汽轮发电机组是多转子连接而成的轴系,转子之间由联轴器连接。对中是指在运行状态下,轴系中各个转子的中心线在一连续的轴线上,并使各轴承的负荷满足设计要求。如果不能达到这样的要求,则称为不对中。
如图1所示,不对中有两种形式:①平行不对中,即两转子的轴线存在上下或左右的偏差;②角度不对中,即两转子的轴线相交成一定的角度。这两种形式的不对中也可以同时存在。
图1 两种不对中
(a)平行不对中;(b)角度不对中
转子按联轴器找中心,平行不对中由两个联轴器圆周方向的相对偏差a确定,大体在0.03~0.05mm的范围内;角度不对中由两个联轴器端面上的相对偏差b确定,大体在0.02~0.06mm 的范围内。
不对中的发生来自两个方面的原因:①安装过程产生的不对中;2运行过程出现的不对中。
(1)平行不对中
如图1(a)所示,平行不对中时,在螺栓力作用下,联轴器有把偏移的两轴中心拉到一起的趋势。此时左侧联轴器受到向上的力,右侧联轴器受到向下的力。这样的力可以使转子产生一定的弯曲。
(2)角度不对中
角度不对中时,螺栓拉力有把两联轴器端面拉到一起的趋势,使两半联轴器承受弯矩的作用。轴旋转一周,弯矩施加于轴的弯曲变形也变化一周,由此引起基频振动。
平行不对中对振动的影响不大,但是对轴承载荷分配有明显的影响。因此若存在瓦温不正常,应将平行不对中作为一个疑点。
角度不对中有以下特点:
(1)角度不对中引起转子的弯曲,产生基频振动。(2)角度不对中引起联轴器两端的转子都发生弯曲,而且弯曲的方向是一致的。如果这两根转子的不平衡特性接近,则联轴器两侧轴承振动的相位接近。(3)转子弯曲的转角关系是:θB=2θA,θc=2θD。也就是说,联轴器两侧的转角大。因此角度不对中时联轴器两侧的晃度将明显增大。由于低速下的轴振值就是转子的晃度,通过这种测量就可以判断角度不对中。
(1)角度不对中引起转子的弯曲,产生基频振动。
(2)角度不对中引起联轴器两端的转子都发生弯曲,而且弯曲的方向是一致的。如果这两根转子的不平衡特性接近,则联轴器两侧轴承振动的相位接近。
(3)转子弯曲的转角关系是:θB=2θA,θc=2θD。也就是说,联轴器两侧的转角大。因此角度不对中时联轴器两侧的晃度将明显增大。由于低速下的轴振值就是转子的晃度,通过这种测量就可以判断角度不对中。
有的资料认为,不对中会引起较大的倍频振动。然而无论从机理、还是从实测结果都不支持这样的观点。而且引起倍频振动的原因很多,所以既不能将它作为判断不对中的必要条件,更不能作为充分条件。
如果确认振动是由不对中引起的,通过重新找中心可以解决。但是轴系中心的调整只能在检修期间进行,所以从减少停机时间的角度出发,应尽可能用平衡的手段改善振动,且一般会取得较好的效果。