《设备安装工艺学》课程实验指导书.doc

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1、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1030mm范围内时，可用凿子去除螺栓周围的混

2、凝上，其深度为螺栓直径的815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34倍。2.地脚螺栓标高偏差的排除（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

3、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23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45倍，如图4所示。 3.

4、 地脚螺栓“活拔”的排除“活拔”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)

5、 :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，

6、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。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。0 h5 C; v, c B# D a0 i2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

7、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 5 Y2 H+ 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+ o2 s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- X9 L6 A后脚调整的尺寸=上下偏差*后脚距离/联轴器直径. kD$ a: H c2 h# 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

8、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。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

9、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

10、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

11、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： 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

12、联轴器同轴度数据；5.分析计算；6.调整.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

13、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

14、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0.15M Pa，特别是

15、快到试验压力时更应注意。当压力升0.360.4M Pa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。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0.51.5kg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

16、，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

17、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。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？