离心机的大型精密轴系装调

来源： 2007年02月03日 11:04

刘洪丰　温泽英　杨　凯　张　敏　房秀莲
摘　要:简要介绍了所研制的大型精密离心机主体结构形式。根据轴系装配技术要求和实际工况确定了轴套吊装的基本方案,提出了详细周密的吊装技术保障措施,完成了主轴装配工作。检测结果表明达到了预期的技术指标要求
关键词:惯导测试设备　精密离心机　装配　主轴　精密检测
1 　结构特点
我们研制的大型精密离心机属惯导测试设备,用来在高过载条件下标定加速度计模型方程中的非线性系数。对于影响总体精度指标的主轴回转支承系统,我们采用了回转精度高、刚度大、承载能力强的液体静承。其中主轴部件由主轴、电动机定子、推力轴承导轨座组成（图1） ;轴套部件由轴套、电动机转子和直径<1 990 mm 的推力盘组成（图2） ,主轴与轴套配合长度为1 350 mm ,轴承直径为<480 mm ,设计配合间隙单边0. 04 mm。径向轴承在1 350 mm的长度上分上下两排各4 个油腔;主推力轴承由主轴部件机座上部的8块油垫与<1 990 mm 推力盘下端面组成;辅助环行推力轴承由主轴下部的环形油腔与轴套下端面组成,形成开式结构形式。需要吊装的轴套部件重量为4. 5 t 。

　　由此看出,离心机轴套安装具有吊装质量大、配合长度长、配合间隙小、精度要求高等技术特点,属大型精密零部件装配工作。既要保证安装精度、确保设备完好无磕碰划伤,又要保证现场操作人员安全,难度较大。我们在装配过程中利用了一些特殊方法和工艺,将直径<480 mm、长1 350 mm的轴和轴套实现了对接。
2 　轴系装配
2.1 　方案确定
　　为保证吊装工作的顺利进行,我们精心地准备了两套吊装方案。在完成大型零部件的精密检测,摸清实际工况的基础上,*套方案采取轴和套同轴度检测、微调对心、设计和安装导向套、油液润滑等技术措施,保障吊装顺利进行。除此之外,我们还准备了一套热装配备用方案。轴套外部采用线圈加热,主轴内部采用干冰制冷,内冷外热,争取使装配间隙膨胀到0. 1mm ,以确保成功。在加热制冷的过程中采取措施,防止主轴骤冷冻裂和电动机转子漆包线毁坏。
2.2 　前期准备工作
　　由于大型零部件的检测受受力变形、温度变形、环境洁净度、操作者等因素的影响较大,为此我们采取合理选择支承点、恒温48 h、汽油清洗、多次测量取平均值、尽量减少测量时间等方法来提高检测精度。利用电子水平仪、电感测微仪、量块、表架等仪器和工装完成了轴承配合间隙、主轴外圆和轴套内孔圆柱度、主轴上端面和<480 mm 外圆垂直度、轴套上端面和<480 mm内孔垂直度等项目的检测工作。其中轴承配合间隙为0. 035～0. 045 mm ,主轴上端面和<480 mm 外圆的垂直度为3″,轴套上端面和<480 mm 内孔垂直度为3″。这些数据的获得为以后轴套吊装工作打下了基础。
2.3 　吊装方法
（1）主轴调平　利用电子水平仪和平尺测量,调整离心机机座使得主轴上端面水平度在1″左右,并稳定一段时间再测再调。
（2）轴套调平　16 t 吊车下面挂8 t 手拉葫芦,通过4 个吊环起吊轴套部件。利用电子水平仪监测,调整4 个吊环钢丝绳的长短,使得轴套上端面水平度在5″左右,相当于轴套倾斜0. 03 mm。
（3）轴和套的同轴度检测　两台T3000 经纬仪互成90°放置,瞄准主轴外圆两条母线,分别得到两个读数值α1 和α2 ,由此计算出主轴轴线方位角α为
α =α1 +α2/2
同时求出主轴轴线到经纬仪轴线的距离L 为
L =r/sin（α2 - α1/2）
　　经纬仪读数头俯仰方向运动, 瞄准轴套部件电动机整流子外圆母线,得到β1 和β2 ,计算出轴套内孔轴线方位角β为
β =β1 +β2/2
　　由此即可计算出轴套内孔轴线相对主轴轴线的偏移方向和偏移量Δ为
Δ = L ·sin （β - α）
　　为提高可靠性,还可以考虑配合光隙法判断轴套部件的偏移方向和偏移量, 由操作人员站在顶板上由上向下观察主轴外圆和轴套内孔之间透光量是否均匀一致。综合X 、Y 两方向的瞄准情况牵引钢丝绳进行轴套、主轴调心工作。
（4）微调装置　吊车前后左右运动可使轴套与主轴基本对准, 手拉葫芦可使轴套部件作上升、下降运动。在手拉葫芦上端挂3 根<10 mm 的钢丝绳,通过调节螺杆固定在地面上,其中的两根钢丝绳排列方向与瞄准用经纬仪相一致,以方便X 向、Y 向调整定位。
（5）导向套设计与安装　为保证吊装顺利进行并防止轴套内孔划伤, 我们设计了导向套。导向套安装在主轴上端面上, 外圆为<480 mm ,锥度1∶50 ,高200mm ,材料为硬铝。利用千分表等测量工具调整导向套与主轴同轴度在3μm 左右,然后固定导向套。
（6）定向和润滑　径向轴承供油压力额定值为1MPa ,为使其既起到定向和润滑作用又不至于卡住轴套,开启径向轴承额定压力值的30 %。在主轴、导向套外圆面以及轴套内孔上涂抹液压油润滑。
3 　实际效果
　　通过采取以上周密的技术和工艺措施,在未采取任何特殊工艺的情况下,安装在8 h 内完成。开启三套轴承,轴承运转灵活无丝毫卡滞现象。经过测试,轴承径向跳动1. 5μm、轴向窜动1. 5μm、角晃动1″以内,*达到了设计指标要求。
4 　结语
　　总结这次吊装工作的成功经验,大型零部件检测、主轴和轴套的调平以及轴套和主轴同轴度检测工作是至关重要的。没有必要的检测手段,就很难保证吊装工作的顺利进行。由于没有轴套部件电动机整流子外圆与轴套内孔同轴度的数据,因此在调心过程中采用经纬仪瞄准的方法,加上光隙法进行观察,事实证明是可行的。考虑到经纬仪俯仰轴和方位轴的交叉影响,实际操作时轴套接近主轴上端面时再进行瞄准,这样可以减小测量误差。经纬仪读数时采用了对径读数,也减小了误差,提高了测量精度。从几次读数来看,人眼瞄准误差zui大不超过1″,影响很小。另外主轴材料是铬钢,颜色发亮,主轴母线与背景白色墙壁反差很小,边缘模糊。在白色墙壁上衬一张蓝图后效果就好多了。

免责声明

凡本网注明"来源：制药网"的所有作品，版权均属于制药网，转载请必须注明制药网，https://www.zyzhan.com。违反者本网将追究相关法律责任。
企业发布的公司新闻、技术文章、资料下载等内容，如涉及侵权、违规遭投诉的，一律由发布企业自行承担责任，本网有权删除内容并追溯责任。
本网转载并注明自其它来源的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品来源，并自负版权等法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。