摘要 旋转机械60％的故障与不对中有关。设备出现不对中后，运动过程中会产生振动、联轴器损坏、轴承磨损、油膜失稳、轴挠曲变形等缺陷。热态对中数据测量与冷态调整数据的确定。
关键词 设备对中 对中测量 对中计算
中图分类号 TH 113.2*1 文献标识码 B

一、设备不对中状态与对中的分类

1．设备的不对中状态
相互关联的旋转机械的对中，是以一台设备转子的轴心线为基准，通过调整另一台设备的相对位置，使两台设备运行时轴线处于同一条直线。同轴度是用来描述设备两轴线相对位置的一组数据，由径向和轴向值组成。不对中的状态可分为平行不对中、角向不对中和平行角向综合不对中三种情况。设备对中按运行后的状态又分为冷对中和热对中。设备在冷态时处于对中状态，但在热态时，由于热膨胀的存在，却不一定在对中状态。因此，设备对中应以热态对中数据为准。要提高对中的质量不仅要缩短对中时间，而且要提高对中技术。实际工作中，维修人员凭个人经验，用加减底座垫片的方法进行设备对中操作，工作量大且不稳定，尤其是在设备精密对中或要求热对中时，必须采取理论计算来调整，才能有效准确地完成对中工作。

2．对中准备
设备对中前，要确认影响设备对中状态的管道和设备部件是否已连接到设备上，这些管道和设备部件是否存在应力，否则在外力下强制连接，会影响设备对中的结果。对中时，要确定以哪一个设备为基准，先调整基准设备，然后调整非基准设备，使之与基准设备同轴。一般，由于从动机（如离心泵、风机）与工艺管道连接，常常是调整主动机（如电机）位置来达到对中的目的。

3．对中步骤
设备对中包括同轴度的测量和设备位置的调整两个步骤，对中的过程即是不断重复这两个步骤，直到测量的数据符合对中标准的要求。通常的做法是用双百分表测量对中数据，在两个等待对中的轴端，架装找正支架和两块表，一块轴向表，一块径向表（如果轴向有窜动量，可再加一块测量轴向偏差的表，轴向的两块表，必须对称地装在同一个旋转半径圆周上）。测量时用两个表，同时转动两轴来测量径向和轴向值（或制作专用卡具测量）。如测量联轴器时，两联轴器向同一方向步进旋转，分别测量1点（0°位置，即上垂直位置），2点（90°位置），3点（180°位置，即下垂直位置），4点（270°位置）的径向和轴向值，记为（(a₁、s₁)、(a₂、s₂)、(a₂、s₃)、(a₄、s₄)。在测量时要注意数据的“＋”、“－”值，即这8个数据都是代数值。当两联轴器旋转一周并重新回到1点位置时，此时表就应回到（a₁、s₁）的数值，倘若不回到原数值，可能是表松动或卡具安装不固定，必须调整，直到测量的数值正确为止。最后所测的数值，应符合a₁+a₃= a₂+a₄；s₁+s₃= s₂+s₄的条件。
如果测量结果符合条件，说明测量过程和结果正确。对中的径向和轴向值测量完毕后，可以根据对中偏移情况进行调整。其实，对中的主要工作是加减支座的垫片，只要上下的对中数据控制在要求的范围之内，左右的偏差可很容易地调整好。因此，对中的计算关注的是上下的对中数据。由于测量初始值a₁、s₁可以任意确定，所以一个实际对中状态，就有无穷个测量数据，所测的数据本身没有意义，只有数据相对值才有意义，│s₃－s₁│、│a₃－a₁│的值才能真正反映对中的真实状况。实际操作中，习惯将a₁、s₁的数值调为零。因此，一般情况下，对中的任务就是将a₃、s₃的数据调整到位。所以说对中的工作主要是指上下的径向值和轴向值的调整，左右的调整可参考上下对中的方法。

二、对中计算

对中时一般采取的原则是：先对轴向，后对径向；先调上下，后调左右。各种教科书上关于对中的计算方法很多，但是分析计算较为复杂，不利于维修工掌握和学习。下面的方法，可以准确快捷地进行对中的计算和操作。
按一般工况下的设备对中状态进行公式的推导，以既不平行，又不同心的偏移情况进行对中计算，并假设：以从动机为基准测主动机侧的径向、轴向值，测量结果：s₃－s₁>0，a₃－a₁>0，则对中偏移

根据三角关系得出：若要两轴对中，主动机支座1须加占：厚的垫片，支座2须加52厚的垫片。其中，D为联轴器的计算直径，L为主动机两支座之间距离，l为主动机支座1到半联轴器之间距离，可得公式(1)和(2)：

公式(1)，(2)的意义为：可以从设备的任何一种对中状态(a₁、s₁)，(a₃、s₃)，通过在主动机支座1加δ₁厚的垫片，支座2加δ₂厚的垫片后，设备即可达到冷态零对零的对中状态。
在使用上述公式时应注意：当用百分表测联轴器表面时，计算直径D即为联轴器的外径。当用卡具测量对中数据时，则以卡具的最大外径作为计算直径。同时，公式中δ₁、δ₂都是代数值。若δ>0，则表示支座下加δ厚的垫片；若δ<0，则表示支座下减δ厚的垫片。当设备支座按δ₁、δ₂调整后，在理论上对中数据可达到零对零，即：s₃=s₁，a₃=a₁。然后对联轴器水平方向进行调整，可用锤击或千斤顶来调整。
设备运行时如果有较大的热膨胀量时，就必须确定设备的热对中数据。设备对中过程都是在冷态进行的，而绝大多数设备运行时都有一定的温升，温升导致了支撑部位膨胀以及结构变形。只有准确地确定热影响的膨胀量，才能确定热对中的数据（冷态对中时的补偿量）。确定设备在热态时的膨胀量，常常采取停机后检测的方法，因为这个时候机器还没有完全冷下来，可以测量出支座的相对变化量。
公式(1)，(2)可以解决一般情况下的对中计算。在考虑设备有热位移的情况下，应确认各部位的热膨胀量后，再计算出冷态时应该调整的数值，从而保证热运行后对中良好，由公式(1)，(2)可以推出：

公式(3)，(4)的意义为：通过测量或已知支座1、2热运行后的热位移值(δ₁、δ₂)，可以计算出，保证在热态时设备对中的情况下，必须在冷态下要对出的数据(a₁、s₁)，(a₃、s₃)。
计算出冷态的热对中数据后，才能从一般状态(a₁′ 、a₃′)，(s₁′ 、s₃′)快速准确地加减垫片δ₁、δ₂，对出设备热对中时的冷态数据(a₁、a₃)、(s₁、s₃)，同理可以推导出：

公式(5)、(6)的意义是：在对中状态(a₁′ 、a₃′)，(s₁′、s₃′)下，支座1加δ₁垫片，支座2加δ₂垫片，则对中状态变成(a₁、a₃)、(s₁、s₃)。也可理解为：在知道目前对中状态后，加减δ₁、δ₂即可达到所希望的对中状态。此公式为对中的通用公式，公式(1)，(2)只不过是其特殊情况下的表述。从另一个角度来看，公式(5)，(6)也可以这样应用，即通过冷态和热态的测量数据，计算出设备在热态下的热膨胀量。
例：睛纶厂有台进口氮气循环风机，用汽轮机驱动。经资料查证提示，该设备从冷态到热态运行时，风机出口端支座，热运行时相对抬高约0.06mm。已知：L=940mm，l=360mm，D=300mm。以透平侧为基准测风机侧，a₁′=0，a₃′=0.38mm ，s₁′=0，s₃′=－0.08mm。由这些条件可知δ₁ =0.06mm ，δ₂=0，为了测量方便设定a₁=0、s₁=0。因此，透平风机的冷态对中数据应为：

通过计算可知，只要将设备的冷态对中数据调整为a₁=0，s₁=0，a₃=0.17mm，s₃=－0.02mm，该透平风机在热态时，即可达到对中的状态。将数据代入公式(5)，(6)得：δ₁=0.04mm，δ₂=－0.15mm，即支座1约加0.04mm厚垫片，支座2减0.15mm厚垫片即可达到对中状态。在实际对中操作中，应考虑设备重量和垫片厚度，垫片以不超过3～5片为宜。