雷 勇 刘永华 王 磊
中国石油天然气第七建设有限公司 山东青岛 266300
电动机正常运转时,电机定子铁芯、转子处于轴向的一个稳定位置,该位置被称为电机的磁力中心线位置。滑动轴承无滚动轴承的轴向定位功能,因此制造厂在电动机出厂前试运转时需标定电动机的磁力中心线位置。
大型往复式压缩机配套电动机轴承多采用滑动轴承进行支撑,虽然制造厂在出厂前标定了电动机的磁力中心线位置,但受测量偏差、交通运输、安装找正等因素影响,电动机实际磁力中心线位置与制造厂标定的位置会出现不一致的情况。因此,压缩机组在进行同心度对中工作时,需要对电动机磁力中心线重新进行测量、校正。
联轴器根据相对位移有无补偿能力,可分为刚性联轴器(无补偿能力)和挠性联轴器(有补偿能力)两类。大型往复式压缩机组具有结构复杂、易损件多、运转时有震动等特点,在启动或运转过程中存在扭矩大、连杆过死点位置时会有速度波动等特性,因此一般设计成带有飞轮机构的刚性联轴器,如图1 所示。
图1 往复式压缩机联轴器部件图
往复式压缩机联轴器组件主要包括曲轴法兰盘、电机转子法兰盘、定位盘、飞轮和连接螺栓等,曲轴和电机转子通过贯通的高强螺栓与飞轮、定位盘刚性连接在一起。其中飞轮的作用:一是通过盘车装置与飞轮的齿轮啮合带动飞轮进行盘车;二是在机组运转时,飞轮通过旋转产生的惯性力带动曲轴,使连杆部件通过死点位置(曲轴在死点位置扭矩最大,飞轮通过旋转产生的惯性补偿曲轴不稳定的用工,稳定驱动设备的负荷),减少运转过程中的速度波动,从而起到能量转换的作用。定位环的主要作用是定位机组轴端距,不能起到补偿轴端距偏差的作用。
国内大型电动机制造厂商主要有卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司(以下称南阳电动机)和佳木斯电机股份有限公司(以下称佳木斯电动机)两家。电动机出厂前磁力中心线测量完毕后,制造厂会在电动机外壳上制作铭牌标识出磁力中心线的位置。制造厂商对磁力中心线轴向位置的标注一般有两种:
(1)以轴伸法兰外端面与轴承压盖端面的距离(L)而确定,如图2(a)所示;
(2)以轴伸肩距轴承压盖端面轴向距离(L’)来确定,如图2(b)所示。
图2 造厂商对磁力中心线轴向位置的标注
磁力中心线的允许偏差一般均为L 或L’±1mm。
两种标注方法虽有些许差别,但标注形式均是以轴承箱为基准,通过到轴径上的距离来表现的。现场实际测量时需注意选取的测点和基准面,同时对所测量的数据与电动机铭牌标注的数据进行对比,符合要求即可。
现场测量电动机磁力中心线的时机一般选在初对中完毕、未进行二次灌浆的电动机单机试运时,此时电动机未进行二次灌浆,如测量时磁力中心线出现偏差,电动机尚有调整余量,可通过调整电动机轴向位置来补偿磁力中心线偏差。如果二次灌浆完毕后再进行电动机单试,测量的磁力中心线一旦出现偏差,现场处理起来将比较繁琐,同时影响施工工期。因此,在电动机单机试运前不进行二次灌浆工作,待电动机试运转、磁力中心线复检无误,联轴器二次对中完毕后,再进行电动机的二次灌浆工作是十分必要的。
转子运转平稳时用螺丝刀或钢制锯条沿电动机铭牌标注的基准面(轴承压盖端面)对转子刻上明显的记号,待停机且转子完全静止后,测量所标记的记号线到轴伸法兰或轴伸肩的距离(L 或L'),复查其与电动机铭牌上标注的是否一致。如果偏差范围≥±1mm,需对电动机轴向坐标位置进行调整,以补偿磁力中心线的偏差要求;如果偏差范围≤±1mm,则符合铭牌上规定的要求,不需处理。
现场处理磁力中心线偏差的方案主要分为以下两种情况:
(1)磁力中心线偏差造成定位盘厚度小于机组的轴端距要求。如果出现这种情况,定位盘必须由制造厂重新进行制作。
(2)磁力中心线偏差造成定位盘厚度大于机组的轴端距要求。出现这种情况时要看定位盘厚度大于机组轴端距的具体数据:当该数据较小时,可对定位盘厚度进行精磨加工处理;当该数据较大时,必须由制造厂重新进行制作。
不论出现上述的哪种情况,因定位盘厚度在出厂前已经过计算和精加工处理,施工现场条件往往满足不了定位盘加工精度的要求,所以需将定位盘返厂进行加工或重新制作,这样会延误机组的施工工期。
电动机磁力中心线的标注、测量方法、测量时机掌握等施工程序虽然看似简单,但如果施工人员、技术人员重视程度不够,忽略了测量偏差、交通运输、安装找正误差等因素对磁力中心线精度的影响,进而忽视磁力中心线复测工作,会导致使机组在运转时存在止推轴承温度高、振动大等风险,延误处理时机。因此,在进行大型往复式压缩机组安装时对电动机磁力中心线进行校正工作是十分必要的。