Центровка насоса и электродвигателя.

Очень часто вопросу центровки уделяется недостаточное внимание и можно встретить на эксплуатации насосные агрегаты, которые никогда не были должным образом отцентрированы. Если задать специалистам, которые обслуживают насосы вопрос о том почему это не выполняется ведь это очень важно, то, как правило, можно услышать следующие ответы :

• Центровка не имеет значения и ни на что не влияет. Я работаю с насосами много лет, и мы никогда не делаем этого на нашем предприятии.
• Мы также не делаем динамическую балансировку ротора насоса
• Нет времени на центровку. Производство хочет вернуть агрегат в работу как можно быстрее и они не дают мне времени сделать это должным образом.

Мы покупаем качественные муфты. Производитель муфт заявляет, что их муфта может компенсировать перекос между валами.
Существует как минимум три метода обеспечения центровки насоса относительно привода, и качественная муфта к ним не относится. Муфта используется для передачи крутящего момента на вал и компенсации осевого теплового расширения, и ничего больше.

• Если насосный агрегат приходит с завода на раме с электродвигателем и муфтой, то насос отцентрирован и на объекте его центрировать не нужно. На заводе насос центрируется, но при транспортировке центровка может нарушиться. Окончательная центровка выполняется на объекте после монтажа насоса.

Основные последствия неправильной центровки валов.

• Вибрация.
• Шум.
• Нагрев подшипников.
• Поломка уплотнений.
• Поломка муфт.
• Поломка валов.

Насколько важно следить за развал-схождением? Вы делаете это, когда замечаете неравномерный износ шин или машину тянет в сторону, когда вы ослабляете хватку на руле, и без проблем оправдываете затраты и время. Та же логика применяется к дополнительным затратам и времени, потраченным на балансировку шин и колес вашего автомобиля.

Мы не всегда применяем ту же логику в отношении дорогостоящего насосного оборудования, но следовало бы. Например, торцовое уплотнение должно работать без протечек до тех пор, пока не износятся кольца пары трения. При осмотре уплотнений, снятых с насосов с повышенными утечками, мы обнаруживаем, что более чем в 85% случаев износ колец незначительный. Уплотнения начинают преждевременно протекать по причине несоосности валов насоса и двигателя.

Влияние расцентровки насоса и электродвигателя на энергопотребление.

Результаты обследований, представленные в публикациях по техническому обслуживанию насосов (исследование ICI, Дж. К. Ламбли), показывают, что насосные агрегаты с увеличенной расцентровкой могут потреблять до 15% больше энергии, по сравнению с агрегатами с точной центровкой.

Статистический анализ данных, проведенный на большом количестве насосных агрегатов на заводе в Роксэвидже, Великобритания (Rocksavage,UK), выполнил проверку центровки насосных агрегатов и пришел к выводу, что избыточное потребление электроэнергии обусловленное несоосностью на 8,3% выше в сравнении с энергопотреблением при правильной центровке.

Обследование выявило среднюю ошибку несоосности (среднее векторное параллельных и угловых смещений) в ~1 мм, является недопустимым значением для предприятий, ориентированных на надежность.

Даже небольшие насосные агрегаты могут иметь большие потери, когда несоосность валов создает реактивные силы на валах, даже в тех случаях когда упругая муфта не получает непосредственных повреждений. Неизбежным результатом является преждевременный выход из строя уплотнений валов и подшипников. Выполнение точной центровки окупается за счет предотвращения дорогостоящих последствий неправильной центровки.

Выводы:

Правильная центровка валов насоса и электродвигателя является необходимым условием для их длительной работы. Опыт эксплуатации показывает, что обеспечение минимальных значений расцентровки валов приносит значительные экономические выгоды при эксплуатации.
Качественная центровка валов снижает силы, действующие на вращающиеся валы, подшипники и другие изнашивающиеся компоненты. Это в конечном итоге приводит к более длительной и надежной работе насосных агрегатов.
Основная задача процесса центровки состоит в том, чтобы уменьшить, насколько это возможно, смещение осей двух валов, соединенных с помощью муфты.
Наибольшая эффективность при передаче мощности достигается, если два соединённых вала являются соосным, т. е. когда оси вращения валов образуют одну прямую линию.
Любое отклонение называется несоосностью.

Общие требования по центровке валов.
Центровку насоса и электродвигателя следует повторять несколько раз для выявления ошибок монтажа и определения причин, которые могут привести к расцентровке насоса и электродвигателя.
Такой подход позволяет обеспечить длительный срок эксплуатации оборудования.
Рекомендуется проводить центровку и при необходимости вносить корректировки на следующих этапах:

• При монтаже насоса: Убедитесь, что осевая линия вала двигателя находится ниже осевой линии вала насоса, чтобы его можно было поднять при помощи регулировочных прокладок. Убедитесь, что отверстия для болтов крепления двигателя имеют достаточный люфт для возможности боковой регулировки. Многие насосы и электродвигатели поставляются с завода на общей раме. Поэтому иногда специалисты считают, что насосный агрегат уже отцентрирован на заводе и нет необходимости в дополнительной центровке. Это неверно в любом случае необходимо проверить центровку и при необходимости выполнить окончательную центровку на объекте.
• При подключении основных трубопроводов и трубопроводов вспомогательных систем: Перед запуском насоса повторите процедуру после выполнения всех соответствующих подключений. Если наблюдается заметное отклонение, проблема может заключаться в деформации корпуса насоса из-за усилий от трубопроводов действующих на всасывающий и нагнетательные патрубки. Эту ситуацию следует решать с компанией, которая монтирует насос либо трубопроводы. Игнорирование этой ситуации обязательно приведет к проблемам в будущем связанными с техническим обслуживанием из-за периодического нарушения центровки.
• Центровка в горячем состоянии: Дайте оборудованию поработать три-четыре часа, чтобы оно нагрелось до рабочей температуры, затем выключите насос и повторите процедуру выравнивания при горячем оборудовании.
• Проверка центровки после пробной эксплуатации: Если насос работает неделю или десять дней, выполните проверку центровки, чтобы убедиться, что оборудование не испытывает деформации от трубопроводов или заклинивания из-за теплового расширения.

Рекомендуемые величины отклонений

ПОДГОТОВКА К ЦЕНТРОВКЕ
Предварительная центровка.
Перед центровкой насосного агрегата монтажник оборудования должен выполнить следующие работы по предварительной центровке.

1. Перед началом работ по центровке оборудования должно быть проведено предварительное совещание между назначенным представителем по оборудованию и персоналом монтажной организации, ответственным за работы по центровке оборудования.
2. Перед заливкой раствора необходимо выполнить предварительную центровку валов. Допуск на окончательную центровку не обязательно должен быть достигнут, но монтажник оборудования должен подтвердить, что требуемые допуски на осевую, горизонтальную и вертикальную центровку достижимы во время окончательной центровки без доработки оборудования или крепежных болтов. Ответственный за эксплуатацию специалист должен утвердить предварительную центровку оборудования до заливки фундамента.
3. Фундамент должен набрать прочность (затвердеть), а рама насосного агрегата установлена ​​и выровнена в соответствии с процедурами, изложенными в других разделах.
4. Оборудование должно быть установлено на раме или рамах так, таким образом чтобы неподвижный элемент (как правило насос), был зафиксирован таким образом чтобы крепежные болты располагались по центру отверстий в лапах.
5. Перед началом работ по центровке полумуфты должны быть установлены в соответствии с чертежом и инструкциями, включая требуемый натяг и рабочее положение ступицы на валу. Показания биения ступицы муфты должны быть измерены на внешнем ободе ступицы муфты на обработанных поверхностях, перпендикулярных осевой линии вращения.
6. Значения биения должны быть измерены на поверхности обработанных поверхностей полумуфты на максимально возможном расстоянии от центра вращения вала. Смонтированные полумуфты должны иметь общее биение ​​не более 0,05мм или соответствовать требованиям поставщика оборудования, в зависимости от того, какие из них более строгие. Это ограничение распространяется как на обод муфты, так и на ее поверхность. ПРИМЕЧАНИЕ 1 - Требования к биению ступицы муфты специального назначения часто бывают более строгими. ПРИМЕЧАНИЕ 2 - Оборудование общепромышленного назначения с упругими муфтами допускается не проверять на биение, если на ступице муфты отсутствуют обработанные поверхности. ПРИМЕЧАНИЕ 3. - Наличие значительного биения (половина допуска на соосность или более) потребует вращения валов вместе (временно соединенных) или принятия мер по устранению проблемы.
7. Требования к моменту затяжки болтов крепления опор оборудования устанавливаются в соответствии со спецификацией поставщика или требованиями пользователя.
8. Монтажник оборудования должен убедиться в наличии необходимого подъемного оборудования, подходящих домкратов или болтов для подъема подвижного оборудования на достаточную высоту для установки регулировочных прокладок. Если регулировочные болты не установлены, то монтажник оборудования должен иметь необходимые средства для горизонтального и осевого перемещения и фиксации оборудования с точностью до 0,02 мм.
9. Монтажник оборудования должен убедиться в наличии болтов крепления оборудования и любых специальных шайб, поставляемых производителем.
10. Перед началом процесса центровки оборудование должно быть максимально отсоединено от трубопроводов и кабелепроводов. Все технологические трубопроводы должны быть отсоединены.
11. За исключением особых случаев, согласованных с пользователем, как подвижное (электродвигатель), так и стационарное (насос) оборудование должны иметь возможность свободно вращаться.
12. В насосах с торцовыми уплотнениями необходимо отсоединить фиксирующие элементы уплотнений перед поворотом вала оборудования для получения измерения величин рассогласования.
13. Любые элементы упаковки, фиксаторы для на время транспортировки и т.д., препятствующие вращению вала, должны быть демонтированы.
14. Обеспечьте смазку подшипников во время поворота. См. руководство по эксплуатации оборудования для получения информации о типе смазки и надлежащей вязкости.
15. Должны быть доступны чертежи габаритов оборудования и инструкции производителя. Технические характеристики с требуемыми параметрами должны быть предоставлены.

ПРИМЕЧАНИЕ 4. Рекомендуется подготовить таблицу центровки для. Таблица должна содержать метод выравнивания, целевые значения центровки холодном и целевое значение в горячем состоянии (если применимо) и требуемые допуски. Также следует указать размер и требуемый момент затяжки крепежных болтов.

Регулировочные пластины (подкладки).

• Регулировочные пластины должны быть изготовлены из нержавеющей стали 304.
• Рекомендуется использовать максимально толстые прокладки, взамен нескольких тонких, которые могут подвергаться сжатию. Никогда не складывайте более 5 прокладок под опору оборудования.
• Измерьте толщину подкладок, особенно тонких.
• Избегайте использования подкладок с указанной маркировкой толщины, выполненной методом штамповки на поверхности.
• Используйте подкладки достаточного размера, чтобы полностью перекрыть лапу оборудования.
• Избегайте ржавчины, царапин, вмятин, складок, следов от ударов молотка и грязи.
• Установите прокладки, просунув их под опору оборудования, до тех пор, пока они не соприкоснутся с крепежным болтом. Затем отодвиньте подкладку назад от болта, чтобы избежать помех резьбе и обеспечить соблюдение допуска.
• Необходимо измерить количество подкладок под точкой опоры оборудования, используемой для выравнивания. Отдельные подкладки должны быть измерены и их толщина просуммирована. Общая толщина пакета и количество прокладок должны быть записаны в листе данных или акте по центровке. Значение должно быть указано с точностью до 0,02 мм. Для относительно больших прокладок измерение будет проводиться в двух или более местах для подтверждения требования к плоскостности.

ПРИМЕЧАНИЕ. Большими считаются подкладки длиной равные или большие150 мм или имеющие площадь более или равную 150 см².

• Все прокладки должны быть рассчитаны на восприятие полной нагрузки. Это относится том числе и к предварительно нарезанные покупным пластинам, которые используются под опорами общепромышленного оборудования. Прокладки для оборудования специального назначения должны поставляться производителем оборудования. Если прокладка должна быть изготовлена ​​на месте, то она должна быть изготовлена ​​по образцу прокладки или опорной лапы производителя оборудования.

ПРИМЕЧАНИЕ 1. Прокладки, которые соответствуют или превышают площадь опоры оборудования и ее контур, считаются «полнонесущими». В случаях, когда оборудование не имеет отдельных опор, «несущая площадь» будет сосредоточена на крепежном болте и равна по ширине опоры (обработанной области), если иное специально не указано производителем оборудования (некоторое оборудование специального назначения имеет расширенные требования к площади опоры).

ПРИМЕЧАНИЕ 2. Фактическая площадь контакта лапы с прокладками очень важна и должна учитываться при проверке «мягкой лапы».
Выравнивающие подкладки, используемые для насосов с лапами по осевой линии или вблизи осевой линии, не должны выступать за пределы обработанных опорных лап.
Использование подкладок под редукторами специального назначения для компенсации мягкого контакта или контакта зубьев шестерни НЕ допускается.

«Мягкая лапа» возникает, когда одна из четырех опор насоса или электродвигателя не выровнены относительно рамы. При затягивании болтов крепления к раме при «мягкой лапе» это может привести к деформации и смещению корпуса насоса.

«Мягкая лапа» делает невозможным точную центровку в вертикальной плоскости, поскольку машина имеет возможность вертикального смещения. Затягивание крепёжных болтов с целью компенсации подвижности основания может привести к деформированию корпуса машины, что, в свою очередь, приведёт к неправильной центровки и преждевременному выходу подшипника из строя.

Проверка на наличие «мягкой лапы» необходимо для того, чтобы убедиться в отсутствии чрезмерных нагрузок на болты крепления, вызванных неровным расположением опорной плиты или ее деформацией (скручиванием).

• «Мягкая лапа» — это ситуация при которой вес машины не распределяется между четырьмя опорами.
• Важно выявить наличие «мягкой лапы» до проведения окончательной центровки валов насосного агрегата.
• В качестве примера рассмотрим стул с одной короткой ножкой. Стул никогда не будет устойчивым, если остальные три ножки не будут либо укорочены или под короткую ногу не будут подложены прокладки.
• В этом примере ровный пол — это «плоскость рамы», а нижние концы ножек — это «точки опоры» насоса/электродвигателя.
• Три из четырех концов ножек стула всегда будут опираться на пол.

Последствия эксплуатации насосного агрегата с неустраненной «мягкой» лапой.

• Показания индикатора, снятые в ходе процедуры центровки, могут меняться при каждом затягивании, ослаблении и повторном затягивании крепежных гаек/болтов. Это может быть крайне неприятно, поскольку каждая попытка корректировки может привести к ослаблению крепления в другом месте.
• Гайки/болты, крепящие лапы к основанию, могут ослабнуть, что приведет к ослаблению крепления механизма и/или его смещению. Любое из этих состояний может вызвать вибрацию.
• Если затяжка гаек/болтов не ослабнет, то в «мягкой» лапе могут возникнуть усталостные напряжения. Это приведет к появлению в «мягкой» лапе насоса/электродвигателя трещин. В крайних случаях «мягкая лапа» может отломиться.

Если отклонение превышает 0,05 мм, то оно должно быть исправлено путем добавления регулировочных прокладок. Например, если индикатор показывает, что лапа поднимается на 0,15 мм, то под эту лапу необходимо подложить прокладку такой же толщины. Затяните и повторите процедуру. Эта процедура повторяется для всех лап.
Если опора имеет наклон (лапа неплоская) с внешней или внутренней стороны, она всегда будет подниматься при ослаблении болта основания, и правильная центровка будет практически невозможна. Потребуется дополнительная механическая обработка всех четырех для достижения параллельности между ними.
Болт крепления лапы к раме следует снова затянуть перед переходом к следующей опоре. Если иное не указано, проверку на «мягкость опоры» следует проводить на каждой опоре оборудования, а не на муфте.

ПРИМЕЧАНИЕ: В некоторых областях промышленности, где возможно высокое тепловое расширение, более высокие значения отклонений для «мягкой лапы» могут быть допустимы с согласия производителя и пользователя или его/ее уполномоченного представителя по оборудованию (в условиях работы при высокой температуре это условие мягкой опоры исключается).

ПРИМЕЧАНИЕ 1.
Часто в составе оборудования имеются крепежные опоры, на которые невозможно установить индикатор часового типа, но при этом остается место для затягивания крепежного болта гаечным ключом. В таких ситуациях по согласованию сторон возможно проведение проверки на «мягкость лапы», путем фиксации перемещения конца вала как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.

ПРИМЕЧАНИЕ 2.
Деформация корпуса из-за «мягкости опоры» может быть трудноизмерима на конце вала. Чувствительность оборудования к деформации может вызвать проблемы с центровкой/эксплуатацией даже при незначительной (на конце вала) «мягкости опоры». Проверка «мягкости опоры» вблизи места крепления крепежного болта опоры всегда предпочтительнее.

После проведения проверки на «мягкость опоры» установщик должен убедиться, что крепежные болты на скользящих опорах оборудования затянуты в соответствии с инструкциями поставщика.

После устранения мягкой лапы ослабьте все крепежные гайки.
Пронумеруйте каждую опору насоса/электродвигателя в порядке, в котором будут затягиваться крепежные гайки во время процедуры центровки. Цифры (1, 2, 3 и 4) должны быть постоянно нанесены на опоры или рядом с ними.
Рекомендуется затягивать гайки в форме буквы «X».
Всегда затягивайте гайки в порядке, указанном на позициях (1, 2, 3 и 4).
Используйте динамометрический ключ для затяжки всех гаек с одинаковым моментом затяжки.

1. Обычно перед центровкой насос устанавливают на требуемой высоте, выравнивая и закрепляя его. Установите осевую линию вала насоса немного выше оси вала электродвигателя.
2. Используйте только чистые регулировочные пластины, не имеющие перегибов или заусенцев.
3. Всегда используйте правильную последовательность затяжки крепежных гаек.
4. Определите величину провисания индикатора перед началом процедуры выравнивания.
5. Проверьте биение вала насоса и электродвигателя.
6. Расположите стержень индикатора часового типа так, чтобы он был перпендикулярен поверхности и имел возможность перемещался наполовину полного оборота.
7. Не поднимайте двигатель выше, чем это необходимо для добавления или удаления прокладок.
8. Регулировочные болты должны быть приварены к раме для электродвигателей большой мощности. При отсутствии их необходимо смонтировать перед началом процедуры центровки.
9. Используйте регулировочные болты для горизонтального перемещения и угловой несоосности, а также для удержания электродвигателя на месте во время установки прокладок.

1. Проверка центровки должна проводиться до и после соединения трубопроводов и кабелей.
2. Окончательная проверка центровки не должна проводиться до тех пор, пока технологический трубопровод не будет подвергнут гидростатическим испытаниям. Если трубопровод будет поврежден после того, как заказчик принял окончательную центровку, центровка должна быть повторно проверена и согласована заказчиком.
3. Если правилах приемки заказчика не указаны конкретные критерии приемки центровки, поставщик должен продемонстрировать, что требования по центровке, определённые производителем оборудования, могут быть достигнуты с учетом теплового смещения.
4. Окончательную центровку можно выполнить только после того, как насос проработает достаточно долго, чтобы достичь рабочей температуры. После достижения насосом нормальной рабочей температуры закрепите его и повторно проверьте центровку. Убедитесь, что вы соответствующим образом компенсировали температурные колебания.

ПРИМЕЧАНИЕ:
Упругие муфты специально разработаны для компенсации углового смещения валов, а также параллельного смещения валов насоса и двигателя. Однако величина смещения и/или несоосности зависит от типа используемой гибкой муфты. Если не устранить это смещение муфты, это существенно повлияет на общий срок службы механических уплотнений и подшипников насоса.