1 回転機アライメントの意味と測定方法
回転機のアライメントとは、接続する2つ以上の機器の主軸の位置を調整して、機器のシャフトが通常の動作条件下で同軸状態になるようにするプロセスです。
ミスアライメントは、回転機械で最も一般的な問題の 1 つです。
関連する業界の統計によると、機器の損傷の 50% 以上がミスアライメントとミスアライメントに起因する可能性があります。 上記の交換コスト、追加のエネルギー コスト、および主軸シール、ベアリング、カップリング、および過度の心ずれによる損傷後の主軸の生産停止損失は、ユニット、企業、さらには公共の環境で無視することはできません。
センタリングのずれは、通常、同心度のずれ、角度のずれ、およびそれらの組み合わせのずれに分けられます。 エンジニアリング測定と機器の調整を容易にするために、アライメント偏差は一般に、垂直および水平方向の同心度偏差と角度偏差の 2 つのコンポーネントに分解されます。つまり、水平同心度偏差、垂直同心度偏差、および水平角度偏差です。 偏差と垂直角度偏差。
アライメント方法とアライメント品質は、技術開発と密接に関係しています。 直線定規フィーラ合わせ方式、目盛り合わせ方式、レーザー合わせ方式があります。 一般的に言えば、どのアライメント方法でも十分な精度を達成でき、{{0}}.001 ~ 0.01 mm に達する可能性があります。これは主に、機器の精度とアライメント オペレーターのスキル レベルに依存します。
現在、一般的に使用されているアライメント方法は、ダイヤルインジケーターアライメント方法とレーザーアライメント器具方法です。
レーザーアライメント計器は、ダイヤルインジケーターアライメントの理論に完全に基づいており、高度で正確な光学および電子技術と組み合わせて、ダイヤルインジケーターアライメント方法で発生しやすいさまざまなエラー要因を最小限に抑え、エラーの割合を大幅に排除します中国方式の測定機器によるものです。 同時に、多くの計算作業を自動的に完了するため、芯出し操作が簡単、迅速かつ正確になります。 ただし、このタイプの機器は高価であり、電子計装および制御コンポーネントに固有のエラーがあるため、その宣伝はある程度制限されています。
ダイヤルインジケータはロッドを介して測定面に接触しており、ロッドの相対運動は伝達ギアによって増幅され、2 つの軸間のわずかな空間位置の変化を測定して、その芯出し状態を測定します。
現在、ダイヤルゲージのアライメントには、ラジアルアキシャル方式とダブルラジアル方式の2つの一般的な方法が使用されています。
ラジアル-アキシャル法では、1 つのメーターを使用して同心度の偏差を測定し、もう 1 つのメーターを使用して (角度方向へのシャフトのチャネリングの影響を排除するために、2 つのピースが直径方向に均等に分散されることがよくあります)、角度を測定するためにダイヤル インジケーターを使用します。向きのずれ。 、最も一般的に使用される方法です。
ダブルラジアル法は、2つのダイヤルゲージを使用して反対側のシャフトの測定点で同心度の偏差を測定する方法であり、シャフトシステムの同心度と角度の偏差は2つのデータセットから計算できます。
ラジアル-アキシャル法であろうと、ダブルラジアル法であろうと、ロングカップリングのダブルラジアル法とダブルアキシャル法などの進化アライメント法であろうと、それらの幾何学的原理は同じであり、測定結果はもまったく同じであること。 実用上は一長一短があり、実情に応じて適切に選択することで良好な測定結果が得られます。
2 ダイヤルゲージ合わせ方法の主な誤差要因とその管理方法
ダイヤルインジケータは、回転機械の芯出し作業において重要な役割を果たしますが、分析および制御する必要がある多くのエラー要因があります。
一般的なエラー要因と解決策には、次の 10 の側面が含まれます。
(1) ダイヤルゲージの初期測定点の設定ミスとレンジの選択ミス
ダイヤルインジケータ針の初期測定点の設定とレンジの選択が不適切な場合、プローブが空中にハングアップしたり、回転プロセス中に引っかかったりする可能性があります。非現実的で不正確な測定結果が得られます。
具体的な解決方法としては、なるべく（特に初期合わせ時）範囲の広いダイヤルゲージを選択し、通常は3～10mmの範囲を選択し、初期測定点（0点）を設定します。レンジの中点付近。
複数の測定を行うには、データの全体的な再現性と、最も安定したデータ セットを選択する必要があります。
また、目盛盤を読み取る際の計測データの妥当性を判断するための重要なルールがあります。 つまり、垂直方向のデータの合計 (0 度と 180 度) は、水平方向のデータの合計 (90 度と 270 度) に等しくなります。
実際の施工において、両者の差が0.02mm以上の場合は、測定台枠がしっかりと固定されていないなどの理由で以下に解析し、解消するための対策を講じることができます。 .
このデータ妥当性規則は、同心度と角度偏差の読み取り値の正確性の決定に適用されます。
(2) 強い磁場の影響を受けた文字盤インジケーターの固着または影響
ダイヤルインジケータ針、ステムの固着、強い磁場の影響により、正確な読み取りができなくなります。 このようなエラーは主に、ダイヤル インジケーターの針の柔軟性を定期的に調整およびチェックし、強力な磁場から遠ざけることによって回避されます。 このタイプのエラーのチェックには、データの有効性の法則が適用されます。
(3) データおよびシンボルレコードのエラー
人間の視野角、判断能力の違い、または誤った読み取りにより、読み取り値が実際の表示値からずれることがあり、当然のことながらずれが生じます。
測定過程における目盛針の左右の振れは、リューズの正負の移動方向を表すので、左方向の振れはリューズが正の変位であることを示し、逆の場合は、負の変位であることを示します。そのため、測定プロセス全体を通して、パーセンテージを注意深く継続的に観察する必要があります。 テーブル ポインタが回転し、生データが正しく読み取られます。 一度方向を誤ると、その後の調整値に大きなずれが生じ、位置合わせが完了できなくなります。
前述の正しい読み取り方法に加えて、前述のデータ有効性法則を使用して、記録シンボル エラーがあるかどうかを判断することもできます。 0 度、90 度、18{{10} 度、270 度でダイヤル インジケーターで測定された理論値が 0 であると仮定すると、 17、22、5、実際に記録されたデータはそれぞれ 0、11、22、5 ですが、11 プラス 5=16≠0 プラス 22 であることがわかり、読み取りがあると判断できます。エラー (17 を 11 と読む); そして270度の5を-5と読むとすると、17たす(-5)≠0たす22(正しい表現は17たす5=0たす22)データが正しくなく、無効なデータであること。 分析を通じて、上記の最初のケースは読み取りの記録エラーである可能性があると判断できます。 符号判定の誤りです。 時間内に正確に見つからないと、調整量の計算エラーにつながり、繰り返し調整が行われません。
データの決定が間違っていると、計算や描画によって得られた調整データも期待される結果から大きく外れ、正しく位置合わせできなくなります。 一方で、中間データの妥当性判定の必要性を示しています。
(4) 軸受のラジアル振れと軸受すきま過大
このエラーは、データの有効性の原則に準拠していないことを測定データで示しており、時計フレームの構造を改善しても解消することはできません。 アライメント測定への影響を排除する観点からは、まずベアリングの振れを測定するか、各測定点で主軸をラジアル方向に同じ方向に押してベアリング シートに近づけることで影響を排除できます。
(5) 凹凸や偏心の測定
このエラーにより、読み取り値がデータの有効性判断の原則に準拠しなくなります。 通常の除去方法は、2 つの軸が同期して回転し、測定点の位置が基本的に固定されていることを確認して、アライメント データへの影響を除去することです。 エンジニアリング建設では、このエラーは完全に認識され、評価されています。 ただし、一部の特殊な機器は、設置中または機器のシャットダウンおよびメンテナンス中に巻き上げることができないことに注意してください。 この状況は別の方法で処理する必要があります。 測定値に対する表面の不規則性または偏心の影響を測定し、適切な方法で修正または除去する必要があります。 .
(6) 軸チャネリング
シャフトのドリフトは、アライメント測定のトラブルメーカーであることが多く、シャフトの角度偏差のデータ測定に深刻な影響を与えます。 多くの場合、偏見を排除するために迂回的なアプローチが取られます。 一般的に使用される 2 つのダイヤル インジケーターのアライメント方法のうち、ラジアル-アキシャル法では、対称に取り付けられた 2 つのダイヤル インジケーターを使用して角度偏差を測定します。これにより、シャフトのチャネリングの影響を相殺できます。 軸チャネリングを防止するダブルラジアル方式を採用。 影響します。 これが、通常、ダブルラジアル法がラジアルアキシャル法よりも正確である主な理由です。
(7) 軸システムの回転角度は、アライメント中に不正確です
理論的には、任意の 3 つの角度で測定することによって軸系のアライメント偏差を計算できますが、計算を簡単にするために、実際のアライメント測定プロセスでは、通常、メイン シャフトまたはハブに均等に分散された 4 つの測定ポイントが必要です。 0 度、90 度、180 度、360 度の 4 つの位置で読み取り値を測定しますが、これら 4 つの角度で正確に位置合わせできないことが多く、測定点が理論上の位置からずれることがあります。 それが 5 度から 10 度までずれると、結果のパーセンテージ メーターの読みの相対誤差は 10 パーセントから 15 パーセントに達することがあります。
不均一な回転角度による測定値のずれを回避する主な方法は次のとおりです。水準器を使用して 4 つの均等に分散された測定ポイントで測定するか、事前に測定してマークし、回転プロセスを遅くして確実に毎回正確に停止できます。 望ましい場所。
上記の 7 つの場合の逸脱は、データの有効性ルールによって判断できます。
(8) 目盛り棒が測定面に対して垂直になっていない
時計フレームの構造とオペレーターの認識の制限により、実際の測定プロセスでは、時計フレームの構造により、時計ロッドと測定面が垂直ではない現象が発生することがよくあります。 時計のロッドの傾きが 15 度以内であれば、読み取り誤差は通常 5% 以内であり、無視できます。 傾斜が 15 度から 30 度の場合、5% から 15% の誤差が生じ、測定精度に深刻な影響を与えます。
測定ロッドが測定面に対して垂直ではないため、測定値が実際の値よりも大きくなります。 実際の施工では、測定ロッドが測定面に対して垂直でないという問題は非常に一般的です。
(9) テーブルフレームのたわみ偏差
中仏テーブルフレームのダイヤルインジケーターのオーバーハング構造により、ダイヤルインジケーターを支持するテーブルフレームとその延長ロッド、およびダイヤルインジケーターの重力により、テーブルフレームが弾性変形し、下に曲がります。テーブルフレームたわみと呼ばれます。 通常、横型回転機の芯出し測定時、時計枠の回転時、回転方向によって時計棒のスライド方向が変化するため、重力方向とは完全には一致しません。 ダイヤルゲージの読みに対する位置ごとのたわみの影響はさまざまであるため、その後のデータ処理でこれを除去しないと、測定値の精度に深刻な影響を与えます。 回転機械のアラインメント公差に対して、実際のアラインメント公差の数倍から 10 倍のたわみが生じることがあります。
したがって、ダイアル インジケータを心出しに使用するプロセスでは、ダイアル インジケータ フレームとエクステンション ロッドの取り付けは、インジケータ フレームのたわみの影響を軽減または排除することに注意を払う必要があります。 ダイヤル インジケータは、水平方向と垂直方向の両方の方向に偏って固定されているため、結果は通常の同心度と角度偏位の測定に影響を与えます。
テストするデバイスの同じまたは類似のパラメータ状態に従って、十分な剛性を備えた水平の円形チューブ（丸棒）に時計フレームを取り付けて固定し、時計フレームと測定点の固定位置は次のように滑らかでなければなりません可能。 ロッド) マンドレル ベンチマークとして、主要なパラメーター (l と a およびダイヤル インジケーターのサイズ、品質など) はまったく同じである必要があり、しっかりと固定するか、同じ気密性を確保する必要があります。 半径方向のたわみは、時計の針を円管の環状面に半径方向に接触させることによって測定され、軸方向のたわみは、特別に配置された円管の軸に垂直な端面に時計の針を接触させることによって測定されます。軸方向の円管の。 ダイヤル インジケーターを上 0 度でゼロに設定し、デバイス全体をゆっくりと 180 度下に回転させ、ダイヤル インジケーターの読みを読み取ります。 この値の半分が時計フレームの垂直方向のたわみです。
実際の運用では、この誤差を考慮しないと、測定データと実際の値とのずれが非常に大きく、このデータで決まるアウトリガーの上下方向の調整量も使いものにならず、かけ離れたものになってしまいます。本当の価値。 同心度の偏差は一般に 0.10 ～ 1.00 mm であるため、特に微調整段階では、この誤差がダイヤル インジケーターの主要な範囲を占め、測定につながる可能性があります。オーバートラベル。
一方、スタンドのたわみ誤差の数値を小さくするには、以下の対策を講じることができます。固定点から測定点までの距離をできるだけ短くして、スタンドのスパンを短くします。 抵抗曲げ能力を高めるために、スタンドの正しい断面サイズと材料の選択を最適化します。 小さなダイヤルインジケーターを使用してみてください。 時計台を正しくしっかりと固定してください。
(10) ダイヤルゲージ測定方法の理論誤差
ダイヤルゲージの測定方法は、通常、国家規格 GB50231-1998 の付録 15 の式を使用して実際の偏差を計算するため、式が角度偏差と同心円の近似値に基づいていることが分析からわかります。小さく、単独で存在する偏差。 ただし、実際のエンジニアリングの実践では、特に初期の位置合わせでは、偏差が比較的大きくなる可能性があり、多くの場合、包括的な偏差の形で存在し、角度偏差と同心偏差が同時に存在します。 度のずれの存在は、同心度のずれの測定にさまざまな程度の影響を与えます。 角度による同心度への影響を考えると、芯ずれ測定用のダイヤルゲージは非常に複雑です。 センタリングの理論的分析を詳細に説明している関連記事が多数あります。 通常、少なくとも 4-5 必要です。正確に表現できるパラメータは 1 つだけであり、実際の測定プロセスでは扱いにくい超越方程式の解が含まれています。 実際のエンジニアリングでは、ダイヤル インジケーターのアライメント方法で多くの未知のパラメーターを測定して処理することは不可能です。 レーザーアライメント機器に高度なマイクロプロセッサが搭載されている場合でも、実際のアルゴリズムはほとんど単純化されたアライメントです。 アルゴリズムは理論に基づいています。
この治療の全体的な解決策は 2 つあります。
(1) 初期アライメント段階、つまり、角度偏差と同心度偏差が比較的大きい場合 (たとえば、角度偏差が 1/100 ～ 1/1000 で、同心度偏差が0.2 と 2 mm の間)、簡略化によると測定方法と対応する調整値と理論値の実際の値はずれており、ずれ率は比較的大きい場合がありますが、誤差の変化傾向は収束しています。つまり、調整回数が増えるほど誤差は大きくなります。 角度偏差が 1/1000 に近い場合、角度偏差の同心度測定への影響は基本的に無視でき、高精度を実現できます。 通常、2 ～ 4 回の調整でより正確な状態を得ることができます。 したがって、実際の施工では、一度に正確に測定してその場で調整できることを期待しないでください。
(2) 角度姿勢は同心度測定精度に直接影響するため、まず角度姿勢を調整してから同心度を調整することをお勧めします。
3.テーブルフレーム自体のたわみ偏差は、ダイヤルゲージ測定法では完全になくすことはできませんが、上記のテーブルフレームの剛性を上げることで軽減でき、芯出し測定データへのたわみの影響は基本的に解消できます。計算や実測などの方法で。
ダイヤル インジケーターの精度は {{0}}.01 mm ですが、通常の測定誤差は 0.1 ～ 1.0 mm である可能性があります。同心度公差0.02～0.10mmの5～10倍です。 実際の測定結果は真の値から大きく外れ、大きな誤差が生じます。 国際的に有名な回転機械技術団体の調査結果によると、実際に公差要件を満たしている軸芯の割合は 7% 未満であり、正しい軸芯芯の重要性を示すのに十分です。