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軸承知識

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轉動機械對心(對中)的重要性

2021-03-08
01 何謂對心?
對心是將聯結在一起的兩臺設備的運轉中心線校對調整,使其成為一直線。
02 對心的目的
消除軸承徑向與軸相不必要之應力,延長軸承壽命,使轉軸正常運轉;
避免對心不良所引起的振動,降低機械組件的振動量;
避免軸承、軸封提前損壞;
避免聯軸器提前磨損;
避免能源損耗(精密對心可節省能源約5%~10%);
延長設備及其零組件壽命。
簡言之,正確對心的目的是為了延長機械運轉壽命。經實驗統計,對心不良率使軸承壽命成三次方遞減。例如,2倍的對心不良會使軸承壽命剩下1/8 (23=2×2×2=8),3倍的對心不良會使軸承壽命剩下1/27 (33=3×3×3=27),依此類推。
03 對心不良的征狀
軸承、軸封、聯軸器、轉軸提早損壞;
軸承在軸向與徑向產生一、二倍頻的大振動;
軸承位置有高溫甚至大量排出潤滑油等現象;
基礎樁螺絲有松脫現象;
聯軸器間隙過大或破損;
聯軸器有高溫現象且橡塑料聯軸器會有粉末排出;
馬達運轉電流偏高;
軸承損壞在軌道上有180度與內外對稱磨損現象。
04 轉軸對心先期準備注意事項
檢查基座表面、固定螺絲、調整螺絲及聯軸器狀況;
檢查轉軸之徑向、軸向移動或軸彎曲變形情況;
檢查軟腳,包括:腳座加工不良或銹蝕、基座銹蝕、墊片銹蝕、管路應力等,這些項目應于對心前事先排除;
安裝架設對心工具應避免松動或撓曲;
盡量使用平整良好的不銹鋼墊片,若非預切墊片時,裁剪時應避免毛邊出現;
對心后,當需要調整高度相當高時,建議使用厚度較厚的墊片,每只腳所墊之墊片總數應以不超過四片為宜。
05 對心的定義種類
對心良好;
平行偏差不對心;
對稱型角度偏差不對心;
非對稱型角度偏差不對心;
混和式平行加角度偏差不對心;
浮動式不對心。
一般情況下,我們常說的不對心即是混和式的平行加角度偏差不對心。
06 檢查對心狀況的方法
如何能知道對心是否不良?當機臺設備振動相當大,而我們懷疑對心不良所致時,除了使用振動分析的方法之外,最簡單的方法就是直接使用量表檢查。普遍被使用的有 Reverse Indicator對心法、Rim and Face對心法及雷射精密對心。
圖1
圖2
大部份不知道對心的重要性的人,都會使用目測法、直尺法去比較一下聯軸器兩側高度的偏差,但是由于加工精度與視覺偏差的關系,往往無法使設備達到良好的對心狀況,所以實施對心工作最好使用量表或更精密的雷射對心工具,使用量表對心的方法有很多,包括:
Reverse Indicator對心法
Rim and Face對心法
Across-the-Flex-Element對心法
Double Indicator對心法
連續軸對心法
Reverse Indicator對心法
使用量表法實施對心工作時,最好使用方格紙、尺、筆來輔助,這樣會使對心工作能更快完成。當量表架設好后,量測兩量表間的距離、量表至馬達前腳距離、馬達前腳至后腳距離,然后在方格紙上畫一條馬達垂直向調整線,并依比例標出各個點及距離。
圖3
使兩軸同步旋轉,依序讀取并記錄0、3、6、9點鐘方向的量表值(一般最好先將0點鐘方向的讀值歸零),再依比例分別將0對6點鐘差值的一半標示于方格紙的垂直向調整線上。最后,分別將垂直向調整線上的標示點連接起來,并延伸至代表馬達前、后腳的位置,如此即可讀取馬達前、后腳在垂直向應調整的尺寸。
Rim and Face對心法
使用此方法唯一不同的是,兩個量表均量測固定側機臺的聯軸器,量測聯軸器端面的量表讀值代表角度偏差不對心,量測聯軸器端緣的量表讀值代表平行偏差不對心。如同Reverse Indicator對心法一樣,當量表架設好后,量測聯軸器直徑大小、聯軸器端面至馬達前腳距離、馬達前腳至后腳距離,然后在方格紙上畫兩條直線(一條用于畫角度偏差線,一條用于畫平行及總合偏差線),并依比例標出各個點及距離。
圖4
讀取并記錄兩量表值,首先依比例將端面上量表0對6點鐘的差值標示于方格紙的垂直向角度偏差線上,再依比例將端緣上量表0對6點鐘差值的一半標示于方格紙的垂直向平行及總合偏差線上,然后自標示點畫一與角度偏差線平行的直線,如此即可讀取馬達前、后腳在垂直向應調整的尺寸。
雷射精密對心法
在工業上,雷射應用于加工與測量的方面越來越普遍,最常應用于量測用途的二極管雷射與氦氖雷射,其輸出功率一般較加工用途的雷射低,而價格也較低廉。雷射的特點是光束方向性、平行性佳,使用壽命長,現代的雷射量測儀器非但精密,可簡化工作、可信賴度高,而且輕巧、價格低廉。
目前,應用于對心工作的雷射精密對心技術分為兩類。一種是取自Reverse Indicator對心法原理的雙雷射對心技術;另一種取自Rim and Face對心法原理的單雷射對心技術。目前兩者都已發展成可見光雷射,使雷射對心工作更加容易且精準。
使用雷射精密對心的步驟與前述的量表對心法相同,不同的是,我們不必再使用紙、筆去畫圖計算調整尺寸。使用雷射對心時,因雷射感測面板的面積限制,通常必須先實施較好的粗對心。
選購雷射對心儀時,必須特別注意以下幾點:
結果讀值的再現性問題,尤其是在強烈的太陽光底下;
雷射感測面板具有良好濾鏡及率波功能選擇;
除了具有臥式、立式設備對心功能,應兼具軟腳檢測功能。
好的雷射對心儀,其功能亦包括直線度、平面度、萬向接頭平行度、工具機轉軸角度檢測等功能。
(來源:聲振論壇,由ks-leadfar分享)
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