Co je tepelný růst v ustavení hřídele?

Tepelný růst je vertikální roztažnost výšky středové osy stroje při jeho zahřívání z okolní na provozní teplotu. Vzorec je ΔH = H × α × ΔT, kde H je výška od stopy ke středové ose, α je koeficient tepelné roztažnosti a ΔT je nárůst teploty.

Proč provádět předběžné ofsetové zarovnání za studena?

Stroje jsou za studena vyrovnány, ale za tepla běží. Pokud se oba stroje různě zvětší, dokonalé vyrovnání za studena vede k nesouososti při provozní teplotě. Předběžné vyrovnání za studena očekávaným rozdílným růstem zajišťuje vyrovnání za tepla.

Jak určím provozní teplotu?

Provozní teploty lze měřit na běžících zařízeních pomocí infračervených teploměrů nebo kontaktních sond na ložiskové skříni nebo patkách stroje. Typické hodnoty: elektromotory 60–90 °C, čerpadla 40–70 °C (v závislosti na procesu), parní turbíny 80–200 °C.

Jaké jsou typické teploty pro motory a čerpadla?

Elektromotory obvykle pracují při teplotě skříně 60–90 °C. Odstředivá čerpadla mají pro studenou vodu teplotu 40–70 °C, ale pro horké procesní kapaliny může být mnohem vyšší. Parní turbíny mohou dosáhnout 150–300 °C. Převodovky obvykle pracují při teplotě 50–80 °C.

Co je to kontrola souososti za tepla?

Kontrola zarovnání za tepla se provádí, když je stroj zahřátý na provozní teplotu (ihned po vypnutí). Ověřuje, zda byly předpovědi tepelného nárůstu správné a zda jsou stroje zarovnány za skutečných provozních podmínek. Toto je zlatý standard pro ověření zarovnání.

Bezplatný inženýrský nástroj

Kompenzace tepelného růstu pro ustavení hřídele

Vypočítejte vertikální nárůst středové osy v důsledku tepelné roztažnosti pro hnací a hnaný stroj. Určete cílové předběžné odsazení pro ustavení za studena pro dosažení ustavení při provozní teplotě.

Řídící + Řízené ΔH = H × α × ΔT Cíl studeného odsazení

Okolní teplota (°C)

Zadejte níže data pro oba stroje. Rozdíl určuje předběžné odsazení za studena.

Řídící stroj (např. motor)

Typ stroje

Materiál

Výška od stopy ke středové ose H (mm)

Provozní teplota (°C)

Řízený stroj (např. čerpadlo)

Typ stroje

Materiál

Výška od stopy ke středové ose H (mm)

Provozní teplota (°C)

Rychlé předvolby

Výsledky

Cíl studeného předodsazení

Tepelný růst řídícího (motoru)

Tepelný růst řízeného (čerpadla)

Hnací stroj ΔT

Hnaný stroj ΔT

Vzorec pro tepelný růst

Když se stroj zahřeje, jeho rám se svisle roztáhne a zvedne středovou osu hřídele:

H — výška od nohy ke středové ose (mm)
α — součinitel tepelné roztažnosti (×10⁻⁶ /°C)
T_op — provozní teplota (°C)
T_amb — okolní teplota (°C)

Hodnoty CTE materiálu

Materiál	α (×10⁻⁶ /°C)
Uhlíková ocel	12.0
Litina	10.5
Nerezová ocel (304/316)	16.0
Hliník	23.0

Typické provozní teploty

Typ stroje	Typická teplota pláště (°C)
Elektrický motor	60–90
Odstředivé čerpadlo (studená voda)	40–70
Parní turbína	80–200
Převodovka	50–80
Kompresor	60–120

Praktický příklad

Příklad — Motor + Čerpadlový agregát

Vzhledem k: Okolní teplota = 20 °C

Motor: H = 200 mm, ocel (α = 12×10⁻⁶), T_op = 80 °C

Čerpadlo: H = 250 mm, ocel (α = 12×10⁻⁶), T_op = 60 °C

ΔH_motor = 200 × 12 × 10⁻⁶ × (80 − 20) = 0,144 mm

ΔH_čerpadlo = 250 × 12 × 10⁻⁶ × (60 − 20) = 0,120 mm

Rozdíl = 0,144 − 0,120 = 0,024 mm

Motor roste → nastavit motor 0,024 mm NÍŽE během studeného ustavení.

💡 Tip: Stroj, který roste více, by měl mít při studeném zarovnání nastaveno NÍZKO. Když se oba zahřejí, rozdílný růst je zarovná.

⚠️ Poznámka: Tento výpočet předpokládá rovnoměrné tepelné roztažení rámu stroje. V praxi mohou teplotní gradienty, napětí potrubí a vlivy základů způsobit další pohyby. Vždy, když je to možné, ověřte pomocí kontroly za tepla.