高炉鼓风机联轴器找正方法研究

２Ｏ０６年第５期　冶　金　动　力　总第１１７期　￣－ＴＡＬＬＵＲＧ１ＣＡＬ　Ｐ（）ＷＥＲ　４７　高炉鼓风机联轴器找正方法研究　刘宏禄　（安阳钢铁集团公司炼铁厂，河南安阳４５５００４）　【摘要】针对高炉鼓风机联轴器找正时，由于转轴的轴向串动，导致找正精度难于保证的问题进行研究，　提出了不同转速、不同端面直径的联轴器找正的经验值，介绍了通过采用同步旋转法、三表法消除由于联轴器　制造质量误差、轴向串动对测量值的影响，可以大大提高找正精度，保证设备安全运行。　【关键词】高炉鼓风机；联轴器；找正　【中图分类号】ＴＨ４４　【文献标识码】Ｂ　【文章编号】１００６－６７６４（２００６）０５－００４７－０３　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｂｌａｓｔ　Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｂｌｏｗｅｒ　ＬＩＵ　Ｈｏｎｇ－ｌｕ　（Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ　Ｐｌａｎｔ，Ａｎｙａｎｇ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ａｎｙａｎｇ，Ｈｅｎａｎ　４５５００４，Ｃｈｉｎａ）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｔ　ｉｓ　ｄｉｉｆｑｃｕｌｔ　ｔｏ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ｔｈｅ　ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ａ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ａｌｉｇｎｉｎｇ　ｏｆ　ｂｌａｓｔ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｂｌｏｗｅｒ　ｄｕｅ　ｔｏ　ａｘｉａｌ　ｍｏｖｉｎｇ　ｏｆ　ａ　ｒｏｔａｔｉｎｇ　ｓｈａｆｔ．Ｔｈｅ　ａｌｉｇｎｍｅｎｔ’ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｖａｌｕｅｓ　ｏｆ　ｃｏｕｐｌｉｎｇｓ　ｗｉｈｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｅｎｄ　ｆａｃｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｇｉｖｅｎ．　ｈＴｅ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ－ｔａｂｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｍａｙ　ｅｌｉｍｉｎａｔｅ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｖａｌｕｅｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｐｏｏｒ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ａｎｄ　ａｘｉｌａ　ｍｏｖｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｔａｔｉｎｇ　ｓｈａｆｔ．Ｉｔ　ｃａｎ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ｂｌａｓｔ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｂｌｏｗｅｒ；ｃｏｕｐｌｉｎｇ；ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　１　前言　高炉鼓风机是高炉炼铁生产工艺中的重要设　备，其运行状况的好坏直接影响到高炉正常生产。由　于它的转速一般在５　００ｏ　ｒ／ｍｉｎ左右，而且功率较　大，因此它属于大型高速旋转机械设备。高炉鼓风机　发生故障的形式很多，其中，由于联轴器的中心找正　不当引发的机械故障是常见的主要故障形式之一。　在旋转机械设备中，联轴器的作用是把两根旋转轴　联为一体，实现同轴回转。与其他旋转设备一样，在　对高炉鼓风机进行检修时，由于存在安装误差，会造　成两根轴的中心线不在同一轴线上的情况。选择正　薰：旦旦怍口口。Ｉ　（ｃ）Ｉ　ｒ－－　一－３　［二Ｊ一　确的找正公差和合理的找正方法，对于提高检修质　量，保障高炉鼓风机安全运行具有重要的意义。　２转轴空间位置分析　根据高炉鼓风机转轴的中心线所处的空间位置　不同，会出现如图１所示四种情况：　图１（ａ）两个半联轴器的轴心线在同一直线上。　这种状态是两根转轴的理想状态，实际上，转轴在重　力的作用下是弯曲的，因此，要求转轴找正后，轴线　能连成一条光滑的曲线。　维普资讯 http://www.cqvip.com

冶　金　动　力　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ＰＯＷＥＲ　２００６年第５期　总第ｌ１７期　平行。这是联轴器找正时最常见的一种中心状况，端　面、径向找正公差都超标。　在高炉鼓风机联轴器找正实践中，联轴器轴心　线既不同心又不平行是最常见的现象，因此，需要将　其径向、端面误差调整到规定的公差范围之内。　／　／　／　径向加　¨　ｎ＜　ｒＶ　ｎ　ｒ，ｍ；　３联轴器找正曲线建立及找正公差　联轴器找正，其目的是在冷态时对各单机进行　科学合理的预偏，使机组正常运转（热态）时，其轴系　能够形成一条平滑的曲线。否则，轴系旋转时，会产　／。　／　／　／。　．／　／。　／　．／　／　．／　／　，３Ｏｏｏ　ｒ／ｔｍｎ　／　／　．／　／　生附加交变载荷，引起机组疲劳破坏及强烈振动导　致无法工作。因此，建立正确的找正曲线和确定合理　的找正公差是很必要的。　对于不同结构形式、工作转速的机组，建立冷态　找正曲线考虑的因素是相同的，这些因素包括：　（１）各单机热态温度因素的影响　热态时，会产生热膨胀量Ａｙ，它与轴承箱中分　面到基础的高度　、轴承箱的温升　、热膨胀系数　有关．即：　ａＹ＝ｆ（ｈ，ａｔ，　（２）轴承油膜厚度影响　滑动轴承结构不同。计算公式就不同：　ＡＸ、ａＹ＝ｆ（ｐ　，　（３）齿轮啮合力影响　大、小齿轮啮合法向方向上产生的啮合力引起　轴中心位移变化量：　ＡＸ、Ａ　ｙ　Ｎ，Ｅ．Ｋ）　鼓风机的冷态找正曲线在机组出厂时已经给　定，这里计算略。　在日常的风机检修中，联轴器径向和端面找正　公差可以按照图２和图３所示的经验值来确定。　／　／　，ｌ≤　３０（３　）ｒ，】　“哆一●　　／　／。　／　／　／　一一　４　．／　一一　一一　Ｏ．Ｏ１　，一　——一　＞：　；Ｏｏ０　ｒ，埘　Ｌｎ　＇　ｍｉｌｌ　。　Ｏ　１　２　３　４　５　６　７　８　９　１０　联轴器端面距离ｘｌ００ｍｍ　图２联轴器径向允差　图２中，横坐标为联轴器端面距离值，纵坐标为　径向偏心公差值。　ｌ　２　３　４　５　６　联轴器端面直径ｘｌ００ｍｍ　图３联轴器端面允差　图３中，横坐标为联轴器端面直径，纵坐标为端　面平行度公差值。通常情况下，高炉鼓风机的转速都　在３　０００　ｒ／ｍｉｎ之上，因此，联轴器的径向找正公差　应控制在０．０５　ｍｍ内，端面找正公差因控制在０．０４　ｍｍ之内。　４联轴器找正方法分析　４．１　联轴器找正的方法　通常情况下，联轴器找正有四种方法．如图４所　示：　母稚每　（Ｃ）　稚　（ｄ）　图４联轴器找正方法　（１）用塞尺和直尺测量联轴节的同轴度误差．利　用间隙规测量联轴节的端面平行度误差．测量方法　如图４（ａ）。这种方法最简单，误差比较大。适用于工　作转速低、精度要求不高的机械。　（２）外圆、端面双表法，用两个千分表分别测量　联轴器的外圆和端面上的数值，对测量的数据进行　计算分析，确定两轴在空间的位置．求出调整量和调　整方向，达到较为精确的安装精度。它的主要缺点是　对于有轴向串动的设备，在盘车时对端面读数产生　较大的误差。这种方法应用比较广泛，一般适用于轴　向串动小的、采用滚动轴承的中小设备。测量方法如　图４（ｂ）。　（３）单表法。将千分表固定在一个半联轴器上．　维普资讯 http://www.cqvip.com

冶　金　动　力　２００６年第５期　总第ｌ１７期　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ＰｏＷＥＲ　４９　径向测量另一半联轴器的同心度。这种方法只测定　准点，则其余三点的实际读数应为：　联轴器的外圆读数，不测定端面读数，仅用一块千　０１　ｂ１　分表，操作方便，计算调整量简单，但是找正精度不　８１，　６２—８１　，　高．它适用于转速较低，找正精度要求不高的设备。　一８２－８１，　６３—８２—８１　测量方法如图４（ｃ）。　啦一８３－８２－８１，　６４—８３—８２—８ｌ　（４）外圆、端面三表法。这种方法与双表法的不　同之处是在端面上用两个千分表测量，两个千分表　要与轴中心等距离对称布置，以消除轴向串动对端　面读数的影响。这种方法的精度很高，适用于需要　精确对中的精密机械和高速机械，如高转速透平机　械等。测量方法如图４（ｄ）。　４．２联轴器找正的方法的确定　高炉鼓风机是高速透平机械，在高炉炼铁生产　图５联轴器断面找正图　工艺中被称为高炉的心脏，要求它运行平稳、安全、　经整理可得，端面的误差值为：　可靠，为了提高找正精度、降低设备故障，可采用三　表法对其联轴器找正。　垂直方向Ａｈ－．　生　堕　二　４．３三表法找正误差分析　水平方向Ａ。：—（ａ２＋ｂ４）－　（ｂ２＋ａ４）　——一一　通常情况下，高炉鼓风机一般需要增速箱进行　增速。找正时，要分别进行原动机与增速箱、增速箱　式中：Ａ　表示断面水平方向误差；　与风机两次找正，同时要兼顾齿轮的啮合情况，即　Ａ．表示断面垂直方向误差：　在保证齿轮啮合精度的情况下，保证转轴中心的找　这样，轴向串动量得到抵消，避免由于轴向串　正精度。找正过程中，转轴的轴向串动对找正精度　动对联轴器断面找正的影响，提高了联轴器找正精　影响很大，尤其对于采用单斜齿轮传动的增速箱，　度。　其找正就更为困难。　５结论　转轴的找正误差分为径向误差和断面误差，轴　高炉鼓风机对联轴器找正精度要求比较高，由　向串动对径向找正精度的影响较小，但是对断面找　于转轴的轴向串动，使得每次测量数据都不相同，　正精度影响很大，精度难于保证。找正时，径向误差　而且每次数据相差很大，找正精度难于保证。采用　测量数据往往变化无常，下面着重分析采用三表法　三表法找正机组中心，选择合适的找正公差，可以　提高径向找正精度的原理。　保证找正精度，提高检修质量，为高炉鼓风机的安　如图５所示，对联轴器找正时，将其端面四等　全、平稳运行奠定良好基础。　分，主动轴和从动轴同步转动，每次转动９Ｏ。，转动　收稿日期：２００６—０５—０８　方向为机组正常运转时的方向。假设每次盘车时两　作者简介：刘宏禄（１９７１一），男，１９９４年毕业于太原工业大学机械工　根轴产生的串动量之和为８。、８２，８，，两块百分表每　程系，硕士，机械工程师。现在从事高炉动力设备生产管理工作。　次读数分别为。。、　、　，ｂ。、ｂ　、ｂ，、ｂ　。以Ｏ。作为基