Безплатен инженерен инструмент
Компенсация на термичния растеж за центровка на вала
Изчислете вертикалното разширение на централната линия поради термично разширение за задвижващи и задвижвани машини. Определете целевото предварително отместване за студено подравняване, за да се постигне подравняване при работна температура.
Резултати
Формула за термичен растеж
Когато машината се нагрее, рамката ѝ се разширява вертикално, повдигайки централната линия на вала:
- H — височина от стъпалото до централната линия (мм)
- α — коефициент на термично разширение (×10⁻⁶ /°C)
- Топ — работна температура (°C)
- ТT_amb — температура на околната среда (°C)
Стойности на CTE на материала
| Материал | α (×10-⁶ /°C) |
|---|---|
| Въглеродна стомана | 12.0 |
| Чугун | 10.5 |
| Неръждаема стомана (304/316) | 16.0 |
| Алуминий | 23.0 |
Типични работни температури
| Тип машина | Типична температура на корпуса (°C) |
|---|---|
| Електрически мотор | 60 - 90 |
| Центробежна помпа (студена вода) | 40 - 70 |
| Парна турбина | 80 - 200 |
| Скоростна кутия | 50 - 80 |
| Компресор | 60 - 120 |
Практически пример
Дадено: Околна температура = 20°C
Двигател: H = 200 мм, стомана (α = 12×10⁻⁶), Tоп = 80 °C
Помпа: H = 250 мм, Стомана (α = 12×10⁻⁶), Tоп = 60 °C
ΔHмотор = 200 × 12 × 10⁻⁶ × (80 − 20) = 0,144 мм
ΔHпомпа = 250 × 12 × 10⁻⁶ × (60 − 20) = 0,120 мм
Разлика = 0,144 − 0,120 = 0,024 мм
Моторът расте повече → настройте мотора 0,024 мм НИСКО по време на студено подравняване.
💡 Съвет: Машината, която се разширява повече, трябва да бъде настроена НИСКО при студено центриране. Когато и двете машини се нагреят, диференциалният растеж ги привежда в центровка.
⚠️ Забележка: Това изчисление приема равномерно термично разширение на рамата на машината. На практика термичните градиенти, усилията от тръбопроводите и ефектите от фундамента могат да причинят допълнителни премествания. Винаги проверявайте с гореща центровка, когато е възможно.
Thermal growth is the vertical expansion of a machine's shaft centerline height as the machine heats up from ambient to operating temperature. All materials expand when heated, and for rotating machinery this means the shaft centerline rises.
The growth is calculated as: ΔH = H × α × (Top − Tamb), where H is the foot-to-centerline height, α is the coefficient of thermal expansion, and the temperatures are in °C.
Machines are aligned when cold (not running) but operate when hot. If the driver and driven machines grow by different amounts vertically, perfect cold alignment will result in misalignment at operating temperature.
By intentionally offsetting the cold alignment by the expected differential growth, the machines come into proper alignment when they reach operating temperature. The machine that grows more is set low during cold alignment.
Operating temperatures can be measured on running equipment using:
- Infrared thermometer — quick non-contact measurement at machine feet or bearing housings
- Contact thermocouple probes — more accurate surface temperature
- RTDs/thermocouples — permanently installed sensors
Measure at the machine feet or base, not at the top of the casing, as this best represents the temperature affecting vertical growth. Allow the machine to reach thermal steady state (typically 2–4 hours).
Typical casing/foot temperatures for common machines:
- Electric motors: 60–90°C (depending on frame size and load)
- Centrifugal pumps: 40–70°C (cold water), up to 200°C+ (hot process)
- Steam turbines: 80–200°C
- Gearboxes: 50–80°C
- Compressors: 60–120°C
These are approximate values. Always measure on the actual equipment when possible.
A hot alignment check is performed immediately after shutting down equipment that has been running at normal operating temperature. The alignment is measured before significant cooling occurs (typically within 15–30 minutes of shutdown).
This check verifies whether:
- The calculated thermal growth predictions were accurate
- The cold pre-offset was correct
- Other factors (piping strain, foundation movement) are affecting alignment
A hot check is the gold standard for validating alignment and should be performed whenever practical, especially on critical machinery.
Процедурите, описани на тази страница, са разработени и тествани на терен от екипа на Vibromera с помощта на Balanset-1A, преносим двуканален балансьор и анализатор на вибрации за балансиране на ротори на място.
Професионални инструменти за лазерно подравняване и анализ на вибрациите. Постигнете прецизно подравняване с компенсация на термичното нарастване на място. Използват се в над 50 страни.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko е инженер по вибрационен анализ, основател и изпълнителен директор на Vibromera. Повече от 15 години той балансира въртящо се оборудване на място, а не на изпитвателен стенд: мулчери, промишлени вентилатори, трошачки, центрофуги, валове и шпиндели. Именно от тази работа се родиха уредите Balanset — те са замислени като инструмент, който специалистът може да занесе до машината и да използва сам, на място, а не като лабораторно оборудване. Vibromera е основана през 2017 г. и от 2023 г. е базирана в Порто, Португалия. Тук се извършват разработката, сглобяването и поддръжката на серията Balanset. Водещият уред е Balanset-1A — портативен анализатор за едноравнинно и двуравнинно балансиране и за вибрационна диагностика. Nikolai лично участва в поддръжката на клиентите, в решаването на трудни случаи на балансиране и в разработката на софтуера. Работи с клиенти по целия свят, на всякакъв език.
