Говорят, что валы сосны (коллинеарны), когда их центры вращения лежат на одной линии.

Рис.1.2 Соосность

1.3. Несоосность

Валы несоосны, если их центры вращения не лежат на одной линии во время работы машины.

Рис.1.3 Несоосность

1.4. Стационарные и подвижные машины

Когда центруют две машины, одну из них определяют как стационарную, а вторую – как подвижную. Обычно, приводные машины (например: насос) считаются стационарными, а приводы – подвижными (например: электродвигатели). Поэтому центровка выражается в определении положения подвижной машины относительно стационарной. В валопроводах , где составлены несколько машин (3, 4 или 5) чаще всего в качестве стационарной назначается самый тяжелый агрегат (например: редуктор).

Рис.1.4 Стационарная и подвижная машины

Центр вращения стационарной машины – это опорная линия, принятая за ноль. Несоосность определяется нахождением положения центра вращения подвижной машины относительно стационарной машины в двух плоскостях, горизонтальной (X) и вертикальной (Y).

Рис.1.5 Центр вращения стационарной машины – опорная линия. В системе координат плюс – это направление вправо по горизонтали и вверх по вертикали. Символы показывают часовые значения, соответствующие 9-и и 3-м часам по оси Х и 12-и часам по оси Y.

Рис.1.6 Положение подвижного центра вращения относительно стационарного

1.5. Горизонтальная центровка

Состояние несоосности, при виде сверху, корректируемое перемещением машины в боковом направлении, называется горизонтальной центровкой.

Рис.1.7 Горизонтальная центровка

1.6. Вертикальная центровка

Состояние несоосности, при виде сбоку, корректируемое подкладками (или самовыравнивающимися элементами Балтех) под передние и задние лапы машины, относится к вертикальной центровке

Рис.1.8 Вертикальная центровка

1.7. Виды несоосности

Большей частью обсуждения вопроса центровки валов начинаются с определения двух типов несоосности: параллельной и угловой. Наглядно они представлены на следующих рисунках.

Рис.1.9 Параллельная несоосность

Рис.1.10 Угловая несоосность

Эти иллюстрации соответствуют действительности, хотя они и акцентируют внимание на муфтовом соединении. На многих производствах центровка муфт выполняется прикладыванием линейки для устранения смещения и щупов для устранения раскрытия муфт. Глядя на специфичную точку вдоль линии вала, многие люди заменяют понятие «смещения» термином «параллельная несоосность». Такая трактовка подразумевает то, что оси вращения обеих валов расположены на равном расстоянии друг от друга во всех точках вдоль их длины.

В подавляющем большинстве случаев такой параллельности НЕ СУЩЕСТВУЕТ потому, что оба типа несоосности – параллельная и угловая – присутствуют всегда одновременно.

1.8. Смещение вала

Смещение – это отклонение положения от известной опорной точки. Смещения характеризуются величиной и направлением отклонения. При центровке валов смещением называют отклонение оси вращения одного вала относительно другого в заданной точке (или плоскости) вдоль его длины.

Замечания к рисунку ниже:

• Смещение относится к оси вращения вала подвижной машины относительно вала стационарной.
• В точке 1 ось вращения подвижного вала расположена на 0,35 мм ниже.
• В точке 2 ось вращения подвижного вала расположена на 0,12 мм ниже.
• В точке 3 ось вращения подвижного вала расположена на 0,05 мм выше.
• В точке 4 ось вращения подвижного вала расположена на 0,38 мм выше.

Рис.1.11 Смещение вала. Отклонение оси вращения одного вала относительно оси вращения другого в заданной точке (или плоскости) по длине вала.

Важно запомнить, что наша цель центровки – сделать оси вращения обеих валов соосными так, чтобы исключить смещение во всех точках по длине вала.

1.9. Угловая несоосность

Угловую несоосность проще определять как угловое взаиморасположение осей вращения двух валов. В большинстве примеров, связанных со смещением, опорный вал изображают параллельно (хотя это довольно редкая ситуация) для простоты восприятия. Поскольку два вала редко бывают параллельны, в нашем примере изображен подвижный вал наклоненным по отношению к опорному валу.

Рис.1.12 Угловая несоосность. Угловое взаимоположение осей двух валов.

Наклон может быть просто оценен, сначала определением разницы между смещениями вала, измеренными в двух плоскостях, ортогональных линии опорного вала, (смещение 1 – смещение 2), и делением этой разницы на расстояние между точками пересечения этих плоскостей с линией вала.

1.10 Обзор допусков на центровку

«ДОПУСКИ ЦЕНТРОВКИ» - предмет многих дебатов и один из часто задаваемых вопросов.

• Насколько плоха она может быть и до каких значений можно считать ее хорошей?
• Какова вибрация механизма?
• Какова частота вращения вала машины?
• Сколько времени затратить на эту работу?
• Какие подшипники установлены в машине?
• Как долго служат подшипники?
• Критична ли машина на рабочих режимах?
• Каков тип муфтового соединения?

Все ответы на эти вопросы важны; более важны на высокооборотных механизмах и критичных машинах, но для простоты мы спрашиваем о том, «НАСКОЛЬКО ТОЧНЫ мы должны быть?»

1.11. Пример таблицы допусков на центровку

Пока принимаются окончательные решения о принятии допусков на центровку отдельными предприятиями, основываясь на типе механизмов и условиях их работы, можно пользоваться общей таблицей допусков на центровку.

Частота вращения	Угловая несоосность		Параллельное смещение
Об/мин	мм /100 мм		мм
	Отлично	Допустимо	Отлично	Допустимо
0-1000	0,06	0,10	0,07	0,13
1000-2000	0,05	0,08	0,05	0,10
2000-3000	0,04	0,07	0,03	0,07
3000-4000	0,03	0,06	0,02	0,04
4000-5000	0,02	0,05	0,01	0,03
5000-6000	0,01	0,04	<0,01	<0,03

Табл. 1.1 Таблица допусков рекомендуемая компанией Балтех

Центровка по образующей муфты с помощью линейки

Применяется при грубом центрировании валов. Линейку прикладывают к образующей первой полумуфты по оси вала в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Визуально определяют радиальный зазор и угол наклона между линейкой и 2-0й полумуфтой, определяют величины сдвига опор

Точность такого способа не больше 500 мкм с учетом погрешности изготовления и дефектов поверхности до 1000 мкм.

Центровка по полумуфтам при помощи щупов

На одной из полумуфт жестко крепится измерительная стойка, нависающая над 2-ой полумуфтой. Измерение зазоров производят в 4-х положениях поворотом валов на угол 0º, 90º, 180º, 270º. При каждом положении замеряют радиальный и угловой зазоры (Р и а). В случае правильного выполнения зазоров выполняются равенства P 1 +P 3 = P 2 + P 4 ; a 1 + a 3 = a 2 + a 4 . Радиальный зазор – между щупом и поверхностью полумуфты; угловой – между торцами полумуфт возле точки измерения Р.

Центровка валов способом «обхода одной точкой»

В тех случаях, когда нет возможности поворота одного из валов при центровке, зазор между полумуфтами и величину радиального смещения измеряют при повороте только одного вала. При повороте одного из валов, с помощью набора щупов, контролируется зазор Р между штифтом и образующей полумуфты в радиальном направлении. Угловое смещение определяется как разность зазоров между полумуфтами, в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для того чтобы измерения проводились в одних и тех же точках на неподвижной полумуфте делают риски, относительно которых и производят измерения.Точность такой центровки очень низкая (300..500 мкм).

Центровка с помощью радиально-осевых скоб

Центровка при помощи одной или двух пар скоб (рисунок 5)

Данный способ центровки имеет высокую точность по сравнению с рассмотренными и не зависит от качества изготовления полумуфт. Для измерения зазоров используют штангенциркули, щупы и микрометры. Приспособление с одной парой применяют для агрегатов без осевого перемещения валов. Для компенсации осевых смещений при повороте используют две пары скоб. Угловая расцентровка на таких приспособлениях рассчитывается как разность двух пар (величин зазоров) скоб, измеренных при 180 0 и 0 0 .

Для приспособления с одной парой скоб расчет аналогичен случаю центровки при помощи щупов. Точность достигает 20-30 мкм, но данный способ требует больших затрат времени 12-16 часов) для 2-х - 4-х человек.

Центровка насосного агрегата с помощью индикаторов часового типа.

Перед соединением роторы должны быть расположены так, чтобы их упругие линии явились продолжением друг друга без смещения и излома (рисунок 1). Нарушение центровки влечет за собой повышенную вибрацию установки.

Центровочное приспособление включает в себя 3 индикатора часового типа. Индикатором Р измеряют радиальное расцентрирование, индикаторами А и В – осевое центрирование. Пределы измерения приборов от 0 до 10мм.После предварительной центровки устанавливают и настраивают приспособление. Показания фиксаторов в исходном положении фиксируют А 0 , В 0 и Р 0 . После поворота муфты на 180 0 снова снимают показания индикаторов А 1 , В 1 и Р 1 .

Коэффициент радиального смещения определяют по формуле:

Коэффициент радиального смещения находят по формуле:

Для определения коэффициентов радиальных и осевых смещений находят величины коррекции для передней и задней опор: где D – расстояние между точками опор индикаторов А и В. При полож значении коррекции опору приподнять, а при отриц – опустить соответс на вел V и H. Центровочные приспособления с лазерными излучателями используютсядля центровки оборудования с высокими требованиями на соосность валов. Отклонения от соосности измеряются при этом с точностью 1 мкм. Достоинства : -возможность компенсации влияния внешней вибрации; -для контроля соосности достаточно поворота валов на 60°;-высокая точность измерений. Недостатки отсутствие учета осевых смещений

По конструкции валы могут работать или совместно на изгиб и кручение (основной случай) или только на кручение (что реже), оси - работают только на изгиб. Основное их отличие в том, что

Вал передает момент вращения, а ось служит исключительно для соединения деталей (оси могут быть как вращающиеся, так и неподвижные).

Для правильной оценки прочности вала следует внимательно назначать воспринимаемую им рассчетную нагрузку, с учетом наибольших, хоть и редко встречаемых значений, так и в части ее изменений во времени с учетом абсолютных и относительных нагрузок различных уровней, важно насколько возможно точно выявить характер и величину нагрузок. Основным условием, определяющим надежность и долговечность эксплуатации электрических машин является правильно выполненная центровка валов.

Центровка валов включает в себя две основные операции: выверку оси общего вала (выверку линии валов) и собственно центровку, то есть устранение боковых и угловых смещений машин и механизмов.

Для обеспечения правильного распределение нагрузок между подшипниками валы соединяемых машин должны быть установлены в такое положение, при котором торцовые плоскости полумуфт в горизонтальной и вертикальной плосткостях будут параллельны, а оси валов продолжением одна другой, без смещений. Под действием собственного веса ротора ось вала каждой электрической машины принимает несколько изогнутую форму. Если соединяемые валы установить строго горизонтально, то изгибы осей валов приведут к тому, что торцовые плосткости полумуфт не будут параллельны и получат раскрытие сверху. В этом случае оси валов будут продолжением одна другой. При работе такого агрегата его валы будут вибрировать, оказывая вредное влияние на подшипники и другие части механизма.

Выверка линии валов по уровню . При одновременном монтаже двух частей (например, двигатель и генератор), для выполнения этой операции есть несколько способов.

Несоосностью валов называют такое их взаимное расположение, при котором центрируемые оси и имеют боковое (радиальное) или угловое (осевое) смещение относительно друг друга.
Величины допустимых смещений определяются конструецией применяемых муфт, имеющих разную компенсационную способность. Под компенсационной способностью следует понимать способность некоторых типов муфт компенсировать неточность выверки соосности валов соединяемых машин.

Валы, соединяемые при помощи жесткой поперечно-свертной муфты практически не допускают боковых и угловых смещений так как при таком соединении они должны работать как общий вал.

Технологическая последовательность операций по монтажу электрических машин зависит от их габаритов и способов поставки (в собранном или разобранном виде).

Перед центровкой валов должны быть выполнены следующие подготовительные работы: подготовка рабочего места; проверка шеек валов, проверка состояния полумуфт к насадке, нагрев полумуфт, насадка полумуфт, очистка и осмотр вкладшей подшипников, проверка положения шеек вала в нижних вкладышах, предварителльная проверка совпадения линии валов, проверка радиального биения валов и полумуфт, проверка полумуфт на осевое биение.

Остановимся на наиболее важных моментах

При подготовке муфт к насадке на вал необходимо замерить посадочное отверстие ступицы полумуфты и диаметр конца вала и убедиться в отсутствии конусности в отверстии полумуфты и на посадочной части вала.

Отверстие в ступице и посадочная часть вала должны иметь форму цилиндра. Для тяжелых условий работы полумуфты насаживают на валы в горячем состоянии с натягом, обеспечивающим необходимую прочность насадки. Величина натяга считается достаточной, если диаметр отверстия в ступице полумуфты, насаживаемой в горячем состоянии будет до нагревания меньши диаметре посадочного конца вана на 0,08-0,1 мм. на каждый 100 мм. диаметра вала.

При такой разнице в диаметрах создается натяг, обеспечивающий достаточную прочность насадки. Допускать слишком большую величину натяга не следует, так как это может привести к разрыву ступицы, при меньшем натяге возможно провертывание полумуфт на валу при передаче больших моментов.

При насадке полумуфт посадочный конец вала и отверстие в ступице должны быть очищены от осевшей на них пыли, заусенцев, шероховатостей и т.п.

Небольшие полумуфты с призматической шпонкой в холодном состоянии насаживают вручную. Для насадки полумуфты в горячем состоянии заранее подготавливают приспособления для переноса нагретой муфты, а также для ее насадки.

У двигателей с коническим концом вала на валу предусмотрена нарезка и коническая полумуфта насаживается на вал путем затяжки гайкой.

Перед сопряжением валов проверяют радиальное и осевое биение валов и насаженных полумуфт. Совпадение линий валов предварительно проверяют по полумуфтам при помощи измерительных инструментов.

Радиальное биение вала и полумуфт

Радиальное биение вала проверяют в нескольких плосткостях по длине вала. При этом окружность вала делят на восемь равных частей. Для проверки используют индикатор часового типа, который устанавливают на жесткое основание с таким рассчетом, чтобы измерительный стержень индикатора касался поверхности вала. Для проверки муфт на осевое биение два индикатора устанавливают в диаметрально противоположных точках торца полумуфты на одинаковом расстоянии от оси вращения вала. Для замеров окружность делят на четное число равных частей (например на 8) и торцевое биение определяют на основании восьми пар замеров. Если замер произведен правильно, то сумма верхего и нижнего зазоров равна сумме боковых зазоров (или разница не более 0,03 мм.).

В практике электромонтажных организаций применяют ряд своих способов центровки валов. К ним относятся:

Центровка валов при помощи одной или двух пар радиально-осевых скоб

При угловых смещениях валов т.е. когда а1+а3 больше или меньше а2+а4 (или b1+b3 больше или меньше b2+b4) для центровки рекомендуется применять две пары скоб, сдвинутых одна относительно другой на 180 градусов, как показано на рисунке а, причем одной парой скоб измеряют боковые и угловые зазоры, а другой только угловые на одинаковом расстоянии от оси, измерения проводят при повороте ротора на 0,90,180 и 270 градусов. После измерений проводят необходимые корректировки и перемещения.

Центровка валов по полумуфтам

В скобу вворачивают измерительный болт с контргайкой, боковые зазоры измеряют при помощи щупа между измерительным болтом (или индикаторов) и внешней поверхностью полумуфты, а угловые зазоры - между торцами полумуфт.
В каждом положении полумуфт (0,90,180,270) замеряют один боковой замер и два или четыре угловых зазора. Средние значения угловых зазоров при нескольких замерах определяют как среднее арифметическое путем деления суммы числовых значений зазоров на количество замеров.

Центровка с использованием электромагнитного прижима и индикаторов,

специальное приспособление позволяет производить измерения при центровке валов как индикаторами, так и пластинчатым щупом.

Центровка способом обхода одной точкой.

Если один из валов не может проворачиваться при центровке, зазоры между плоскостями полумуфт можно измерять и при вращении одного вала.

Для этого применяют специальное приспособление, прикрепляемое к полумуфте вала, который может вращаться, или скобы.

Центровка машин с одноопорным валом

В этом случае прицентрованный одноопорный вал одним концом опирается на предварительно выверенный подшипник, а другой его конец распологают так, чтобы выступ одной полумуфты попал в
выточку другой. Прицентрованный одноопорный вал опирается одним концом на поясок полумуфты, а другим, на свой подшипник. Между торцами полумуйт оставляют зазор 1-2 мм. Во время центровки обе полумуфты соединяют двумя-тремя болтами, диаметр которых меньше, чем диаметр болтов муфты. Болты пригоняют по отверстиям полумуфт. Затем производят прицентровку по полумуфтам, как и в случае валов с двумя опорами. Необходимые перемещения подсчитывают по тем же формулам, что и при центровке двух опорных валов одной парой скоб.

Центровка валов электрических машин с зубчатой передачей.

В этом случае за базу прицентровки принимают редуктор, а все перемещения производят за счет электрической машины, прицентровываемой к редуктору.

При этом следует учитывать, что вал ведущего колеса редуктора при работе обычно поднимается на величину вертикального зазора в подшипниках, поэтому вал центрируемого механизма устанавливают выше вала зубчатого колеса на упомянутую величину вертикального зазора.

Центровка валов многомашинных агрегатов

В многомашинных агрегатах прокатных станов, насчитывающих до пяти соединенных между собой механизмов или электрических машин, очень важным условием является линейная центровка валов
в процессе монтажа агрегата. В 3-5 машинных тихоходных преобразовательных агрегатах в качестве приводов используют синхронные двигатели нормального исполнения, подшипники которых не рассчитаны на дополнительные нагрузки от якорей генераторов, имеющим только по одному собственному подшипнику.
Для разгрузки приводных подшипников от дополнительных нагрузок применяют следующий метод: на подшипники агрегата устанавливаются отдельные валы в такое взаимное расположение одного, относительно другого, при котором плоскости фланцев имели бы неоторый угловой развал, который задан рассчетом. Для такого оборудование отдельно рассчитываются и указываются величины нагрузок на подшипники.
Перед началом работ по монтажу оборудования и выравниванию выполняют широкий спектр подготовительных работ.

Допуски на центровку

Проверенные после центровки скобами длиной 250-300мм. величины боковых и угловых зазоров при совместном повороте обоих роторов на 0, 90, 180 и 270 градусов (или 0, 120, 240 градусов) не должны отличаться более чем на 0,03 мм. При другой длине скоб допуски на угловые зазоры долдны быть изменены пропорционально длине скоб (соответственно в большую или меньшую сторону).

При центровке по полумуфтам для одних тех же положений вала боковые и угловые зазоры для муфт диаметром 400 - 500 мм. не должны отличаться более чем на 0,05 мм.

Величина допустимого биения конца вала обычно указывается изготовителем и зависит от быстроходности машин.

Окончательная установка линии валов.
При монтаже средних крупных электрических машин, вертикальное и горизонтальное перемещение ротора в небольших пределах (во избежание нарушения необходимого прилегание шеек вала в обоих нижних подшипниках) производят соответствующим перемещением стоек подшипников. Следует учесть, что при установленном статоре такое перемещение стоек вместе с самим ротором требует соответствующего перемещения и самих статоров, так как в противном случае нарушатся зазоры между статором и ротором.

Правильное положение ротора достигается перемещением фундаментной плиты. После нескольких перемещений фундаментной плиты и стоек подшипников под ними может оказаться большое количество временных прокладок которые следует поочередно заменить постоянными, изготовленными под соответствующие размеры. Устанавливать их следует достаточно плотно, но без ослабления других прокладок, что проверяют щупом или простукиванием. Затем проверяют затяжку анкерных болтов, болтов, крепящих стойки и центровку, после чего приваривают коротким швом гайки анкерных болтов к плите, закрепляют болтами жесткие полумуфты, а также окончательно проверяют центровку и зазору между статором и ротором.

Необходимо также убедиться в том, что при вращении ротор не задевает щитов статора. Для этого у средних и крупных электрических машин производят пробную установку щитов статора. При наличии задеваний несколько уменьшают разбег ротора путем передвигания подшипников в осевом направлении. После этого устанавливают контрольные конические штифты в стойки подшипников и лапы статора. Сначала устанавливают неизолированные штифты, а затем - изолированные.

Сборка, пригонка и соединение муфт

Перед соединением машин с жесткими или полужесткими муфтами необходимо убедиться в отсутствии на торцевых поверхностях полумуфт выбоин, царапин заусенцев и других неровностей, после чего произвести развертку просверленных начерно отверстий для соединительных болтов.
Каждое отверстие развертывают одновременно в обоих полумуфтах (они должны быть предварительно стянуты болтами). Затем до и после установки всех болтов следует определить радиальные биения каждой полумуфты в четырех точках, отстоящих одна от другой на 90 градусов.

если в результате неточной развертки биение превысит допуск на центровку, нужно все отверстия заново развернуть развертками большого диаметра и заменить соединительные болты.

Подвижные соединенния. выполненные при помощи зубчатых муфт, после сборки проверяют на возможность осевого углового смещения валов из-за нагревания, достаточность зазора между крышками и торцами зубьев ступиц, а также между торцами ступиц. Кроме того, в зубчатых муфтах проверяют зазоры в зацеплениях и правильность шага зацепления зубьев (допускаются отклонения по толщине зуба и в шаге +/ - 0,05 мм).

При сборке пружинных муфт проверяют размеры пазов между зубьями полумуфт (они должны быть строго одинаковы) и возможность осевых перемещений пружин.
Кроме того, необходимо убедиться в отсутствии защемлений пружин.

У пальцевых эластичных муфт проверяют диаметры резиновой и кожанной набивок, а также отверстий для них. При этом следует иметь ввиду, что эластичная часть пальцев должна свободно входить в отверстия (разница в диаметрах допускается 2-4 мм). Зазоры между торцами полумуфт допускаются в пределах 5 -8 мм.

Обязательным условием при сборке и подгонке муфт является равномерное прилигание эластичной части всех пальцев к поверхности отверстий по всей их длине (в ведомой полумуфте).

Правильное положение пальцев проверяют следующим образом:
после установки каждого пальца устанавливают наличие смещения одной полумуфты по отношению к другой путем легкого покачивания одного из роторов в обе стороны. При этом необходимо добиться, чтобы величина смещения каждого из пальцев была одинаковой. Если при установке какого-либо пальца смещение не обнаружено, причиной этого может быть неправильная установка или обрабока пальца или неправильные размеры расточки отверстия в ведомой полумуфте.

Для нормальной работы подшипников и самой электрической машины соединяемые валы электрической машины и приводного механизма должны составлять единый вал. Устройствами, служащими для соединения валов между собой и передачи вращающего момента, являются муфты. Типы муфт по характеру соединяемых валов и компенсационной способности приведены в табл. 1 и на рис. 5.

Рис. 1. .
а - жесткая фланцевая; б - втулочно-пальцевая; в - упругая с резиновыми пластинами; г -зубчатая; 5 -переменной жесткости (пружинная); 1, 2 - точки измерения радиального и торцевого биения.

Жесткие фланцевые муфты для соединения одноопорного вала электрической машины снабжены центрирующим выступом, диаметр которого должен быть меньше диаметра заточки второй полумуфты на 0,03-0,08 мм. Допустимая окружная скорость стальных муфт - до 70 м/с, чугунных - 30 м/с, материал для изготовления муфт: сталь 35 или чугун СЧ21-40.

Зубчатые муфты состоят из двух зубчатых втулок и двух зубчатых обойм, соединяемых вместе, или одной целой обоймы. Муфты должны работать в масляной ванне. Между муфтой и машиной должен быть зазор, обеспечивающий возможность смещения обоймы полумуфты для контроля зазора между валами. Перекос оси каждой втулки относительно оси обоймы, вызываемой несоосностью соединяемых валов, допускается на угол не более 0°30".
Втулочно-пальцевые муфты изготовляются из чугуна СЧ21-40 или из СтЗ, пальцы из стали 45 и втулки из резины с пределом прочности на разрыв не менее 80 кгс/см2 (8 МПа) и относительным удлинением не менее 300% или из кожи. Зазор в пальцах не должен превышать 0,3-0,6 мм.
Пружинные муфты. Пружины уложены в специальные пазы, расположенные параллельно оси. Пружины закрыты разъемным кожухом, полость которого заполнена консистентной смазкой.
Шпонки. Для передачи вращающего момента от вала к муфте служат шпоночные соединения. Применяются шпонки следующих типов:
1) призматические, поперечное сечение прямоугольное, противоположные грани параллельны; создают ненапряженное соединение, передают только вращающий момент;
2) сегментные, создают ненапряженное соединение, передают небольшие вращающие моменты, применяются для валов диаметром до 58 мм;
3) клиновые, передающие вращающий момент при наличии некоторого осевого усилия;
4) тангенциальные, создают напряженное соединение, передают большие крутящие моменты и осевые усилия, применяются при ударных и знакопеременных нагрузках, устанавливаются на вал под углом 120°, состоят из двух односкосных одного уклона 1:100) клиньев, составленных так, что рабочие грани шпонки взаимно параллельны.
Наибольшее распространение получили призматические шпонки. Призматические шпонки выбирают по наибольшему передаваемому вращающему моменту.

Шпонки изготовляются из стали марок: Стб, сталь 40, сталь 45 с временным сопротивлением на разрыв не ниже 60 кгс/мм2. Размеры призматических шпонок и пазов приведены в табл. Размеры призматических шпонок и пазов электрических машин .

Насадка полумуфт на валы электрических машин производится, как правило, на заводе-изготовителе. В отдельных случаях насадка полумуфт производится и на монтажной площадке.
Для крупных машин предусматривается горячая посадка полумуфт по 2-му классу точности. Натяги, обеспечивающие достаточную прочность посадки, приведены в табл. Натяги при посадке полумуфт .

Перед насадкой полумуфт на валы машин необходимо убедиться, что натяг не более приведенного в табл. Натяги при посадке полумуфт . Натяг определяется как разность диаметра вала и диаметра ступицы полумуфты, замеренных, как показано на рис. 2.

Так же подгоняют шпонку, размеры шпонки и паза должны соответствовать данным табл ., шпонка должна размещаться в пазу вала плотно, с некоторым усилием (зазор по ширине шпонки и паза ступицы 0,05-0,1 мм).

Рис. 2. .
а - измерение диаметра ступицы полумуфты; б - измерение диаметра конца вала,

Нагрев полумуфт производят одним из следующих способов: в масляной ванне; индукционным методом токами промышленной частоты; газовыми или керосиновыми горелками. Нагрев полумуфт контролируют при помощи шаблона, который больше диаметра отверстия полумуфты на величину 2--3-кратного натяга. После насадки полумуфт и охлаждения проверяют торцевое и радиальное биения их. Места установки индикаторов часового типа показаны на рис. 2, значения допускаемых торцевых и радиальных биений полумуфт приведены в табл. допустимые биения полумуфт электрических машин , при больших значениях полумуфты должны протачиваться.

Методы центровки и приспособления. Допуски на центровку валов

Под центровкой валов понимается установка их в такое взаимное положение, когда вал электрической машины и вал производственного механизма (или вал другой электрической машины) являются как бы продолжением друг друга. При этом положения валов относительно друг друга могут различаться в зависимости от типа муфт и их компенсационных способностей в радиальном и осевом направлениях на значения не более приведенных в табл. Допускаемая несоосность валов электрических машин .

Проверка взаимного положения установленных валов осуществляется центровочными приспособлениями по полумуфтам в диаметрально противоположных точках. Угловой перекос валов также замеряется по полумуфтам, причем значения, приведенные в табл., относятся к полумуфтам, замеры на которых произведены на расстоянии 300 мм от оси вала. При измерениях на других расстояниях допуски на угловое (осевое) смещение валов должны быть пропорциональными.
Визуальная проверка взаимного положения валов производится по рискам, нанесенным на обод полумуфты через 90° при помощи центроискателЯ) изображенного на рис. 3. Риски наносятся на соответствующие полумуфты до установки машины на фундамент. Угольник центроискателя устанавливается на обод полумуфты таким образом, чтобы линейка прилегала к торцевой плоскости полумуфты, разметочная линейка 4 устанавливается на обод полумуфты. Риски наносятся чертилкой на ободе полумуфты и на торцевой плоскости по линейкам 4 и 3. Приспособление поворачивается на 90°, точность установки 90° проверяется при помощи движка с установочной линейкой 3.
Поворачивая таким образом приспособление, наносят четыре риски 1 через 90° на ободе полумуфты. Если диаметры двух полумуфт равны, а муфты смещены друг относительно друга на величину а, то необходимо один из валов передвинуть по вертикали либо вбок (рис. 4).
Если линейка, приложенная к рискам полумуфты машины, к которой прицентровывается другая машина, или к полумуфте приводного механизма, совпадает с риской центрируемой машины, то угловое смещение (перекос) валов отсутствует. Если между линейкой и риской имеется угол, то конец центрируемого вала перемещается по вертикали либо вбок до тех пор, пока риски не совпадут.

Рис. 3. .
а - параллельное смещение; б - угловое смещение; 1 - риски.

Рис. 4. . 1 - муфта; 2 - линейка; 3 - установочная линейка; 4 - разметочная линейка.

Точная проверка взаимного положения валов производится при помощи центровочных скоб или приспособлений с индикаторами часового типа, с магнитным или ленточным прижимом, показанных на рис. 5 и 6. Размеры центровочных скоб приведены в табл. Размеры центровочных скоб .

Рис. 5. .
1 - полумуфта установленной машины; 2 - стягивающие хомуты; 3 - наружная скоба; 4 - измерительные болты; 5 - внутренняя скоба; 6 - полумуфта устанавливаемой машины.

Рис. 6. .
а - с ленточным прижимом; б - с электромагнитным прижимом.

Проверку производят при совместном проворачивании валов на 90, 180, 270°. При измерениях должна исключаться возможность изменения зазоров между полумуфтами за счет осевых разбегов вала. При наличии влияния осевых разбегов на измерения необходимо пользоваться двумя центровочными приспособлениями, расположенными по диаметру полумуфт. Результаты измерений записываются, как показано на рис. 7. Разность показаний в диаметрально противоположных точках при измерении на расстоянии 300 мм от оси вала должна быть не более значений, приведенных в табл. Регулировку положения валов производят подбиванием клиньев под фундаментной плитой или регулировкой высотного положения установочных инвентарных приспособлений. Проверку взаимного положения вала приводного двигателя и приводимого механизма, если последний невозможно проворачивать, производят методом обхода одной точкой, т. е. проворачивая вал приводного двигателя, как показано на рис. 8. При проверке взаимного положения одноопорных валов, соединенных жесткими фланцевыми муфтами с центрирующим выступом, производят измерение только углового перекоса (осевого смещения). Взаимное положение валов приводного двигателя и приводимого механизма, соединяемых при помощи промежуточного вала, проверяют после жесткого соединения промежуточного вала с приводным двигателем или приводимым механизмом. В случае отсутствия промежуточного вала проверку производят по струне, как показано на рис. 9.

Рис. 7.

Рис. 8. .
1 - вал двигателя; 2 - центровочная скоба; 3 - полумуфта двигателя; 4 - штифт; 5 - полу муфта приводного механизма; 5 -вал приводного механизма; 7 - щуп.

При регулировке взаимного положения валов электромашинных агрегатов следят, чтобы уклоны шеек валов на крайних подшипниках, измеренные при помощи уровня, были одинаковыми по величине и противоположными по направлению.

Рис. 9. Центровка валов «по струне ».
1 - вал двигателя; 2 - угольник; 3 - визирная струна; 4-вал редуктора клети; 5 - места замера зазоров.

При определении перемещения подшипников при регулировке взаимного положения валов методом расчета пользуются следующими формулами:

где у и Х - горизонтальное и вертикальное перемещения подшипника, ближайшего к муфте; у2, х2 - горизонтальное и вертикальное перемещения подшипника, дальнего от муфты; l1 - расстояние от муфты до ближайшего подшипника; l2 - расстояние от муфты до дальнего подшипника; r - расстояние от центра вала до точки измерения осевого зазора.

Осевой разбег вала в подшипниках скольжения

Осевой разбег ротора при диаметрах вала до 200 мм устанавливается в 2-4 мм, а при диаметрах вала более 200 мм -2% диаметра. Разбег устанавливается в обе стороны от центрального положения якоря (ротора), определяемого магнитным полем.
Осевые зазоры между заточками вала и торцами вкладышей устанавливаются в соответствии с указаниями завода-изготовителя. В случае отсутствия специальных указаний осевые зазоры устанавливаются равными.

Выверка и наладка передач, соединяющих валы двигателя и машины, необходимы для нормальной работы электропривода. Они выполняются в процессе монтажа электропривода и заключаются в том, чтобы добиться необходимого расположения электродвигателя относительно закрепленной рабочей машины. Их взаимное расположение определяется видом передач. Различные передачи выверяют различными способами.

Достаточно трудоемкой является выверка непосредственных соединений валов электродвигателя и рабочей машины или механизма с помощью муфт. Для нормальной работы электропривода здесь требуется такое взаимное расположение ЭД и производственного механизма, при котором оси их валов находились бы на одной прямой линии. Подобную выверку передачи часто называют центровкой. Добиться точного выполнения этих требований бывает трудно, поэтому допускаются некоторые отклонения от них. К высокоскоростным электроприводам и жестким соединениям (например, с помощью поперечносвертной муфты) предъявляются более жесткие требования, чем к низкоскоростным электроприводам и эластичным (упругим) соединениям.

Непосредственные соединения выверяют в два приема: предварительно и окончательно. Предварительная выверка может выполняться с помощью металлической линейки (без специальных приспособлений) следующим образом. Линейку прикладывают ребром к ободу в верхней точке полумуфты на валу машины и проверяют, есть ли зазор между ребром линейки и второй полумуфтой. При наличии зазора под лапы электродвигателя подбивают стальные прокладки толщиной 0,5-0,8 мм до его ликвидации. Если таких прокладок требуется более трех-четырех, их заменяют одной соответствующей толщины, так как большое число прокладок нарушает центровку двигателя при закреплении. Осевое смещение определяют, прикладывая линейку к боковым поверхностям полумуфт, а осевые зазоры устраняют поворотом электродвигателя в горизонтальной плоскости.

При высокой точности центровки пользуются специальными скобами, которые закрепляют на ступицах обеих полумуфт с помощью болтов и хомутов (рисунок 8, а). Зазоры А и Б замеряют с помощью щупов в четырех точках по окружности через 90°, начиная с верхней точки. Изменяя положение вала электродвигателя, добиваются равенства одноименных зазоров при любом угле поворота.

Рисунок 8 – Выверка соосности валов электродвигателя и машины при соединении их муфтами:
а - с помощью скоб; б - с помощью изогнутых проволок; 1 - вал машины; 2 - скобы; 3 - вал электродвигателя; 4 - проволока; 5 - полумуфты.

Выверку соединений муфтами валов двигателя и рабочей машины в производственных условиях часто выполняют с помощью двух жестких проволок, закрепленных на ступицах обеих полумуфт. Свободные концы предварительно заточенных на конус проволок загибают навстречу друг другу буквой Г (рисунок 8, б). Между остриями стрелок оставляют небольшой зазор (до 1 мм). Обе полумуфты скрепляют болтом (не жестко) и вращают от руки. Изменение зазоров между проволочками в очках 0°, 90°, 180° и 270° замеряют щупом или определяет визуально. При вращении полумуфт добиваются такого положения двигателя в вышеуказанных точках, чтобы зазоры не изменялись.

Электродвигатели с выверенной передачей закрепляет на опорном основании с помощью болтов и гаек и снова выверяют точность установки, так как при закреплении центровка может быть нарушена.

При выверке ременных передач добиваются, чтобы валы электродвигателя и рабочей машины были параллельны, а поперечные оси шкивов находились на одной прямой. Несоблюдение этих условий при плоскоременной передаче приводит к спаданию ремня, а при клиноременной - к преждевременному ее изнашиванию.

В зависимости от межосевого расстояния выверку можно осуществлять металлической линейкой (при малом), либо с помощью нитки или тонкой проволоки (при любом межцентровом расстоянии). При одинаковой ширине шкивов двигатель перемещают до тех пор, пока натянутая нитка не коснется одновременно четырех диаметрально противоположных точек на торцах обоих шкивов. Если межцентровое расстояние небольшое, то для этой цели удобнее пользоваться металлической линейкой, которую прикладывают к шкивам боковой поверхностью (ребром) и добиваются касания четырех диаметрально противоположных точек шкивов.

Если ширина шкивов различная, выверочную линейку прикладывают ребром к двум диаметрально противоположным точкам на торце большего шкива и добиваются, чтобы зазоры между линейкой и крайними точками на торце меньшего шкива были равны половине разности ширины шкивов. В случае, если межосевое расстояние больше длины линейки, то выверить передачу можно с помощью отвесов, переброшенных через поперечные оси шкивов, под которыми натянута нитка.

После выверки передачи электродвигатель закрепляют на опорном основании, передачу закрывают защитным кожухом, обмотки двигателя соединяют по соответствующей схеме и подключают к источнику питания.

Рисунок 9 – Выверка установки электродвигателя с ременной передачей при разной ширине шкивов

Перед окончательным закреплением выверяют горизонтальное положение двигателя, а также совпадение его оси с осью вала приводимого механизма (выверка линии валов). При ременной передаче такую выверку выполняют с помощью стальных линеек, прикладываемых к торцам шкивов (при одинаковой их ширине). Если ширина шкивов разная, выверку делают шнуровыми отвесами (рисунок 9). От приводимого шкива до пола опускают два отвеса Л и Б и протягивают между ними шнурок, образующий прямую линию. От середины шкива электродвигателя тоже опускают два отвеса В и Г и перемещают электродвигатель до совпадения отвеса его шкива со шнуром.