2.1.3 离心泵的安装
离心泵安装主要工序包括机座安装、泵体就位及精度调整、变速机就位、电动机安装、联轴器找正、二次灌浆、管路安装、试运行等。安装方式可分为硬性连接[图2-2（a）]和柔性连接[图2-2（b）]。
图2-2 离心泵安装方式示意图
1—基础；2—底座；3—进口阀；4—直管段；5—法兰；6—直管段；7—出口阀门；8—压力表；9—减震器
具体安装尺寸及要求可根据生产厂家技术要求及泵样本。以IS 80-65-160泵为例，其外形与安装图如图2-3所示，安装尺寸可参见表2-5。
图2-3 离心泵安装尺寸图
表2-5 IS 80-65-160离心泵安装尺寸表mm
2.1.3.1 离心泵的吊装
①机座与泵体吊装时，吊钩、索具、钢丝绳等应捆绑在泵体下部或吊环上，不得捆绑在进出口法兰或轴与轴承等易受损伤的部位。吊装过程中，避免电机顶罩变形和壳体受到吊绳的挤压力。
②对于小型泵，可2～4人搬抬；中型泵，利用托运架和滚杠在斜面上滚动的方法来运输和安装；大中型泵，有起重架、手拉葫芦，或利用厂房或场地原有的桥式起重机、电动葫芦等。
2.1.3.2 离心泵找正与找平
①设备的找正找平可概括为“三找”，即找中心，找标高和找水平。一般是按照“先初平，后精平”的原则进行。设备的初平是在设备就位后，二次灌浆前所进行的找正找平，通常与设备的就位工作同时进行。精平是在设备地脚螺栓灌浆固定后进行的找正找平，既是在初平的基础上进一步对设备的中心、标高与水平度做复查和精确调整，又是机座找正固定后对部件安装的找正找平。设备的初平与精平的技术标准是一致的，不能因为是初平就降低要求，也不能因为是精平，又特别提高标准。分为初平与精平的主要原因是考虑到地脚螺栓在灌浆固定时，设备的位置与水平度可能发生变动。
②找平找正一般有以下两种方法：
第一种，设备在基础上就位之后，先找正它的中心，即先将设备上两端的中点对准基础上的中心线（找正）；然后在基准线方向的任一端调整斜垫铁，将此端的标高找好（找标高）；最后找水平度。水平找好后复查中心和标高，同时复查水平。三者找好后，在设备底座下塞进垫铁组，并拆除斜垫铁，斜垫铁去掉后再一次复查，不合格再做调整。这种初平工作的步骤比较好，不会产生大的返工。
第二种，先将设备一端的标高找好后，再找水平，将水平和标高复查好，塞好垫铁组后，再对准中心线找中心。这种初平工作步骤的优点是，对中心线时移动设备方便，而且对水平和标高的影响也不会太大，故可提高初平工作的效率，缺点是，中心线如果偏差太大，可能造成标高与水平的找正工作浪费，存在返回重找标高的问题。这种方法主要适用于中心线位置要求不太严格或就位已很精细的情况。
③较小的离心泵本体与驱动机共用一个底座时，根据泵的轴心来找正找平。后期再以离心泵轴心为基准，找正驱动机与离心泵的同轴度。
④较大的离心泵本体与变速机（液力偶合器）、驱动机各自有独立底座时，安装时以变速机（液力偶合器）为基准，再安装离心泵和驱动机。
⑤离心泵的标高与中心定位找正时，以画在基础上标出的红三角标高线与纵横中心线为准。
⑥离心泵的找正找平可采用三点找平法，在设备底座下选择适当的位置，用三组调整垫铁来调整设备的标高、中心线和水平度，是一种快速找正设备标高和水平的方法。
a.采用三点找平法，第一步是利用一组调整垫铁，放在设备一端的中点，再使用两组垫铁放在设备的另一端，构成三点支承进行找水平的工作，当设备达到粗平或精平条件时进行下步工作（或一次灌浆预埋地脚螺栓）；第二步是将永久垫铁放入预先安排的位置，其松紧程度以用手锤轻轻敲入为准，使全部垫铁都达到这种要求；第三步是将调整垫铁放松，将设备底座落放在永久垫铁上，并拧紧地脚螺栓，在拧紧地脚螺栓的同时，检查设备的标高、水平度、中心线和垫铁的松紧度，检查合格后，将调整垫铁拆除。再用水平仪复查水平度，达到标准要求后，即调整完毕。
b.找平过程如图2-4所示，先在机座的一端垫好需要高度的垫板（a点），在机座的另一端地脚螺栓1和2旁放置需要高度的垫板，如b1、b3；用长水平仪在机座的上表面纵横两个方向找平后，放入垫板b2、b4，拧紧地脚螺栓1和2，在地脚螺栓3和4两旁加入垫板，找平后，拧紧地脚螺栓。水平仪应放在机座上的已加工表面，即图中A、B、C、D、E、F等处，在相互垂直的方向上反复测量两次，取平均读数。
图2-4 三点找平法安装底座
2.1.3.3 离心泵泵体的测量
①大型泵体就位后，利用垫铁组调整泵的标高和水平。泵的调整可分为初平和精平两个阶段，初平时将水平仪放在底座加工面、主轴、联轴器或指定的测点上进行初步找平后，对地脚螺栓进行灌浆。待混凝土养护合格后，再紧固地脚螺栓，进行精平。
②整体安装的泵，以进出口法兰面或其他水平加工基准面为基准，纵向安装水平偏差不应大于0.05mm/m，横向安装水平偏差不应大于0.1mm/m；解体安装的泵，以泵体加工面为基准，纵向和横向安装水平偏差均不应大于0.05mm/m，在水平中分面、轴的外露部分、底座的水平加工面上进行测量。
③高温或低温离心泵在常温下找正时，应考虑工作状态下轴线位置的变化。因此必须按照厂家提供的冷态对中曲线进行对中找正。
④找正泵体的纵横中心线，纵向中心线以泵轴中心线为准，横中心线以出口管的中心线为准，按已画好的设备轴向与横向中心线为准（或基础、墙柱的中心线）来测量和调整，应符合图纸要求，允许偏差一般在±5mm范围内。
⑤找标高以泵轴为准，用水准仪进行测量。具体方法如图2-5所示。
图2-5 用水准仪测量泵轴中心的标高
1—基准点；2—标杆；3—水准仪；4—泵轴
测量时将标杆放在标高的基准点上，用水准仪测出其镜心到标高基准点的相对标高尺寸a，然后将标杆移到泵轴颈上，测出轴圆柱面到镜心的距离b，泵轴直径为d，则按下式计算相对标高H：
H=a-b-d/2 （2-1）
⑥还有一种较为简单的方法，利用水平尺将泵轴的中心引出来，至本基础上标有的红色三角标高线上，直接测量调整出泵轴的中心标高。泵轴中心标高的允许偏差为±10mm。
2.1.3.4 电动机的安装
电动机就位时，要求电动机的轴线与离心泵轴的中心线在一条直线上。电动机与泵通过联轴器连接，电动机的调整一般是根据定位后的泵体转子中心来进行同轴度调整，电动机的安装就是联轴器的找正，就是使半联轴器端面开口间隙、轴向间隙、径向间隙符合要求。
泵和电动机的联轴器所连接的两根轴的旋转中心应严格的同心，联轴器在安装时必须精确地找正、对中，否则将会在联轴器上引起很大的应力，并将严重地影响轴、轴承和轴上其他零件的正常工作，甚至引起整台设备和基础的振动或损坏等。因此，泵和电动机联轴器的找正是安装过程中很重要的工作环节之一。
2.1.3.5 联轴器找正
（1）联轴器偏移情况的分析
驱动机与离心泵对中找同心时以离心泵为基准机座，如果驱动机与离心泵之间有变速机连接时，一般都以中间变速机轴线为基准找正离心泵和驱动机。
联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响等，会引起两轴相对位置的变化，两轴往往不能保证严格的对中。
联轴器偏移情况的分析，一般情况下可能遇到4种情形，如图2-6所示。
图2-6 联轴器找正时可能遇到的4种情况
①s1=s3，a1=a3，两半联轴器的端面间隙符合要求，主动轴和从动轴的中心线又同在一条水平直线上； s1、s3为轴向间隙，a1、a3为径向间隙；正确位置。
②s1=s3，a1≠a3，两半联轴器的端面相互平行，主动轴和从动轴的中心线不同轴，两轴的中心线之间有径向偏移（偏心距）e=（a3-a1）/2。
③s1≠s3，a1=a3，表示两半联轴器的端面互相不平行，两轴的中心线相交，其交点正好落在主动轴的半联轴器的中心点上，这时两轴的中心线之间有倾斜的角位移（倾斜角）α。
④s1≠s3，a1≠a3，表示两半联轴器的端面互相不平行，两轴的中心线的交点又不落在主动轴的半联轴器的中心点上，两轴的中心线之间既有径向位移又有角位移。
联轴器处于后三种情况时都不正确，均须进行找正，直至形成第一种正确的形式。
（2）联轴器找正测量方法
联轴器找正时主要测量其径向位移（或径向间隙）和角位移（或轴向间隙）。下面介绍常用的几种测量调整方法，根据测量工具的不同有塞尺法、百分表（或千分表）法、激光找正法等。
①利用直尺和塞尺测量径向位移，利用平面规和楔形间隙规测量角位移，测量方法如图2-7和图2-8所示。
图2-7 径向位移检测
图2-8 轴向位移检测
用塞尺和楔形规找正时，联轴器径向端面的表面应平整、光滑、无锈、无毛刺。对于最终测量值，电动机的地脚螺栓应紧固无松动。找正时注意做好记录。此方法找正精度低，适用于低转速、精度要求不高的设备。目前施工现场常用的轴对中方法是百分表法（或千分表法）和激光法。
②百分表测量法：百分表测量法是把专用的夹具（对轮卡）或磁力表座安置在作基准的半联轴器上（主机转轴），用百分表测量联轴器的径向间隙和轴向间隙的偏差值。此方法使联轴器找正的测量精度大大提高，常用的百分表测量方法有双表法、三表法。
a.双表测量法：双表测量法是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，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。测量方法如图2-9所示。
图2-9 利用中心卡和百分表
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2-10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
图2-10 一点法记录图
测量过程中，若由于基础的构造影响，使联轴器最低位置上的径向间隙a3和轴向间隙s3无法测到，则可根据其他三个已测得的间隙数值由上式计算得出。最后比较对称点上的两个径向间隙和轴向间隙的数值，若对称点数值差不超过规定数值，符合要求，否则要进行调整。
b.三表找正法：三表找正法又称两点测量法，是目前普遍使用的一种方法。三表测量法与两表测量法不同之出是在与轴中心等距离处对称布置两块百分表，在测量一个方位上径向读数和轴向读数的同时，在相对的一个方位上测其轴向读数，即同时测量相对两方位上的轴向读数，可以消除轴在盘车时窜动对轴向读数的影响，计算方式与双表计算相似，两轴向表的得数相加除以2，但要注意找正卡具的刚性要好，防止百分表自重产生的挠度带来的假数影响。
三表找正法测量方法精度高，适用于需要精确对中的精密或高速运转的机器，如汽轮机、离心式压缩机等。
c.激光找正：激光找正仪具有方便、快速、准确、高效等特点，在动设备安装中使用越来越广泛。激光找正仪主要由激光发射器（探测器）、激光反射器 （接收器）、显示单元（微型计算机）、夹具和连接线等组成。其中激光发射器、激光反射器分别安装在固定设备轴上的测量单元 S 和移动设备轴上的测量单元 M，如图2-11所示。
图2-11 激光找正法
激光找正中S单元与M单元分别替代百分表并固定在联轴器的两侧，S测量单元固定在基准设备端，M测量单元固定在调整设备端。根据相似三角形几何原理输入相应距离数据，其中，S-M表示两个测量单元间的距离，S-C表示S测量单元至联轴器中心的距离，S-F1表示S测量单元至调整设备前地脚中心线的距离，S-F2表示S测量单元至调整设备后地脚中心线的距离，如图2-12所示。
图2-12 激光找正数据输入示意图
采用时钟水平机械对中程序，将轴转到9、12、3点钟的位置并确认。从调整端M看基准端S，9点钟在图中的左侧，3点钟是右侧，竖直上方是12点钟。
操作完成后显示单元将自动计算出平行偏差和角度偏差，其水平和垂直位置用图像、数字显示出来，并自动给出可调整设备前、后机脚下相应垫片的调整值，如图2-13所示。
图2-13 显示测量结果
根据测量结果通过调整顶丝，使最终测量结果达到设备安装误差允许范围之内，并保存测量结果数据。
（3）联轴器找正计算和调整
联轴器找正时的计算和调整，一般先调整轴向间隙，使两半联轴器平行，再调整径向间隙，使两半联轴器同轴。通常采用在垂直方向加减电动机支脚下的垫片或在水平方向移动电动机位置的方法实现。对于精密的和大型机器，在调整时通过计算来确定应加或减垫片的厚度和左右的移动量。若已知测量结果s1>s3，a1>a3，即两半联轴器处于既有径向位移又有角位移的一种偏移情况，如图2-14所示，Ⅰ为从动轴，Ⅱ为主动轴。
图2-14 联轴器找正的计算和调整
调整过程如下：
①先使两半联轴器平行。为了要使两半联轴器平行，必须要在主动机的支脚2下加上厚度为x（mm）的垫片，如图2-14（a）所示。此处x的数值可以利用图上画阴影的两个相似三角形的比例关系算出。
由
（2-2）
式中 b——在0°和180°两个位置上测得的轴向间隙的差值（b=s1-s3）；
D——联轴器的计算直径（应考虑到中心卡测量处大于联轴器直径的部分），mm；
L——主动机纵向支脚间的距离，mm。
由于支脚2垫高了，而支脚1底下没有加垫，因此轴Ⅱ将会以支脚1为支点发生很小的转动，这是两半联轴器的端面虽然平行了，但是主动轴上的半联轴器的中心却下降了y（mm），如图2-14（b）所示。此处的y值同样可以利用图上画有阴影线的两个相似三角形的比例关系算出。
由
（2-3）
式中 l——支脚l到半联轴器测量平面之间的距离，mm。
②再使两联轴器同轴。由于a1>a3，即两半联轴器不同轴，其原有径向位移量（偏心距）为
，再加上第一步找正时又使联轴器中心的径向位移量增加了y （mm），必须在主动机的支脚1和支脚2下同时加上厚度为y+e （mm）的垫片。为了要使主动轴上的半联轴器和从动轴上的半联轴器轴线完全同轴，则必须在主动机的支脚1底下加上厚度为y+e（mm）的垫片，而在支脚2底下加上厚度为x+y+e（mm）的垫片，如图2-14（c）所示。
则前支脚垫片厚度：
（2-4）
后支脚垫片厚度：
（2-5）
主动机一般有4个支脚，故在加垫片时，主动机两个前支脚下应加同样厚度的垫片，而两个后支脚下也要加同样厚度的垫片。
如联轴器在90°、270°两个位置上所测得的径向间隙和轴向间隙的数值也相差很大时，则可以将主动机的位置在水平方向作适当的移动来调整。通常是采用锤击或千斤顶来调整主动机的水平位置，也可借助工装夹具来调整。
径向间隙和轴向间隙调整好后，应满足表2-6的要求。
表2-6 联轴器两轴端面间隙及对中偏差值mm
2.1.3.6 联轴器的安装
①联轴器的正确安装能改善设备的运行情况，减少设备的振动，延长联轴器的使用寿命。联轴器与轴的配合大多为过盈配合，连接分为有键连接和无键连接，联轴器的轴孔又分为圆柱形轴孔与锥形轴孔两种形式。装配方法有静力压入法、动力压入法、温差装配法及液压装配法等。
②联轴器安装前先把零部件清洗干净，清洗后的零部件，需把沾在上面的油擦干。在短时间内准备运行的联轴器，擦干后可在零部件表面涂些机油，防止生锈。对于较长时间才能投用的联轴器，应涂防锈油。
③高速旋转机械上的联轴器，一般在制造厂都做过动平衡试验，动平衡试验合格后画上各部件之间互相配合方位的标记，装配时必须按制造厂给定的标记组装，否则，很可能发生由于联轴器的动平衡不好引起机组振动的现象。在拧紧联轴器的连接螺栓时，应对称、逐步拧紧，使每一连接螺栓上的锁紧力基本一致，以防各螺栓受力不均而使联轴器在装配后产生歪斜现象，有条件的可采用力矩扳手。
④对于刚性可移式联轴器，如鼓形齿式联轴器，在装配完后应检查联轴器的刚性可移件能否进行少量的移动，有无卡涩的现象。
⑤各种联轴器在装配后，均应盘车，检查转动是否良好。
2.1.3.7 泵的固定与二次灌浆
①电动机与泵精找正后，各垫铁组层与层之间点焊，在24h内进行二次灌浆。灌浆时应检查地脚螺栓和垫铁是否有松动或不牢固的地方，并将基础表面清理干净，灌浆养护。
②泵底座与基础灌浆应符合GB 50204《混凝土结构工程施工质量验收规范》的规定；灌浆层厚度不应小于25mm。
③灌浆前安设外模板，外模板至底座面外缘的距离不小于60mm；内模板至设备底面外缘的距离应大于10mm，并不小于底座底面边宽，高度等于底座底面至基础或下平面的距离。
④地脚螺栓灌浆应符合下列要求：
a.地脚螺栓在预留孔中应垂直，无倾斜。
b.地脚螺栓任一部分离孔壁的距离应大于15mm；地脚螺栓底端不应碰孔底。
c.螺母与垫圈、垫圈与设备底座间的接触均应紧密。
d.拧紧螺母后，螺栓应露出螺母，其露出的长度宜为螺栓直径的1/3～2/3。
e.为使垫铁、设备底座底面与灌浆层的接触良好，在地脚螺栓孔的灌浆快固化时，采用压浆法同时将垫铁组布置在地脚螺栓两侧以及其他位置。
f.地脚螺栓孔中的混凝土强度达到要求后，按初找平方法对泵进行精找平，拧紧地脚螺栓，测量出中心、标高、水平度值为最终记录。偏差应符合图纸要求或安装规范要求，纵向安装水平偏差不应大于0.1/1000，横向安装水平偏差不应大于0.2/1000。