旋轉(zhuǎn)機(jī)械的聯(lián)軸器找正公式

旋轉(zhuǎn)機(jī)械的聯(lián)軸器找正聯(lián)軸器的找正是機(jī)器安裝的重要工作之一.找正的目的是在機(jī)器在工作時(shí)使主動(dòng)軸和從動(dòng)軸兩軸中心線在同一直線上.找正的精度關(guān)系到機(jī)器是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器尤其重要.兩軸絕對(duì)準(zhǔn)確的對(duì)中是難以達(dá)到的,對(duì)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器要求始終保持準(zhǔn)確的對(duì)中就更困難.各零部件的不均勻熱膨脹,軸的撓曲,軸承的不均勻磨損,機(jī)器產(chǎn)生的位移及基礎(chǔ)的不均勻下沉等,都是造成不易保持軸對(duì)中的原因.因此,在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)規(guī)定兩軸中心有一個(gè)允許偏差值,這也是安裝聯(lián)軸器時(shí)所需要的.從裝配角度講，只要能保證聯(lián)軸器安全可靠地傳遞扭矩，兩軸中心允許的偏差值愈大，安裝時(shí)愈容易達(dá)到要求。但是從安裝質(zhì)量角度講，兩軸中心線偏差愈小，對(duì)中愈精確，機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況愈好，使用壽命愈長(zhǎng)。所以，不能把聯(lián)軸器安裝時(shí)兩軸對(duì)中的允許偏差看成是安裝者草率施工所留的余量。1．聯(lián)軸器找正時(shí)兩軸偏移情況的分析機(jī)器安裝時(shí)，聯(lián)軸器在軸向和徑向會(huì)出現(xiàn)偏差或傾斜，可能出現(xiàn)四種情況，如圖1所示。圖1聯(lián)軸器找正時(shí)可能遇到的四種情況

根據(jù)圖1所示對(duì)主動(dòng)軸和從動(dòng)軸相對(duì)位置的分析見表1。表1聯(lián)軸器偏移的分析

2.測(cè)量方法安裝機(jī)器時(shí)，一般是在主機(jī)中心位置固定并調(diào)整完水平之后，再進(jìn)行聯(lián)軸器的找正。通過測(cè)量與計(jì)算，分析偏差情況，調(diào)整原動(dòng)機(jī)軸中心位置以達(dá)到主動(dòng)軸與從動(dòng)軸既同心，又平行。聯(lián)軸器找正的方法有多種，常用的方法如下：（1）簡(jiǎn)單的測(cè)量方法如圖2所示。用角尺和塞尺測(cè)量聯(lián)軸器外圓各方位上的徑向偏差，用塞尺測(cè)量?jī)砂肼?lián)軸器端面間的軸向間隙偏差，通過分析和調(diào)整，達(dá)到兩軸對(duì)中。這種方法操作簡(jiǎn)單，但精度不高，對(duì)中誤差較大。只適用于機(jī)器轉(zhuǎn)速較低，對(duì)中要求不高的聯(lián)軸器的安裝測(cè)量。圖2角尺和塞尺的測(cè)量方法（2）用中心卡及塞尺的測(cè)量方法找正用的中心卡（又稱對(duì)輪卡）結(jié)構(gòu)形式有多種，根據(jù)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)，尺寸選擇適用的中心卡，常見的結(jié)構(gòu)圖3所示。中心卡沒有統(tǒng)一規(guī)格，考慮測(cè)量和裝卡的要求由鉗工自行制作圖3常見對(duì)輪卡型式

（a）用鋼帶固定在聯(lián)軸器上的可調(diào)節(jié)雙測(cè)點(diǎn)對(duì)輪卡（b）測(cè)量軸用的不可調(diào)節(jié)的雙測(cè)點(diǎn)對(duì)輪卡（c）測(cè)量齒式聯(lián)軸器的可調(diào)節(jié)雙測(cè)點(diǎn)對(duì)輪卡（d）用螺釘直接固定在聯(lián)軸器上的可調(diào)節(jié)雙測(cè)點(diǎn)對(duì)輪卡（e）有平滑圓柱表面聯(lián)軸器用的可調(diào)節(jié)單測(cè)點(diǎn)對(duì)輪卡（f）有平滑圓柱表面聯(lián)軸器用的可調(diào)節(jié)雙點(diǎn)對(duì)輪卡利用中心卡及塞尺可以同時(shí)測(cè)量聯(lián)舟軸器的徑向間隙及軸向間隙，這種方法操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精度較高，利用測(cè)量的間隙值可以通過計(jì)算求出調(diào)整量，故較為適用。（3）百分表測(cè)量法把專用的夾具（對(duì)輪卡）或磁力表座裝在作基準(zhǔn)的（常是裝在主機(jī)轉(zhuǎn)軸上的）半聯(lián)軸器上，用百分表測(cè)量聯(lián)軸器的徑向間隙和軸向間隙的偏差值。此方法使聯(lián)軸器找正的測(cè)量精度大大提高，常用的百分表測(cè)量方法有四種。A雙表測(cè)量法(又稱一點(diǎn)測(cè)量法):用兩塊百分表分別測(cè)量聯(lián)軸器外圓和端面同一方向上的偏差值,故又稱一點(diǎn)測(cè)量法,即在測(cè)量某個(gè)方位上的徑向讀數(shù)的同時(shí),測(cè)量出同一方位上的軸向讀數(shù).具體做法是:先用角尺對(duì)吊裝就位準(zhǔn)備調(diào)整的機(jī)器上的聯(lián)軸器做初步測(cè)量與調(diào)整。然后在作基準(zhǔn)的主機(jī)側(cè)半聯(lián)軸器上裝上專用夾具及百分表，使百分表的觸頭指向原動(dòng)機(jī)側(cè)半聯(lián)軸器的外圓及端面，如圖所示。

測(cè)量時(shí)，先測(cè)0°方位的徑向讀數(shù)a1及軸向讀數(shù)s1。為了分析計(jì)算方便，常把a(bǔ)1和s1調(diào)整為零，然后兩半聯(lián)軸器同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)90°讀一次表中數(shù)值，并把讀數(shù)值填到記錄圖中。圓外記錄徑向讀數(shù)a1，a2，a3，a4，圓內(nèi)記錄軸向讀數(shù)s1，s2，s3，s4，當(dāng)百分表轉(zhuǎn)回到零位時(shí)，必須與原零位讀數(shù)一致，否則需找出原因并排除之。常見的原因是軸竄動(dòng)或地腳螺栓松動(dòng)，測(cè)量的讀數(shù)必須符合下列條件才屬正確，即a1+a3=a2+a4；s1+s3=s2+s4通過對(duì)測(cè)量數(shù)值的分析計(jì)算，確定兩軸在空間的相對(duì)位置，然后按計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。這種方法應(yīng)用比較廣泛，可滿足一般機(jī)器的安裝精度要求。主要缺點(diǎn)是對(duì)有軸向竄動(dòng)的聯(lián)軸器，在盤車時(shí)其端面的軸向度數(shù)會(huì)產(chǎn)生誤差。因此，這種測(cè)量方法適用于由滾動(dòng)軸承支撐的轉(zhuǎn)軸，軸向竄動(dòng)比較小的中，小型機(jī)器。Ｂ．三表測(cè)量法（又稱兩點(diǎn)測(cè)量法）三表測(cè)量法與兩表測(cè)量法不同之出是在與軸中心等距離處對(duì)稱布置兩塊百分表，在測(cè)量一個(gè)方位上徑向讀數(shù)和軸向讀數(shù)的同時(shí)，在相對(duì)的一個(gè)方位上測(cè)其軸向讀數(shù)，即同時(shí)測(cè)量相對(duì)兩方位上的軸向讀數(shù)，可以消除軸在盤車時(shí)竄動(dòng)對(duì)軸向讀數(shù)的影響，其測(cè)量記錄圖如圖所示，三表測(cè)量法示意圖如下：

根據(jù)測(cè)量結(jié)果，?。啊恪?80°和180°～０°兩個(gè)測(cè)量方位上軸向讀數(shù)的平均值，即ｓ１＝（ｓ１＇＋ｓ１＇＇）／２ｓ３＝（ｓ３＇＋ｓ３＇＇）／２?。梗啊恪玻罚啊愫停玻罚啊恪梗啊銉蓚€(gè)測(cè)量方位上軸向讀數(shù)的平均值，即ｓ２＝（ｓ２＇＋ｓ２＇＇）／２ｓ４＝（ｓ４＇＋ｓ４＇＇）／２ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４四個(gè)平均值作為各方位計(jì)算用的軸向讀數(shù)，與ａ１，ａ２，ａ３，ａ４四個(gè)徑向讀數(shù)記入同一個(gè)記錄圖中，按此圖中的數(shù)據(jù)分析聯(lián)軸器的偏移情況，并進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整．這種測(cè)量方法精度很高，適用于需要精確對(duì)中的精密或高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，如汽輪機(jī)，離心式壓縮機(jī)等．相比之下，三表測(cè)量法比兩表測(cè)量法在操作與計(jì)算上稍繁雜一些．Ｃ．五表測(cè)量法（又稱四點(diǎn)測(cè)量法）在測(cè)量一個(gè)方位上的徑向讀數(shù)的同時(shí),測(cè)出0°,90°,180°,270°四個(gè)方位上的軸向讀數(shù),并取其同一方位上的四個(gè)軸向讀數(shù)的平均值作為分析與計(jì)算用的軸向讀數(shù),與同一方位的徑向讀數(shù)合起來分析聯(lián)軸器的偏移情況,這種方法與三表法應(yīng)用特點(diǎn)相同.D.單表法它是近年來國(guó)外應(yīng)用日益廣泛的一種聯(lián)軸器找正方法。這種方法只測(cè)定聯(lián)軸器輪轂外圓的徑向讀數(shù)，不測(cè)量端面的軸向讀數(shù)，測(cè)量操作時(shí)僅用一個(gè)百分表，故稱單表法。其安裝，測(cè)量示意圖如圖8

此種方法用一塊百分表就能判斷兩軸的相對(duì)位置并可計(jì)算出軸向和徑向的偏差值。也可以根據(jù)百分表上的讀數(shù)用圖解法求得調(diào)整量。用此方法測(cè)量時(shí)，需要特制一個(gè)找正用表架，其尺寸，結(jié)構(gòu)由兩半聯(lián)軸器間的軸向距離及輪轂尺寸大小而定。表架自身質(zhì)量要小，并有足夠的剛度。表架及百分表均要求固緊，不允許有松動(dòng)現(xiàn)象。圖8便是兩軸端距離較大時(shí)找正用表架的結(jié)構(gòu)示意圖。單表測(cè)量的操作方法是，在兩個(gè)半聯(lián)軸器的輪轂外圓面上各作相隔90°的四等分標(biāo)志點(diǎn)1a，2a，3a，4a與1b，2b，3b，4b。先在“B”聯(lián)軸器上架設(shè)百分表，使百分表的觸頭接觸在“A”聯(lián)軸器的外圓面上的1a點(diǎn)處，然后將表盤對(duì)到“0”位，按軸運(yùn)轉(zhuǎn)方向盤動(dòng)“B”聯(lián)軸器，分別測(cè)得“A”聯(lián)軸器上的1a，2a，3a，4a的讀數(shù)（其中1a=0），為準(zhǔn)確可靠可復(fù)測(cè)幾次。為了避免“A”聯(lián)軸器外圓面與軸不同心給測(cè)量帶來誤差，可同時(shí)盤動(dòng)“B”與“A”聯(lián)軸器。然后再將百分表架設(shè)在“A”聯(lián)軸器上，以同樣方法測(cè)得“B”聯(lián)軸器上1b，2b，3b，4b的讀數(shù)（其中1b=0）。

測(cè)出偏差值后，利用上圖所示的偏差分析示意圖分析方法，可得出“A”與“B”兩半聯(lián)軸器在垂直方向和水平方向兩軸空間相對(duì)位置的各種情況，如表2，表3所示。表2垂直方向兩軸相對(duì)位置分析

表3水平方向兩軸相對(duì)位置分析

圖中假設(shè)“B”軸向上平移，使Ob’與Oa’相重合，此時(shí)3b=0，而3a的讀數(shù)則變?yōu)?ac，由于3ac=3a+3b（代數(shù)和），這時(shí)Oa’與Oa’’的垂直距離也就是兩軸在垂直方向的偏差值3ac/2。因此，只要測(cè)得3a與3b的數(shù)值，可以求得3ac的數(shù)值（要注意讀數(shù)的正負(fù)號(hào)）。水平方向的偏差分析與垂直方向相同。3．調(diào)整方法測(cè)量完聯(lián)軸器的對(duì)中情況之后，根據(jù)記錄圖上的讀數(shù)值可分析出兩軸空間相對(duì)位置情況。按偏差值作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。為使調(diào)整工作迅速，準(zhǔn)確進(jìn)行，可通過計(jì)算或作圖求得各支點(diǎn)的調(diào)整量。測(cè)量方法不同，計(jì)算方法也不同。（1）兩表測(cè)量法，三表測(cè)量法及五表測(cè)量法兩表，三表及五表測(cè)量都可得出同一方位上的徑向讀數(shù)和軸向讀數(shù)，若測(cè)點(diǎn)位置及調(diào)整支點(diǎn)的位置如圖10所示（請(qǐng)注意測(cè)量軸向讀數(shù)百分表的指向），可用下式進(jìn)行計(jì)算：H1=L1*（s1-s3）/D+（a1-a3）/2-----------------（1—9）H2=（L1+L2）*（s1-s3）/D+（a1-a3）/2----------（1—10）式中H1，H2---------支點(diǎn)1和支點(diǎn)2的調(diào)整量，（正值時(shí)為加墊負(fù)值時(shí)減墊），mm；s1，s3及a1，a3-------分別為0°和180°方位測(cè)得軸向和徑向百分表讀數(shù)，ｍｍ；D---------------------------聯(lián)軸器的計(jì)算直徑(百分表觸點(diǎn),即測(cè)點(diǎn)到聯(lián)軸器中心點(diǎn)的距離),ｍｍ；L1--------------------------支點(diǎn)1到聯(lián)軸器測(cè)量平面間的距離，mm；L2--------------------------支點(diǎn)1與支點(diǎn)2之間的距離，mm；應(yīng)用上式計(jì)算調(diào)整量時(shí)的幾點(diǎn)說明：①式中s1，s3，a1，a3是用百分表測(cè)的讀數(shù)，應(yīng)包含正負(fù)號(hào)一起代入計(jì)算公式。②H的計(jì)算值是由兩項(xiàng)組成，前項(xiàng)L（s1－s3）/D中，L與D不可能出現(xiàn)負(fù)值，所以此項(xiàng)的正負(fù)決定于（s1－s3）。S1－s3＞0時(shí)，前項(xiàng)為正值，此時(shí)聯(lián)軸器的軸向間隙呈形狀，稱為“上張口”；S1－s3＜0時(shí)，前項(xiàng)為負(fù)值，聯(lián)軸器的間隙呈形狀，稱為“下張口”。當(dāng)a1－a3＞0時(shí)，后項(xiàng)為正值，此時(shí)被測(cè)的半聯(lián)軸器中心（主動(dòng)軸中心）比基準(zhǔn)的半聯(lián)軸器中心（從動(dòng)軸中心）偏低，當(dāng)a1－a3＜0時(shí)，被測(cè)的半聯(lián)軸器中心偏高，③機(jī)器安裝時(shí)，通常以主機(jī)轉(zhuǎn)軸（從動(dòng)軸）做基準(zhǔn)，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)軸（主動(dòng)軸）。電機(jī)低座四個(gè)支點(diǎn)于兩側(cè)對(duì)稱布置，調(diào)整時(shí)，對(duì)稱的兩支點(diǎn)所加（或減）墊片厚度應(yīng)相等。④若安裝百分表的夾具（對(duì)輪卡）結(jié)構(gòu)不同，測(cè)量軸向間隙的百分表觸點(diǎn)指向原動(dòng)機(jī)（觸點(diǎn)與被測(cè)半聯(lián)軸器靠結(jié)合面一側(cè)的端面接觸）時(shí)，百分表的讀數(shù)值大小恰與聯(lián)軸器間實(shí)際軸向間隙方向相反，所以H值的公式前項(xiàng)s1－s3應(yīng)改為s3－s1，即s3－s1＞0時(shí)為“上張口”，s3－s1＜0時(shí)為“下張口”。⑤機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)工況下因熱膨脹會(huì)引起軸中心位置變化，聯(lián)軸器找正的任務(wù)時(shí)把軸中心線調(diào)整到設(shè)計(jì)要求的冷態(tài)（安裝時(shí)的狀態(tài)）軸中心位置，使機(jī)器在熱態(tài)（運(yùn)轉(zhuǎn)工況下）達(dá)到兩軸中心線一致（既同心，又平行）的技術(shù)要求。安裝機(jī)器時(shí)各支點(diǎn)溫升的數(shù)據(jù)可以從制造廠的安裝說明書中得到；有的直接給定機(jī)器冷態(tài)找正時(shí)的讀數(shù)值；也有的給定各支點(diǎn)的溫升數(shù)據(jù)，由圖解法求出冷態(tài)找正時(shí)的讀數(shù)值。在安裝大型機(jī)組時(shí)，有的給出各類機(jī)器在不同工況下的經(jīng)驗(yàn)圖表，通過查表或計(jì)算找出冷態(tài)找正時(shí)的讀數(shù)值。經(jīng)驗(yàn)豐富的安裝人員還可從實(shí)踐中得出一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)?？傊瑢?duì)于安裝者來說，要考慮機(jī)器從冷態(tài)到熱態(tài)支點(diǎn)處軸中心位置的變化，在工作中保證機(jī)器能處于理想的對(duì)中狀態(tài)。⑥在水平方向上調(diào)整聯(lián)軸器的偏差時(shí)，不需要加減墊片，通常也不計(jì)算。操作時(shí)利用頂絲和百分表，邊測(cè)量，便調(diào)整，達(dá)到要求的精度為止。一些大型的，重要的機(jī)組在調(diào)整水平偏差時(shí)，各支點(diǎn)的移動(dòng)量可通過計(jì)算或作圖求出。（2）單表測(cè)量時(shí)計(jì)算調(diào)整量的方法計(jì)算前，后兩支點(diǎn)的調(diào)整量如下圖所示。以“B”軸作基準(zhǔn)軸，調(diào)整“A”軸時(shí)應(yīng)先測(cè)定X，Y，Z之值（圖（a）），若以δy與δz分別表示前后支點(diǎn)的調(diào)整量，從圖（b）可推導(dǎo)出：

⊿Oa’Oa”G∽⊿EO”F由于GO”=XFO”=YGO’=3ac/2(忽略O(shè)a”O(jiān)b’)

所以EF=Y/X×3ac/2δy=EF+3b/2=Y/X×3ac/2+3b/2--------(1-11)同理可得HI=Z/X×3ac/2δz=HI+3b/2=Z/X×3ac/2+3b/2---------(1-12)幾點(diǎn)說明:①δy及δz為正值,則要求增加墊片厚度;若為負(fù)值,則減少墊片厚度.②上式為垂直方向調(diào)整的計(jì)算.若水平方向計(jì)算調(diào)整量可用同樣原理,只是調(diào)整量為支點(diǎn)的左右移動(dòng)量,而不需增減墊片厚.③上述方法是將兩軸中心線調(diào)成一條直線(冷態(tài)聯(lián)軸器對(duì)中),然后根據(jù)各轉(zhuǎn)軸支點(diǎn)處的熱膨脹量大小撤去相應(yīng)厚度的墊片,以達(dá)到冷態(tài)找正的要求.為此,首先根據(jù)3a,3b及3ac的數(shù)值判斷兩軸之間的空間位置,再進(jìn)行計(jì)算.調(diào)整工作必須分成兩步走:先將兩轉(zhuǎn)軸中心線調(diào)成一條直線,再按熱膨脹量大小在支點(diǎn)處撤去相應(yīng)厚度的墊片。單表測(cè)量法在實(shí)際操作中可以在兩個(gè)半聯(lián)軸器上同時(shí)裝上百分表架和百分表，一個(gè)百分表指在“A”聯(lián)軸器上，另一個(gè)百表指在“B”聯(lián)軸器上，互相錯(cuò)開180°，兩軸同步盤動(dòng)360°，兩個(gè)百分表同時(shí)記錄讀數(shù)?？梢悦馊パb拆卸百分表架的麻煩，減少發(fā)生誤差的可能性，加快調(diào)整速度。當(dāng)水平面內(nèi)兩側(cè)讀數(shù)都不是零時(shí)，為方便起見，可在兩側(cè)讀數(shù)中分別加上一個(gè)相等到的數(shù)（包括正或負(fù)），使其中一側(cè)變?yōu)榱?。這種數(shù)學(xué)變換對(duì)實(shí)際偏差沒有影響。應(yīng)該注意的是支腳螺栓孔和螺栓之間的空隙要滿足在水平方向上的調(diào)整量，否則應(yīng)調(diào)整基準(zhǔn)軸，使其它軸的位置作相稱應(yīng)的調(diào)整。此外，隨科技的發(fā)展，現(xiàn)在有了激光對(duì)中儀，價(jià)格從初時(shí)的20多萬降到現(xiàn)在的7，8萬，也已經(jīng)非常普及了。相對(duì)于其它的找正方式，它具有快捷，簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性高的優(yōu)勢(shì)，由其對(duì)于大型機(jī)組，更為明顯。它由幾部分組成：