О П И С А Н И Е   И З О Б Р Е Т Е Н И Я                          SU   1663390  А1
                К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ                               G 01 B 5/25, 5/24
__________________________________________________________________________________________________

(21) 4689467/28
(22) 05.05.89
(46) 15.07.91. Бюл. № 26 
(71) Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики 
     при Ростовском государственном университете 
(72) А.Я.Сапотницкий 
(53) 531.717(088.8)
(56) Авторское свидетельство СССР N 1564434, кл. G 01 B 5/25, 1989.
(54) СПОСОБ ЦЕНТРОВКИ ТУРБОАГРЕГАТА

(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в процессе капитального ремонта турбоагрегатов.   Целью изобретения является повышение точности центровки турбоагрегатов. В способе перед остановкой турбоагрегата на ремонт измеряют в рабочем состоянии параметры, характеризующие положение роторов в цилиндрах в районе контрольных расточек, сравнивают с аналогичными параметрами, измеренными в статическом состоянии, и учитывают изменения, происходящие при переходе турбоагрегата из рабочего состояния в статическое при определении оптимального положения и при установке внутренних деталей цилиндров.


      Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в процессе капитального ремонта турбоагрегатов.
      Цель изобретения - повышение точности центровки.
      В известном способе центровки, заключающемся в том, что измеряют в статическом состоянии несоосность каждой пары роторов по полумуфтам и положение роторов в цилиндрах по контрольным расточкам, определяют оптимальное относительно имеющихся расцентровок пространственное положение сцентрованного турбоагрегата и производят перемещение всех стыкуемых частей турбоагрегата к этому положению, после чего дорабатывают и устанавливают внутренниедетали цилиндров, по данному способу в рабочем состоянии перед остановкой турбоагрегата на ремонт измеряют параметры, характеризующие взаимное положение каждого ротора и его цилиндра, затем после остановки роторов производят аналогичные измерения в тех же пространственных точках в статическом состоянии, по разности измерений определяют происходящие изменения при переходе от рабочего состояния к статическому и учитывают эти изменения при нахождении оптимального положения и установке внутренних деталей цилиндров.
      Особенностью центровки турбоагрегата при его ремонте является то, что перед этим в течение нескольких лет турбоагрегат находится под воздействием температурных и механических воздействий. В результате непрерывного длительного воздействия этих факторов в металлах происходят структурные изменения, которые приводят к изменению упругих деформаций и динамических характеристик. Другой особенностью является то, что перед остановкой на ремонт турбоагрегат находится в рабочем расстоянии и, следовательно, есть возможность измерить реальные зазоры между статорными и роторными деталями, Если произвести такие измерения в районе всех контрольных расточек в горизонтальной и вертикальной плоскостях до и после остановки ротора, то по этим измерениям можно определить реальные изменения положения роторов относительно цилиндров, а также рассчитать относительное изменение изломов осей и относительные радиальные смещения роторов. Эти параметры позволяют составить уточненную систему уравнений центровки, найти и выполнить такой вариант, который обеспечит центровку турбоагрегата в рабочем состоянии. При этом учитывается, что при ремонте валы роторов и цилиндры практически не изменяются, заменяются или дорабатываются только внутренние детали (уплотнения, лопатки, и т.д.), которые на изменения взаимного положения при переходе от статического положения к рабочему мало влияют. Если даже произойдет частичный возврат к "идеальным" (расчетным) изменениям зазоров (если валы роторов ремонтировались), то и в этом случае через некоторое время изменение положения роторных и статорных деталей станет таким же, как и до ремонта, или, по крайней мере, будет значительно ближе к измеренным, чем к расчетным (идеальным).
      При реализации способа датчики могут располагаться и на роторах, а измерение относительного изменения зазоров в вертикальной и горизонтальной плоскости производится при их вращении путем установки ответных частей этих датчиков в требуемых местах или путем синхронизации.
       Способ центровки турбоагрегата осуществляется следующим образом.
      В рабочем состоянии измеряют параметры (зазоры), характеризующие взаимное положение роторов и цилиндров, затем измеряют те же параметры и несоосность каждой пары роторов в статическом состоянии, определяют происходящие изменения во взаимном положении стыкуемых частей турбоагрегата при переходе от рабочего состояния к статическому, находят оптимальное положение сцентрированного турбоагрегата с учетом этих изменений и производят перемещение всех стыкуемых частей турбоагрегата к этому положению, после чего дорабатывают и устанавливают внутренние детали цилиндров так, чтобы обеспечить их соосность с роторами в рабочем состоянии.
      На чертеже показана условная линия роторов с датчиками зазоров, установленными в цилиндрах вблизи контрольных расточек турбоагрегата.

Фиг.1

      Условная линия состоит из двух роторов 1 и 2, которые соединены полумуфтой D, каждый из них расположен в своем цилиндре 3 и 4. Вблизи контрольных расточек в цилиндрах установлены датчики 5-8 зазоров, измеряющие взаимное смещение роторов и цилиндров в вертикальной плоскости. Аналогичные датчики устанавливаются для измерительной плоскости. Аналогичные датчики устанавливаются для измерения смещений в горизонтальной плоскости. Эти датчики, верхние половины цилиндров, подшипники и другие детали турбоагрегата на чертеже не показаны. Пусть измеренные относительные изменения зазоров в контрольных расточках при переходе от рабочего состояния к статическому соответственно будут а1, а2; а3; а4. Расстояние между датчиками 5 и 6 равно L1, между 7 и 8 - L4. Расстояние от полумуфты до ближайших датчиков L2 и L3. Диаметр полумуфт равен D (фиг.1). Для составления уравнения центровки и нахождения оптимального положения необходимо по измеренным относительным изменениям зазоров в контрольных расточках найти изменения излома осей (dА) и относительного радиального смещения (dR). Изменение излома осей (dА) и радиального смещения (dR) от единичного смещения в контрольных расточках определяется в общем виде по формулам:
По результатам измерений определяют взаимное положение осей по формулам:
         dA = +-(D) / L ;     dR = +- (Ln) / L ,
  где:   L - расстояние между контрольными расточками (датчиками).
         Ln - расстояние от полумуфты до контролируемой расточки (датчика).
Подставив измеренные относительные изменения зазоров и суммируя, получают:
         dA = D [(a1 - a2) / L1 + (a4 - a3) / L4] ;
         dR = (L2 / L1)*(a1 + a2) + (L3 / L4)*(a3 - a4) + a3 - a4 ;
По аналогии составляют уравнение центровки:
       m     c
      ---   ---
      >      >   Aij Xi = -(Fj + dFj)     (1)
      ---   ---
      i=1   j=1
  где:  Aij - элемент матрицы зависимости излома осей, относительных радиальных смещений роторов в полумуфтах и смещения роторов в расточках от сдвига на величину Хi отдельного i-го подшипника;
         m - общее число подшипников;
         с - общее число всех расточек, изломов осей; относительных радиальных смещений во всех полумуфтах в одном из направлений, вертикальном или горизонтальном;
         j = 1.2...c;     i = 1,2,...m;
         Fj - измеренная в статическом состоянии величина излома осей, относительного радиального смещения или смещения ротора в расточке;
         dFj - относительное изменение зазора в расточке, относительное изменение излома осей или относительное изменение радиального смещения при переходе от рабочего состояния к статическому.
Система (1) переопределенная (число полумуфт и расточек превосходит число подшипников).
Поэтому оптимальное положение ищут, по критериям оптимальности, по формуле:

        

 где:  Кj - коэффициент, учитывающий трудоемкость доработки контрольной расточки;
       Мj - остаточное смещение в контрольной расточке после перемещения подшипников;
       dМ - относительное изменение зазоров в контрольной расточке при переходе от рабочего состояния к статическому;
       n - общее число контрольных расточек;
       m - общее число подшипников;
       Ki - коэффициент, учитывающий трудоемкость перемещения подшипника;
       Хi - величина требуемого для обеспечения центровки перемещения подшипника;
       N - число контрольных расточек, остаточное смещение в которых после перемещения подшипников не превышает допуск;
       Р - число не перемещаемых при центровке подшипников.

      Для решения переопределенной системы (1) требуется, чтобы выполнялись все условия во всех полумуфтах и определяют такие смещения подшипников Хi, при которых положение линии валопровода удовлетворяет выбранному критерию оптимальности (2).
      Таким образом, задача сводится к определению минимума нелинейного функционала (2). Его находят перебором дискретного ряда значений.
      Из расчета получаем требуемые для центровки смещения подшипников, необходимые для этого изменения толщин прокладок, а также остаточное смещение роторов относительно контрольных расточек (в рабочем состоянии). По этим данным производят центровку роторов, а также обрабатывают и устанавливают внутренние детали цилиндров.
      Измерение относительного изменения зазоров в контрольных расточках при переходе от рабочего состояния к статическому позволяет найти более правильное положение сцентрированной линии валопровода и установить внутренние детали цилиндров так, чтобы обеспечить их точную центровку в рабочем состоянии. Это позволяет уменьшить осевое течение, что в свою очередь повышает КПД турбоагрегата.


         Ф о р м у л а      и з о б р е т е н и я:
      Способ центровки турбоагрегата, состоящего из ряда роторов, заключающийся в измерении в статическом состоянии несоосности каждой пары, по их полумуфтам и положения роторов в цилиндрах по контрольным расточкам, определении оптимального пространственного положения турбоагрегата и одновременном перемещении всех частей турбоагрегата к этому положению с последующей доработкой и установкой внутренних деталей турбоагрегата, о т л и ч а ю щ и й с я   тем, что, с целью повышения точности центровки, перед измерением в статическом состоянии измеряют параметры, характеризующие взаимное положение роторов и цилиндров в рабочем состоянии, производят сравнение результатов измерений аналогичных параметров в статическом и рабочем состояниях и учитывают их разность при нахождении оптимального положения и установке внутренних деталей цилиндров.



Hosted by uCoz