《设备安装工艺学》课程实验指导书

'设备安装工艺学实验指导书孙有亮编写河北建筑工程学院机械系12 实验一地脚螺栓校正实验一、实验目的：1.了解设备安装中地脚螺栓偏差的种类；2.掌握和地脚螺栓校正的操作技能。二、实验装置：地脚螺栓校正实验台、电焊机、气焊及气割设备、M12板牙及板牙架、钢板尺、游标卡尺、凿子、1.5kg手锤等。三、内容及原理：1.地脚螺栓中心距偏差的排除（1）当地脚螺栓中心线偏差在10mm以内时，可用氧乙炔焰将螺栓根部拷红，再用手锤敲打（敲打螺纹部位时，要戴上螺母）或用千斤顶矫正。图1中心线偏差的排除（a）单地脚螺栓矫正；（b）双地脚螺栓矫正（2）当中心距偏差在10~30mm范围内时，可用凿子去除螺栓周围的混凝上，其深度为螺栓直径的8~15倍。然后用氧乙炔火焰加热拷红（约850℃，螺栓呈现淡樱红色），用锤或千斤顶矫正，并在弯曲后的螺杆处加焊钢板加固，如图1-a所示。（3）当两地脚螺栓中心距偏大或偏小时，且中心距又不大时，可用如图1-b所示方法处理。对于直径较大（＞30mm）的地脚螺栓，当发生较大偏差时，若用烤红煨弯的方法有困难，可按图2所示方法进行处理，即将螺栓切断，用一块厚度等于偏差值的钢板焊在螺柱中间，两侧再焊上两块加固钢板。加固钢板长度不应小于螺栓直径的3~4倍。2.地脚螺栓标高偏差的排除12 （1）若地脚螺栓过高，可割去一部分，再套上丝扣，不允许用增加垫圈数量和厚度的办法来处理。套丝时，要注意防止油类滴到混凝土基础上。图2大直径地脚螺栓偏差处理方法图3地脚螺栓拉长（2）若地脚螺栓高度不够而偏差又不大（≤15mm），可用氧乙炔焰将地脚图4地脚螺栓的接长螺栓拷红，在螺杆上套上一段钢管，垫上垫圈，戴上螺母并拧紧，借拧紧螺母的力量将螺杆拷红部分拉长，此时注意拷红的螺杆部分应尽量长些，拉长部分必须焊上2～3块钢板加固，如图3所示。图5地脚螺栓松动的处理方法图1-15地脚螺栓松动的处理方法（3）如果地脚螺栓低的数值超过15mm，不能用加热拉长，可在螺栓周围开一个深坑，在距底面100mm处将螺杆割断，另焊上一根新加工的螺杆，并用钢板或圆钢加固，加固长度应为螺栓直径的4～5倍，如图4所示。3.地脚螺栓“活拔”的排除“活拔”12 是指拧紧地脚螺栓时用力过大，将地脚螺栓从基础中拔出来。这种现象会使设备安装精度受到影响。要想排除这种现象，须将螺栓腰部混凝土凿去，在螺杆上焊两条交叉的钢筋如图5所示，然后补灌混凝土。待混凝土硬化后再拧紧地脚螺栓。四、实验步骤：1.测量地脚螺栓的直径及地脚螺栓的偏差，确定地脚螺栓偏差的种类；2.确定地脚螺栓偏差的排除方法；3.排除地脚螺栓偏差的实施；4.恢复混凝土基础。五、写实验报告：六、思考题：1.设备的地脚螺栓有几种型式？怎样进行安装？2.地脚螺栓常出现哪些偏差，对它们应怎样进行处理？3.排除地脚螺栓偏差的步骤是什么？双表测量法(又称一点测量法):用两块百分表分别测量联轴器外圆和端面同一方向上的偏差值,故又称一点测量法,即在测量某个方位上的径向读数的同时,测量出同一方位上的轴向读数.具体做法是:先用角尺对吊装就位准备调整的机器上的联轴器做初步测量与调整。然后在作基准的主机侧半联轴器上装上专用夹具及百分表，使百分表的触头指向原动机侧半联轴器的外圆及端面。测量时，先测0°方位的径向读数a1及轴向读数s1。为了分析计算方便，常把a1和s1调整为零，然后两半联轴器同时转动，每转90°读一次表中数值，并把读数值填到记录图中。圆外记录径向读数a1，a2，a3，a4，圆内记录轴向读数s1，s2，s3，s4，当百分表转回到零位时，必须与原零位读数一致，否则需找出原因并排除之。常见的原因是轴窜动或地脚螺栓松动，测量的读数必须符合下列条件才属正确，即a1+a3=a2+a4；s1+s3=s2+s4通过对测量数值的分析计算，确定两轴在空间的相对位置，然后按计算结果进行调整。这种方法应用比较广泛，可满足一般机器的安装精度要求。主要缺点是对有轴向窜动的联轴器，在盘车时其端面的轴向度数会产生误差。因此，这种测量方法适用于由滚动轴承支撑的转轴，轴向窜动比较小的中，小型机器。12 一般用2表，3表是防止轴向串动的。1个表测量太繁琐，不介绍了。0h5C;v,c"B#D"a0i2表法：一个测外圆，一个测平面，记录0度，90度，180度，270度数据，通过上表数据减去下表数据，左表数据减去右表数据，可以得到端面的上下偏差，端面左右偏差，径向上下偏差，径向左右偏差。$|4]5Y2H+u4|利用测点到电机前脚距离及后脚距离和联轴器直径计算#E!m"g8].C+o2s前脚调整的尺寸=上下偏差*前脚距离/联轴器直径(s)P,P+V+T.o-X9L6A后脚调整的尺寸=上下偏差*后脚距离/联轴器直径.k  D$a:H"c2h#G左右就看着表调整吧。联轴器找正的方法很多，常用的有直尺塞规法、双表法、三表法、单表法、激光对中仪等方法。直尺塞规法一般用于转速较低、精度要求不高的机器。双表法一般适用于采用滚动轴承、轴向窜动较小的中小型机器。三表法精度很高，适用于需要精确对中的精密机器和高速机器。如汽轮机、离心式压缩机等，但此法操作、计算均比较复杂。单表法对中精度高，不但能用于轮毂直径小而轴端距比较大的机器轴找正，而且又能适用于多轴的大型机组(如高转速、大功率的离心压缩机组)的轴找正。用这种方法进行轴找正还可以消除轴向窜动对找正精度的影响。操作方便，计算调整量简单，是一种比较好的轴找正方法。 12 实验二联轴器找正实验一、实验目的：1.了解联轴器的种类及结构特点；2.掌握联轴器的同轴度检测方法和联轴器找正的操作技能。二、实验装置：联轴器找正实验台三、内容及原理：1.联轴器的种类和结构（1）联轴器的种类联轴器又称联轴节、靠背轮、双轮等。联轴器主要用于两轴联接，达到同轴并传递扭矩。常用的有：凸缘联轴器、十字滑块联轴器、挠性爪型联轴器、蛇形弹簧联轴器、齿轮联轴器、弹性圆柱销联轴器及尼龙柱销联轴器。（2）联轴器的结构见教材60页。2.联轴器同轴度的检测方法和联轴器的找正12 两个串列着的转子或轴系找正对中，其中心必然相对，端面必须平等，这是用联轴器找正对中的基础，而且不论轴是否存在挠度，上述事实仍然成立。通过联轴器找正对中轴系时，联轴器与轴应有足够的同轴度和垂直度。因此在找正对中之前和联轴器装配后，要对联轴器对轴的径向和端面跳动进行检查，若偏差过大则要修复或在测量中加以修正。对于要求不高的轴系，可直接用直尺（或平尺）在联轴器外缘四周（上、下、前、后）靠紧测量（必要时可用塞尺辅助测量），调整联轴器对中。工程中常采用找正架找正对中，测量间隙可用塞尺，多数用百分表。用百分表找正对中联轴器，又有轴向径向联合测量法和径向反转测量法两大类。这里只介绍轴向径向联合测量法轴向径向联合测量法可分为一点法（又称两表法）和两点法（又称三表法）。一点法的找正架简单，其缺点是轴向窜动影响测量精度；两表法测量同轴度如图1a)所示，数据记录如图1b)所示。按下列求出测量数据：两轴在空间位置，可通过所测得的径向跳动和端面跳动量的差值确定。在水平面内：（正则向左、负则向右调）；在垂直面内：（正则向上、负则向下调）；根据、、、四个量或正、负或零来判断两轴在水平面和垂直面的相对位置，也可以用下式计算（图2）：◆在水平面内轴承1的调整量m1x：12 轴承2的调整量m2x：◆在垂直面内轴承1的调整量m1y：轴承2的调整量m2y：调整方向的确定：★在水平面内，若m1x和m2x为正值时,应使被调轴承左移；若负值时，应使被调轴承前右移；若零时，轴承不左移也不右移，轴既正又对中。★在垂直面内，若m1y和m2y为正值时，应使被调轴承上移；若负值时，应使被调轴承下移；若零时，轴承不上移也不下移，轴既正又对中。四、实验步骤：1.了解联轴器的种类及结构特点；2.掌握联轴器的同轴度检测方法和联轴器找正的操作步骤；3.安装联轴器实验台仪表；4.实测联轴器同轴度数据；5.分析计算；6.调整.12 五、写实验报告：六、思考题：1.联轴器的种类及结构特点？2.联轴器的同轴度检测方法？3.联轴器找正的操作步骤？实验三压力容器承压实验一、实验目的：1.了解压力容器承压实验的方法；2.掌握压力容器水压实验的操作技能。二、实验装置：压力容器水压实验装置三、内容及原理：1.强度检验的范围、目的及方法12 凡承压设备（如受压容器和真空设备等），在设备制造完毕后，必须按规定进行压力试验或渗漏试验。在现场制造或组装的设备，在制造和组装完毕后，也必须按规定进行压力试验或渗漏试验，以检查制造或组装质量。制造厂制成并经过试验合格后运抵现场的设备，有时为了检验在运输或装卸过程中有无损坏，在安装前也需要进行试压。试压的目的是检查设备的强度（称强度检验），并检查各部分特别是接头、焊缝等处是否有渗漏（称密封性或严密性试验），以保证设备安全生产和正常运行。强度检验的方法有水压试验和气压试验，这里只介绍水压试验。2.水压试验水压试验是设备试压最普遍、最重要的方法，在设备内先灌满水并堵塞好容器上的孔和眼，再用水泵继续向容器内注水使水造成一定的压力，从而检查容器的强度和泄漏。四、实验步骤：1.水压试验的装置如图2所示。被试验的设备13上设有进水口7和出气孔8（必须放在设备最高处，好放气），以及压力表9（这些管尽量采用设备上的工艺管）。试验开始，先打开阀门5、6、7和出气阀门8，待水槽12和被试设备13充满水后，关闭阀门5、6、8，然后打开阀门4，开动试压泵1，对设备进行打压。水泵出口压力可由压力表2读出，设备里面的压力可由压力表9读出。在加压的过程中，如压力表9上的读数平稳地升高，说明情况正常。如压力表的指针有跳动，表示设备里有空气，应继续排净。如压力表的指针不转动，甚至反转，表明阀门泄漏，必须停止加压，应修好后重新加压。图2-55水压试验的装置示意图1-试压泵；2、9-压力表；3、4、5、6-阀门；7-进水阀门；8-出气阀门；10-排水阀门；11-进水管；12-水槽；13-被试设备加压时，压力应缓慢均匀上升，一般每分钟不应超过0.15MPa，特别是快到试验压力时更应注意。当压力升0.36~0.4MPa时，应进行一次检查，必要时可拧紧设备上人孔、手孔、法兰和盲板等螺栓（要先泄压后拧紧螺栓）。如发现设备有大量漏水，应立即泄压并进行修理；如漏水不多，为能更彻底的露出全部缺陷，可继续缓慢加压（同时注意漏水是否增大）。当加压达到试验压力时，试压泵便可停止，关闭阀门4。12 强度试验是一种超压试验，试验压力要为工作压力的1.5倍左右。一般规定，设备不得长时间经受超压，以5分钟为度（此时不作详细检查），然后应稍开阀门4和3，使压力试验合格。检查时，一般用0.5~1.5kg的圆头手锤，沿设备上各种焊缝两侧（离接缝处约150mm的地方）轻轻敲打。如无泄漏，无变形，同时压力表9上的压力值也维持不降，表示水压试验合格。当水压试验用水温度低于环境气温露点温度时，设备外壁上可能出现水珠，是空气中的水汽凝结，不是泄漏。区别水汽凝结和渗漏的方法，一是把水珠擦掉，看它是否又很快冒出来；二是观察压力表是否下降；三是测量设备壁温是否高于露点（“是”即为泄漏）。试压完毕，应打开排水阀门10（必须放在设备最低处），把水放净。放水时，同时开启出气阀门8，以免造成负压。设备和管道在承受压力，特别是超压情况下是有危险性的，如有某一处经受不住试验压力，就会被射穿，击伤人和物，因此必须严格注意安全。寒冷天做水压试验时（水压试验环境温度不低于5℃），应考虑防冻问题，试压完毕后必须将水排净，以防损坏设备。2.试验温度和试验压力(1)试验温度试验温度是指作试验时的温度。强度试验一般在常温下进行。即使在高温下运行的设备强度试验也是在常温下进行的，但试压时，必须注意金属低温的脆性问题。12 当温度降低到一临界值时，金属材料的塑性显著降低，这个温度成金属脆性转变温度。脆性转变温度与材料的成分、制造、热处理方法和应力状态有关。当温度低于脆性转变温度时，塑性材料会在微小变形甚至无变形的情况下发生脆性断裂。脆性断裂的传播速度极快，微小脆性断裂极易扩大而造成设备的整体破坏，且事前无征兆，故危害性极大。因此，在转变温度以上运行的设备，作试验时的温度应在转变温度以上。一般作水压试验较转变温度高5℃，气压试验高15℃。在现场制造的低合金钢容器应注意这一情况，焊后又未经热处理，更应考虑遵守。当用高压储气瓶供应试验气体时，气体从高压降至低压，膨胀时要吸收热量，造成温度降低，应保证试验温度不降到15℃以下。(2)试验压力一般设备强度试验压力由设计图纸给定。五、写实验报告：六、思考题：1.强度检验的目的是什么？强度检验的方法有哪几种？2.水压试验的操作步骤是什么？12'