。聯(lián)系方式：15529857086，jiangfu719@163.com。