在談?wù)撔D(zhuǎn)機(jī)械中機(jī)器的熱膨脹以及它如何影響機(jī)器在聯(lián)軸器處的對準(zhǔn)時，我們還應(yīng)該注意其他問題。影響機(jī)械對準(zhǔn)的一個主要因素是熱膨脹引起的動態(tài)管道應(yīng)變。然而，有兩種類型的管道應(yīng)變，另一種類型也很重要。當(dāng)機(jī)器甚至不運行時，管道會產(chǎn)生靜態(tài)應(yīng)變。靜態(tài)管道應(yīng)變是機(jī)器故障的主要原因，是由于制造和/或安裝不當(dāng)、支撐不足或缺失，或管道連接后機(jī)器移動造成的。它的影響測量起來相對簡單，但它經(jīng)常被忽視，因為維修或返工被認(rèn)為成本高昂，但情況并非總是如此。
動態(tài)管道應(yīng)變更難測量，因為它只有在機(jī)器和管道處于工作條件下才會出現(xiàn)。“動態(tài)”一詞的特征是不斷的變化或運動（生長或收縮），這種運動大部分是由于溫度變化引起的——熱的或冷的。如果您參與了公司機(jī)械維護(hù)和維修或狀態(tài)監(jiān)測計劃，您可能會看到一些嚴(yán)重的機(jī)器溫度升高或降低的情況。例如，壓縮機(jī)的入口（吸入）管道可能結(jié)冰，而出口（排出）管道通常太熱，甚至無法接觸。因此，一些管道會增長，另一些管道可能會收縮。這是動態(tài)管道應(yīng)變，它會對機(jī)器產(chǎn)生很大影響。
管道中的巨大溫度變化將對其所連接的機(jī)器產(chǎn)生重大影響，通常會導(dǎo)致這些機(jī)器錯位。OEM可以為您提供其機(jī)器的預(yù)期增長量，但在管道方面，您可以自行決定。這就是為什么明智的選擇是在管道系統(tǒng)和機(jī)組之間使用柔性管接頭（見下圖）。
在下面的例子中，我們在中心線正下方泵的軸承箱上讀取溫度讀數(shù)。如左下圖所示，我們可以看到激光指示器的位置，用于顯示溫度讀數(shù)。讀數(shù)為171華氏度。
我們知道環(huán)境溫度是70華氏度，所以溫差是101華氏度（T）。泵腿長16英寸（L），即從腳部到軸中心的高度。因此，如果我們想知道這個泵的熱膨脹，我們還需要知道一件事：膨脹系數(shù)（“/F）。在這個例子中，軟鋼的膨脹系數(shù)是0.0000063（”/F）（C）。我們將其乘以腿的長度（高度）（16英寸），得到0.0001。現(xiàn)在，我們將其乘以溫差（101華氏度），我們有0.010英寸（1000）的生長。是的，當(dāng)該泵的偏移公差為2千（0.002英寸）時，10千是一個很大的數(shù)
如果我們把它們加在一起，除以四4，我們得到148華氏度的平均值。當(dāng)我們?nèi)サ舡h(huán)境溫度時，得到78華氏度的溫差。如果我們把這些數(shù)字代入本文第2部分的熱膨脹公式，它看起來像這樣：
長x寬x高
= 78 F x 16″ x 0.0000063″ / F
= 0.007″ (7000)
7000（使用四個溫度讀數(shù)的平均值）和10000（使用最高讀數(shù)）只給我們帶來3000的差異。不是很多，但當(dāng)2你是寬容的時候，可以有所作為。
我們讀取每臺機(jī)器大約四英尺的溫度讀數(shù)并取平均值。在我們將信息輸入到熱增長膨脹計算（T x L x C）中后，結(jié)果顯示：
外側(cè)泵足–0.007英寸（7000）的生長量。
內(nèi)側(cè)泵足–0.006英寸（6000）的生長量。
內(nèi)側(cè)馬達(dá)腳–0.004英寸（4000）的生長量。
外側(cè)馬達(dá)腳–0.002英寸（2千）的增長。
如果我畫出這些投影，你可以通過每個軸的黑色虛線看到（下圖），偏移和角度都很好，所以我們處于公差范圍內(nèi)。
重要的是，如果把結(jié)果建立在一個最高讀數(shù)的基礎(chǔ)上，就會超出容忍度。然而，從平均水平來看，我很適合上場。不采取正確的溫度讀數(shù)是一個常見的錯誤，它確實會產(chǎn)生影響。
讓我們看看另一個例子。如果我們在吹風(fēng)機(jī)出口的腳平面上讀取溫度讀數(shù)（如下圖所示），我們會得到150華氏度、150華氏度，149華氏度和146華氏度。這些讀數(shù)的平均值變成aprrox。148華氏度。環(huán)境溫度為75華氏度，相差73華氏度。如果我們使用軟鋼的膨脹系數(shù)0.0000063（“/F）（C），并將其乘以18英寸（L）——從底部到軸中心的高度——和溫度變化（T x L x C），我們應(yīng)該在出口處有0.008英寸（8000）的熱膨脹/增長。
入口的讀數(shù)要低得多，分別為67華氏度、69華氏度、78華氏度和84華氏度。平均值為74華氏度。除去環(huán)境溫度，我們得到的差值為-1華氏度。如果我們進(jìn)行熱膨脹計算（T x L x C），我們沒有增長。在對電機(jī)進(jìn)行熱膨脹計算后，我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)腳部的生長結(jié)果為0.003英寸（3000），外側(cè)腳部的生長為0.002英寸（2000）。這意味著鼓風(fēng)機(jī)的出口會增長，使聯(lián)軸器處的軸向下傾斜，使機(jī)器無法對準(zhǔn)。
附在機(jī)器上的是OEM指南，用于補(bǔ)償鼓風(fēng)機(jī)的熱增長。經(jīng)過一些預(yù)對準(zhǔn)檢查后，在#5處，它表示將驅(qū)動軸（電機(jī)）與鼓風(fēng)機(jī)軸（從動）平行對準(zhǔn)。
然后在#5A，它說要在所有提升它的電機(jī)腳上添加0.008英寸（8000）的墊片。
在#5B處，它說在鼓風(fēng)機(jī)的入口端加上.012英寸（12千）。
最后，在#5C，它說必須在機(jī)器運行到完全工作溫度后進(jìn)行熱對準(zhǔn)測量和校正。
為了直觀地看到這一點，我們可以制作一個簡單的圖表。我們使用的比例是水平面上的每個小方框（穿過頁面）代表2英寸。對于垂直平面，每個小方框（在頁面上下移動）代表0.002英寸（2千）。
在OEM指南上，#5說要對齊軸，我們已經(jīng)使用紅色虛線上的兩個黑色軸顯示了這一點。
然后#5A和5B表示，將0.008〃（8000）添加到電機(jī)的所有腳部，將0.012〃（12000）添加到鼓風(fēng)機(jī)的入口腳部。您可以看到，這是由每臺機(jī)器的紅色軸表示的。
一旦機(jī)組啟動并運行到完全工作溫度，我們就可以進(jìn)行測量，然后根據(jù)這些測量計算熱增長。我們在出口處得到0.008英寸（8千），在入口處得到0.000英寸（0千），發(fā)動機(jī)前腳部得到0.003英寸（3千），后腳部得到0.002英寸（2千）。這些增長數(shù)字由綠色軸表示，正如你所看到的，它非常接近公差范圍。
通過進(jìn)行熱對準(zhǔn)，我們將能夠?qū)ζ溥M(jìn)行微調(diào)，使其成為精確對準(zhǔn)。我們認(rèn)為這是原始設(shè)備制造商提供的很好的信息。由于環(huán)境溫度或進(jìn)入進(jìn)氣口的空氣溫度等原因，您并不總能獲得與本指南保持良好一致所需的所有信息。然而，根據(jù)機(jī)械師對這臺機(jī)器的經(jīng)驗，指南可以給你一個很好的估計，這樣你在啟動時就會很接近。
我們一直在做的是讓您對熱增長有一個實際的了解。如何能夠使用一個簡單的公式來測量和計算它將增長多少。圖形是直觀地查看到機(jī)器生長的一種有用方式。然而，這不是一門精確的科學(xué)，它會讓你非常接近。它之所以不準(zhǔn)確，是因為與機(jī)器單元相關(guān)的所有變量都可能產(chǎn)生影響。我們已經(jīng)經(jīng)歷了其中的一些問題，包括管道應(yīng)變、不正確的溫度測量讀數(shù)，以及遵循正確的OEM指南。其他一些因素包括機(jī)器腳部的尺寸、外殼的設(shè)計以及機(jī)器內(nèi)部和周圍的氣流。由于所有這些變量都會影響機(jī)組，測量熱增長可能很困難，但這比忽略它的替代方案要好得多！
我們的專業(yè)水平軸對準(zhǔn)系統(tǒng)可以通過連接在機(jī)器上的專用支架測量機(jī)器的實時運動。當(dāng)安裝在管道上時，它還可以在水平面和垂直面上提供實時讀數(shù)，如下圖所示。
我們所有的軸系統(tǒng)都可以提供實時讀數(shù)，可用于測量管道應(yīng)力；例如在連接或斷開管道時。事實上，由于熱膨脹和機(jī)器外殼應(yīng)力的原因，有很多方法可以測量機(jī)器運動，例如光學(xué)儀器，甚至內(nèi)部微米和工具球設(shè)置。我們也可以使用幾何激光進(jìn)行測量(如下圖)。然而，設(shè)置這種類型的設(shè)備既耗時又昂貴。如果機(jī)器出現(xiàn)問題是合理的，但對于普通機(jī)器來說，這是不合理的。這就是為什么我們建議進(jìn)行熱增長計算以及熱對準(zhǔn)測量。
許多OEM建議將熱對準(zhǔn)檢查作為其初始安裝程序的一部分。然而，一些公司傾向于不這樣做，因為這被認(rèn)為是不安全的。這是因為應(yīng)在機(jī)器裝置關(guān)閉后盡快進(jìn)行測量。這并不意味著你必須以不安全的方式工作。這確實意味著應(yīng)該精心規(guī)劃，并以可控的方式遵守所有安全要求。是的，機(jī)器會很熱，所以必須小心——但作為維護(hù)專業(yè)人員，這就是我們所做的！我想指出的是，在嘗試這類工作之前，應(yīng)該由安全委員會進(jìn)行審查，以便所有人都了解要求、程序等。
同樣，進(jìn)行熱校準(zhǔn)并不是一門精確的科學(xué)，因為有很多變量。我知道一些公司會在機(jī)器達(dá)到工作溫度后立即進(jìn)行一次，然后在一天后再進(jìn)行一次確認(rèn)。例如，齒輪箱中的熱變化可能很難計算。許多大型齒輪箱將在水平面和垂直面上生長。因此，熱對準(zhǔn)將被視為完成這項工作的最佳方式。
本文旨在向您介紹熱膨脹的一些概念，以及如何測量熱膨脹、繪制熱膨脹圖以及了解導(dǎo)致熱膨脹的主要因素的一些簡單方法。這是為了更好地了解這個問題，以及使用一些簡單的技巧，例如在使用平均值的同時在哪里進(jìn)行正確的溫度測量，并注意OEM指南，如何有助于整個校準(zhǔn)過程。這些都是我們不常考慮的事情。它并不是為了涵蓋一些操作溫度非常高的機(jī)器上存在的一些更復(fù)雜的挑戰(zhàn)而寫的。人們可能會期望機(jī)器制造商會為這種機(jī)器制定一個有文件記錄的程序。如果沒有，將進(jìn)行激光實時測量，以查看機(jī)器的實際運動。
