旋转机械的联轴器找正公式

旋转机械的找正联轴器的找正是机器安装的重要工作之一.找正的目的是在机器 在工作时使主动轴和从动轴两轴中心线在同一直线上.找正的精度关 系到机器是否能正常运转,对高速运转的机器尤其重要.两轴绝对准确的对中是难以达到的,对连续运转的机器要求始终 保持准确的对中就更困难.各零部件的不均匀热膨胀,轴的挠曲,轴承 的不均匀磨损,机器产生的位移及基础的不均匀下沉等,都是造成不 易保持轴对中的原因.因此,在设计机器时规定两轴中心有一个允许 偏差值,这也是安装联轴器时所需要的.从装配角度讲，只要能保证联 轴器安全可靠地传递扭矩，两轴中心允许的偏差值愈大，安装时愈容 易达到要求。但是从安装质量角度讲，两轴中心线偏差愈小，对中愈 精确，机器的运转情况愈好，使用寿命愈长。所以，不能把联轴器安 装时两轴对中的允许偏差看成是安装者草率施工所留的余量。1找正时两轴偏移情况的分析机器安装时，联轴器在轴向和径向会出现偏差或倾斜，可能出现 四种情况，如图1 所示。图 1 找正时可能遇到的四种情况yai22al2也12FtIeA(d)7X胡根据图1 所示对主动轴和从动轴相对位置的分析见表1。表 1 偏移的分析abcdT HHVa. 1 =8l3alaS.旦1二呂3-Q. 1尹且3两轴同心两轴不同心两轴同心两轴不同心sl=s-3sl=s3slsS13两轴平行两轴平行两轴不平行：两轴不平行2.测量方法安装机器时，一般是在主机中心位置固定并调整完水平之后，再 进行联轴器的找正。通过测量与计算，分析偏差情况，调整原动机轴 中心位置以达到主动轴与从动轴既同心，又平行。联轴器找正的方法有多种，常用的方法如下：（1）简单的测量方法如图2 所示。用角尺和塞尺测量联轴器外 圆各方位上的径向偏差，用塞尺测量两半联轴器端面间的轴向间隙偏 差，通过分析和调整，达到两轴对中。这种方法操作简单，但精度不 高，对中误差较大。只适用于机器转速较低，对中要求不高的联轴器 的安装测量。图 2 角尺和塞尺的测量方法(2) 用中心卡及塞尺的测量方法找正用的中心卡(又称对轮卡) 结构形式有多种，根据联轴器的结构，尺寸选择适用的中心卡，常见 的结构图 3 所示。中心卡没有统一规格，考虑测量和装卡的要求由 钳工自行制作图 3 常见对轮卡型式唏 Js .Sjh(a) 用钢带固定在联轴器上的可调节双测点对轮卡(b) 测量轴用的不可调节的双测点对轮卡(c) 测量齿式联轴器的可调节双测点对轮卡(d) 用螺钉直接固定在联轴器上的可调节双测点对轮卡(e) 有平滑圆柱表面联轴器用的可调节单测点对轮卡(f) 有平滑圆柱表面联轴器用的可调节双点对轮卡利用中心卡及塞尺可以同时测量联舟轴器的径向间隙及轴向间 隙，这种方法操作简单，测量精度较高，利用测量的间隙值可以通过 计算求出调整量，故较为适用。(3) 百分表测量法把专用的夹具(对轮卡)或磁力表座装在作 基准的(常是装在主机转轴上的)半联轴器上，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四种。A双表测量法(又称一点测量法)：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, 故又称一点测量法,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.具体做法是：先用角尺对吊装就位准备调整 的机器上的联轴器做初步测量与调整。然后在作基准的主机侧半联轴 器上装上专用夹具及百分表，使百分表的触头指向原动机侧半联轴器 的外圆及端面，如图所示。测量时，先测0方位的径向读数al及轴向读数si。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 al+a3=a2+a4；sl+s3=s2+s4通过对测量数值的分析计算，确定两轴在空间的相对位置，然后按计算结果进行调整。这种方法应用比较广泛，可满足一般机器的安装精度要求。主要 缺点是对有轴向窜动的联轴器，在盘车时其端面的轴向度数会产生误 差。因此，这种测量方法适用于由滚动轴承支撑的转轴，轴向窜动比 较小的中，小型机器。B. 三表测量法（又称两点测量法）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，其测量记录图如图 所示，三表测量法示意图如下：根据测量结果，取0180和1800两个测量方位上 a)I立7三表测量法示 意图轴向读数的平均值，即sl=(sl,+sl,)/2s3=(s3+s3j/2取90270和27090两个测量方位上轴向读数的平均值，即s2=(s2+s2j/2s4=(s4+s4j/2sl,s2,s3,s4四个平均值作为各方位计算用的轴向读数， 与al,a2,a3,a4四个径向读数记入同一个记录图中，按此 图中的数据分析联轴器的偏移情况，并进行计算和调整这种测量方 法精度很高，适用于需要精确对中的精密或高速运转的机器，如汽轮 机，离心式压缩机等相比之下，三表测量法比两表测量法在操作与 计算上稍繁杂一些C. 五表测量法（又称四点测量法）在测量一个方位上的径向读数的同时,测出0,90,180,270四个方位上的轴向读数,并取其同一方位上的 四个轴向读数的平均值作为分析与计算用的轴向读数,与同一方位的 径向读数合起来分析联轴器的偏移情况,这种方法与三表法应用特点 相同.D. 单表法它是近年来国外应用日益广泛的一种联轴器找正方法。这种方法 只测定联轴器轮毂外圆的径向读数，不测量端面的轴向读数，测量操 作时仅用一个百分表，故称单表法。其安装，测量示意图如图 8此种方法用一块百分表就能判断两轴的相对位置并可计算出轴 向和径向的偏差值。也可以根据百分表上的读数用图解法求得调整 量。用此方法测量时，需要特制一个找正用表架，其尺寸，结构由两 半联轴器间的轴向距离及轮毂尺寸大小而定。表架自身质量要小，并有足够的刚度。表架及百分表均要求固紧，不允许有松动现象。图8 便是两轴端距离较大时找正用表架的结构示意图。单表测量的操作方法是，在两个半联轴器的轮毂外圆面上各作相 隔90的四等分标志点la, 2a, 3a, 4a与1b, 2b, 3b, 4b。先在“B” 联轴器上架设百分表，使百分表的触头接触在“A”联轴器的外圆面 上的1a点处，然后将表盘对到“0”位，按轴运转方向盘动“B”联 轴器，分别测得“A”联轴器上的1a, 2a, 3a, 4a的读数（其中1a=0）, 为准确可靠可复测几次。为了避免“A”联轴器外圆面与轴不同心给 测量带来误差，可同时盘动“B”与“A”联轴器。然后再将百分表架 设在“A”联轴器上，以同样方法测得“B”联轴器上1b, 2b, 3b, 4b 的读数（其中 1b=0）。AE偏走值分析示意图-3ac/S-11-4bJ测出偏差值后，利用上图所示的偏差分析示意图分析方法，可得出“A”与“B”两半联轴器在垂直方向和水平方向两轴空间相对位 置的各种情况，如表2，表3 所示。表 2 垂直方向两轴相对位置分析表 3 水平方向两轴相对位置分析序2越缰卿值be数值两轴相对位置1站V 2b! 02ac 0A UVB2羽402bJ 02bJ 02ac0Ae6鮎y a?叱乙0a rw B72a 0酬 2ac QAB82 a 2bn、0Zac 0AB9羊* - 2bn 02-ac* 代G102 a Z 02bn、o2ac、0A E2a=2a-4a; 2b5 = 2b-4b; Zac=2a+2bC代数和?图中假设“B”轴向上平移，使Ob与Oa相重合，此时3b=0, 而3a的读数则变为3ac，由于3ac=3a+3b （代数和），这时Oa与 Oa的垂直距离也就是两轴在垂直方向的偏差值3ac/2。因此， 只要测得3a与3b的数值，可以求得3ac的数值（要注意读数的正负 号）。水平方向的偏差分析与垂直方向相同。3调整方法测量完联轴器的对中情况之后，根据记录图上的读数值可分析出 两轴空间相对位置情况。按偏差值作适当的调整。为使调整工作迅速， 准确进行，可通过计算或作图求得各支点的调整量。测量方法不同， 计算方法也不同。（1）两表测量法，三表测量法及五表测量法两表，三表及五表测量都可得出同一方位上的径向读数和轴向读 数，若测点位置及调整支点的位置如图10所示（请注意测量轴向读 数百分表的指向），可用下式进行计算：H1=L1*（s1-s3）/D + （a1-a3）/2（19）H2=（L1+L2）*（ s1-s3）/D + （a1-a3）/2（110）式中H1 , H2支点1和支点2的调整量，（正值时为加垫负值时减垫），mm；si, s3及a1，a3分别为0和180方位测得轴向和径向百分表读数，mm；D联轴器的计算直径（百分表触点,即 测点到联轴器中心点的距离），mm；L2支点1与支点2之间的距离，mm；应用上式计算调整量时的几点说明： 式中si, s3, al, a3是用百分表测的读数，应包含正负号一 起代入计算公式。 H的计算值是由两项组成，前项L （s1 s3） /D中，L与D不 可能出现负值，所以此项的正负决定于（s1 s3）。S1 s30时， 前项为正值，此时联轴器的轴向间隙呈形状，称为“上张口”； S1 s3V0时，前项为负值，联轴器的间隙呈形状，称为“下张口”。 当 a1a30 时，后项为正值，此时被测的半联轴器中心（主动轴中 心）比基准的半联轴器中心（从动轴中心）偏低，当a1 a3V0时， 被测的半联轴器中心偏高， 机器安装时，通常以主机转轴（从动轴）做基准，调整电机转 轴（主动轴）。电机低座四个支点于两侧对称布置，调整时，对称的 两支点所加（或减）垫片厚度应相等。 若安装百分表的夹具（对轮卡）结构不同，测量轴向间隙的百 分表触点指向原动机（触点与被测半联轴器靠结合面一侧的端面接 触）时，百分表的读数值大小恰与联轴器间实际轴向间隙方向相反， 所以H值的公式前项s1 s3应改为s3 s1，即s3 s10时为“上 张口”，s3 s1V0时为“下张口”。 机器在运转工况下因热膨胀会引起轴中心位置变化，联轴器找 正的任务时把轴中心线调整到设计要求的冷态（安装时的状态）轴中 心位置，使机器在热态（运转工况下）达到两轴中心线一致（既同心， 又平行）的技术要求。安装机器时各支点温升的数据可以从制造厂的 安装说明书中得到；有的直接给定机器冷态找正时的读数值；也有的 给定各支点的温升数据，由图解法求出冷态找正时的读数值。在安装 大型机组时，有的给出各类机器在不同工况下的经验图表，通过查表 或计算找出冷态找正时的读数值。经验丰富的安装人员还可从实践中 得出一些经验数据。总之，对于安装者来说，要考虑机器从冷态到热 态支点处轴中心位置的变化，在工作中保证机器能处于理想的对中状 态。 在水平方向上调整联轴器的偏差时，不需要加减垫片，通常也 不计算。操作时利用顶丝和百分表，边测量，便调整，达到要求的精 度为止。一些大型的，重要的机组在调整水平偏差时，各支点的移动 量可通过计算或作图求出。（2）单表测量时计算调整量的方法计算前，后两支点的调整量如下图所示。以“B”轴作基准轴，调整 “A”轴时应先测定X, Y，Z之值（图（a），若以与分别 表示前后支点的调整量，从图（b）可推导出：Oa3a/20arObBHEOaDaFOb计算两支点调整量示盂/0a0a”G s /EO”F由于 GO”=XFO”=YGO=3ac/2(忽略 Oa”Ob)所以 EF=Y/XX3ac/26y=EF+3b/2=Y/XX3ac/2+3b/2(1-11)同理可得HI=Z/XX3ac/26z=HI+3b/2=Z/XX3ac/2+3b/2(1-12)几点说明: 及Sz为正值，则要求增加垫片厚度;若为负值，则减少垫 片厚度. 上式为垂直方向调整的计算.若水平方向计算调整量可用同样 原理，只是调整量为支点的左右移动量，而不需增减垫片厚. 上述方法是将两轴中心线调成一条直线（冷态联轴器对中），然 后根据各转轴支点处的热膨胀量大小撤去相应厚度的垫片，以达到冷 态找正的要求.为此，首先根据3a,3b及3ac的数值判断两轴之间的空 间位置，再进行计算.调整工作必须分成两步走:先将两转轴中心线调 成一条直线，再按热膨胀量大小在支点处撤去相应厚度的垫片。单表测量法在实际操作中可以在两个半联轴器上同时装上百分 表架和百分表，一个百分表指在“A”联轴器上，另一个百表指在“B”联轴器上，互相错开180，两轴同步盘动360，两个百分表 同时记录读数。可以免去装拆卸百分表架的麻烦，减少发生误差的可 能性，加快调整速度。当水平面内两侧读数都不是零时，为方便起见，可在两侧读数中 分别加上一个相等到的数（包括正或负），使其中一侧变为零。这种 数学变换对实际偏差没有影响。应该注意的是支脚螺栓孔和螺栓之间 的空隙要满足在水平方向上的调整量，否则应调整基准轴，使其它轴 的位置作相称应的调整。此外，随科技的发展，现在有了激光对中仪，价格从初时的20 多万降到现在的7，8 万，也已经非常普及了。相对于其它的找正方 式，它具有快捷，简单，准确性高的优势，由其对于大型机组，更为 明显。它由几部分组成：激光发射器，激光接收器，控制液晶屏，这 三者之间的连接数据线，专用的链条式（或磁力表坐）卡具（用来把 激光发射和接收器固定在联轴器上）。在把激光发射器和激光接收器 固定在联轴器上之后，再将连线和控制屏接到一起，选择找正模式， 按提示输入相应的数据，一般有激光发射器的回转直径，激光发射器 和激光接收器之间的距离，调整机各支脚到接收器的距离。一般只须 盘车 180即可，之后各脚的加减垫片数据和水平方向移动调整数据 将由控制液晶屏显示出来。一般经过两次调整即可完成。无论用那种方法求调整量，复查测量时仍可能产生一定的误差。 联轴器找正与调整需要反复进行多次，最终将误差限制在允许的范围 内.