同軸度的測(cè)量與調(diào)整

2021/5/91同軸度調(diào)整的原因

在機(jī)械工程中，常常涉及到聯(lián)軸器的安裝。聯(lián)軸節(jié)是聯(lián)接軸與軸或軸與回轉(zhuǎn)部件為一體，在傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過(guò)程中一起回轉(zhuǎn)而不脫開的裝置。聯(lián)軸節(jié)可以補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移，直到緩沖、減振和安全防護(hù)的作用。當(dāng)同軸度誤差超差后，軸的位置不正將造成軸承上受有附加力，從而嚴(yán)重地降低軸承的使用壽命，并加快軸承密封件的磨損，導(dǎo)致設(shè)備的泄漏現(xiàn)象出現(xiàn)。除此，同軸度超差還會(huì)造成機(jī)器振動(dòng)，機(jī)器噪音增加，能量消耗增加，零件疲勞破壞等一系列不良影響。2021/5/92同軸度的測(cè)量誤差分析

用百分表測(cè)量，是將百分表固定在一個(gè)基準(zhǔn)軸上，百分表測(cè)量桿指在調(diào)整軸的表面上，然后僅旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)軸而不旋轉(zhuǎn)調(diào)整軸，由此根據(jù)表上讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整。其實(shí)，這種測(cè)量已經(jīng)包含了軸的跳動(dòng)量，即端面跳動(dòng)影響了軸在垂直與水平方向的角度位移誤差，徑向跳動(dòng)影響了軸在垂直與水平方向的徑向位移誤差。解決的方法是在測(cè)量時(shí)同步旋轉(zhuǎn)兩軸，始終在調(diào)整軸的同一點(diǎn)處測(cè)量。但現(xiàn)場(chǎng)在檢查測(cè)量同軸度時(shí)，常有主體機(jī)件的半聯(lián)軸節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)困難，通常只轉(zhuǎn)動(dòng)另一半聯(lián)軸節(jié)。所以，在此情況下就會(huì)存在以上說(shuō)的測(cè)量誤差2021/5/93

百分表測(cè)量裝置有誤差，影響了同軸度的測(cè)量值如下圖所示，M1為基準(zhǔn)軸，M2為調(diào)整軸，兩軸間有一垂直方向的徑向偏移量度e（同軸度誤差常是任意方向的，本例是同軸度誤差的一種特殊情況），當(dāng)兩軸同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，百分表上即可得到讀數(shù)。為了比較調(diào)整軸相對(duì)于基準(zhǔn)軸的高低，將測(cè)量桿壓入時(shí)的示值規(guī)定為負(fù)，反之為正。同軸度測(cè)量時(shí)的一個(gè)重要的有效原則:即水平方向示值之和應(yīng)與垂直方向示值之和相等，誤差為0.02mm之內(nèi)。即：(a1+a3)-(a2+a4)≤0.02;(b1+b3)-(b2+b4)≤0.02;

2021/5/942021/5/95同軸度找正的方法一、軸-徑向雙表組合測(cè)量與校準(zhǔn)方法軸-徑向雙表組合測(cè)量法的原理是基于兩軸間的角度位移誤差與徑向偏移誤差的測(cè)量。測(cè)量時(shí)，用百分表架將兩個(gè)百分表安裝在基準(zhǔn)軸（S）上，以用于測(cè)量調(diào)整軸（M）的同軸度誤差（如圖4所示），其中，徑向百分表的測(cè)量桿指向半聯(lián)軸器（或軸）的外圓表面并垂直于軸線，用于測(cè)量調(diào)整軸的徑向位移誤差值；軸向百分表的測(cè)量桿垂直于半聯(lián)軸器（或軸）的端面（平行于軸線），用于測(cè)量調(diào)整軸的角度位移誤差值。測(cè)量時(shí)，分別在四個(gè)測(cè)量位置（0°、90°、180°、360°）進(jìn)行測(cè)量。2021/5/96舉例分析已知：一水泵與電機(jī)用聯(lián)軸器進(jìn)行聯(lián)接。用軸-徑向雙表組合測(cè)量法進(jìn)行同軸度校準(zhǔn)，所測(cè)數(shù)據(jù)為：徑向百分表從0度位置至180度位置的測(cè)量值為-0.36mm。軸向百分表從0度位置至180度位置的測(cè)量值為-0.12mm（可見下圖）。聯(lián)軸器直徑a=100mm，百分表測(cè)量點(diǎn)至電動(dòng)機(jī)上的前底腳的距離b=40mm，前后底腳的距離c=110mm。a1=0a3=-0.36b1=0b3=-0.12a4a2b4b22021/5/97（1）畫出一條代表基準(zhǔn)軸（S）軸線的水平直線，并確定畫圖所用的比例；（2）按比例畫出百分表測(cè)量點(diǎn)、電機(jī)前后底腳在基準(zhǔn)軸線上的投影位置P點(diǎn)、Q點(diǎn)和R點(diǎn)，使PQ=b=40mm，QR=c=110mm；（3）根據(jù)徑向百分表示值的半值（=-0.18mm），在過(guò)P點(diǎn)的垂直線上作點(diǎn)C，使PC=-0.18mm（正值在上，負(fù)值在下），此點(diǎn)表示調(diào)整軸相對(duì)于基準(zhǔn)軸徑向偏移后的軸線所通過(guò)的位置；0°180°2021/5/98（4）根據(jù)軸向百分表的示值(-0.12mm)，以C點(diǎn)為起點(diǎn)，在PC的延長(zhǎng)線上作出D點(diǎn)，使CD=-0.12mm(正值向上，負(fù)值向下)。然后再過(guò)D點(diǎn)向右作一條平行于基準(zhǔn)軸線且其值等于調(diào)整軸半聯(lián)軸器端面測(cè)量處的直徑（約等于聯(lián)軸器直徑）的直線DE，使DE=100mm。這樣，C、D、E三點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)三角形△CDE，∠CED反映了半聯(lián)軸器（或調(diào)整軸）端面相對(duì)于垂直方向的傾斜程度，由于軸線與半聯(lián)軸器（或調(diào)整軸）端面垂直，故調(diào)整軸的實(shí)際傾斜角度也等于∠CED，因此，CE表示了調(diào)整軸軸線在徑向位移的基礎(chǔ)上相對(duì)基準(zhǔn)軸線角度位移后所在的位置；（5）連接CE，即得調(diào)整軸的實(shí)際位置；（6）由圖4可知，調(diào)整軸軸線上與電機(jī)前、后底腳相對(duì)應(yīng)的F點(diǎn)和G點(diǎn)分別偏離了基準(zhǔn)軸軸線上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)Q和R點(diǎn)。為了使調(diào)整軸的軸線與基準(zhǔn)軸在一條直線上，必須在兩底腳處分別墊一個(gè)值等于QF和RG值的墊片。因此，通過(guò)此圖可按比例測(cè)量得QF（=0.23mm）和RG(=0.36mm)值，以制作墊片進(jìn)行調(diào)整。2021/5/99調(diào)整公式：由圖可知：e=(a1-a3)/2;

△A=(a1-a3)/2+(b1-b3)×L1/D

（L1為前支點(diǎn)到百分表測(cè)量點(diǎn)的距離）；

△B=(a1-a3)/2+(b1-b3)×(L1+L2)/D

（L2為前、后支點(diǎn)的距離）

此公式打端面時(shí)，為內(nèi)側(cè)，外側(cè)端面時(shí)軸向需添負(fù)號(hào)。上面只是垂直方向的調(diào)整。2021/5/910水平方向的調(diào)整可通過(guò)觀察表來(lái)達(dá)到，力求其處于正中水平位。調(diào)整到位后上緊螺絲時(shí)，要時(shí)刻觀察其表的變化（可將表轉(zhuǎn)到水平位置來(lái)觀察），注意上緊地腳時(shí)要按對(duì)角來(lái)進(jìn)行,若表變化數(shù)值太大,則可換其對(duì)角方向擰緊。地腳擰緊的注意事項(xiàng)2021/5/911二、雙徑向百分表組合測(cè)量與校準(zhǔn)方法雙徑向百分表組合測(cè)量法的原理是基于測(cè)量調(diào)整軸在兩點(diǎn)處相對(duì)基準(zhǔn)軸的徑向偏移誤差，從而用兩點(diǎn)確定調(diào)整軸的實(shí)際位置。測(cè)量時(shí)，用百分表架將兩個(gè)百分表沿徑向分別安裝在兩個(gè)“半聯(lián)軸器”上，注意兩個(gè)表要彼此位置成180度，即一個(gè)（M）在0度，另一個(gè)（S）在180度（如圖所示）。徑向百分表S用于測(cè)量調(diào)整軸在O點(diǎn)處的徑向偏移量，徑向百分表M用于測(cè)量調(diào)整軸在P點(diǎn)處的徑向偏移量。測(cè)量時(shí)，分別在四個(gè)測(cè)量位置進(jìn)行測(cè)量（百分表M在0度處設(shè)置為0，而百分表S在180度處設(shè)置為0），并首先根據(jù)0度和180度的測(cè)量值運(yùn)用圖解法解出調(diào)整軸的前后安裝底腳所需墊的墊片。2021/5/912舉例分析已知：一水泵與電機(jī)用聯(lián)軸器進(jìn)行聯(lián)接。用雙徑向百分表組合測(cè)量法進(jìn)行同軸度校準(zhǔn)，所測(cè)數(shù)據(jù)為：百分表M從0度位置（設(shè)置為0）至180度位置的測(cè)量值為+0.28mm；百分表S從180度位置（設(shè)置為0）至0度位置的測(cè)量值為+0.16mm；兩個(gè)“半聯(lián)軸器”間的距離a（OP）=140mm；從調(diào)整機(jī)器的“半聯(lián)軸器”至電機(jī)前底腳的距離b=40mm；電機(jī)兩個(gè)底腳間的距離c=110mm。

2021/5/9132021/5/914（1）畫出一條代表基準(zhǔn)軸軸線的水平直線，并確定畫圖所用的比例；（2）按比例畫出百分表測(cè)量點(diǎn)、電機(jī)前后底腳在基準(zhǔn)軸線上的投影位置O點(diǎn)、P點(diǎn)、Q點(diǎn)和R點(diǎn)，使OP=a=130mm，PQ=b=40mm，QR=c=110mm；（3）根據(jù)徑向百分表S在0度處示值的半值(=+0.08mm)，在過(guò)O點(diǎn)的垂直線上作點(diǎn)H，使OH=+0.08mm，如果此值為正，則應(yīng)位于直線上方，反之，則應(yīng)位于直線下方。正值的意義在于：待調(diào)整軸的軸線在此點(diǎn)已高于基準(zhǔn)軸的軸線。因此，H點(diǎn)表示調(diào)整軸相對(duì)于基準(zhǔn)軸在O度處徑向位移后的軸線所通過(guò)的位置；2021/5/915（4）根據(jù)徑向百分表M在6點(diǎn)處示值的半值（=+0.14mm），在過(guò)P點(diǎn)的垂直線上作點(diǎn)J，使PJ=+0.14mm。同理，J點(diǎn)表示調(diào)整軸相對(duì)于基準(zhǔn)軸在P點(diǎn)處徑向位移后的軸線所通過(guò)的位置。（5）通過(guò)H和J點(diǎn)，畫出一條直線，此直線即表示調(diào)整軸軸線在垂直平面內(nèi)相對(duì)基準(zhǔn)軸的實(shí)際位置。（6）由圖5可知，調(diào)整軸軸線上與電機(jī)前、后底腳相對(duì)應(yīng)的J、M點(diǎn)分別高于基準(zhǔn)軸的對(duì)應(yīng)點(diǎn)Q、R點(diǎn)。為了使調(diào)整軸的軸線與基準(zhǔn)軸在一條直線上，必須在兩底腳處分別減一個(gè)值等于QM（=0.158mm）和RN(=0.209mm)值的墊片。具體可以上圖參考。2021/5/916三、三表法測(cè)同軸度三表法是用于當(dāng)軸承為滑動(dòng)軸承時(shí)，為了消除軸本身在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的竄動(dòng)而產(chǎn)生的大偏差，故在軸向位置上的相對(duì)180度上用個(gè)表來(lái)打其軸向值。讀數(shù)則為兩表在同一位置讀數(shù)和的一半。如：1表為：a`1、a`2、a`3、a`4；

2表為：a``1、a``2、a``3、a``4最后軸向讀數(shù)則為：a1=(a`1+a``1)/2、a2=(a`2+a``2)/2、a3=(a`3+a``3)/2、a1=(a`4+a``4)/2最后其調(diào)整量的求法與前相同。2021/5/917三者間的比較對(duì)于軸-徑向雙表組合法來(lái)說(shuō)，雙徑向表組合測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)為：同軸度誤差的評(píng)估變得較為簡(jiǎn)單；特別在兩個(gè)“半聯(lián)軸器”分離較遠(yuǎn)時(shí)，本方法更為精確；易于以圖形來(lái)顯現(xiàn)出調(diào)整軸軸線的位置，畫圖更為簡(jiǎn)單；測(cè)量過(guò)程不會(huì)象軸-徑向雙表法那樣易受兩個(gè)軸的軸向竄動(dòng)的影響。但它們的缺點(diǎn)是：兩根軸必須時(shí)同旋動(dòng)；在兩個(gè)“半聯(lián)軸器”間距離很小時(shí)，精度稍差。三表打法則用于前述的有滑動(dòng)軸承存在的竄動(dòng)情況。2021/5/918聯(lián)軸節(jié)測(cè)量的要求聯(lián)軸節(jié)有多種類型，按裝配形式、性能、使用條件不同可劃分為下列幾種形式聯(lián)軸節(jié)固定式可移式套筒聯(lián)軸節(jié)凸緣聯(lián)軸節(jié)剛性聯(lián)軸節(jié)彈性聯(lián)軸節(jié)十字滑塊聯(lián)軸節(jié)撓性爪形聯(lián)軸節(jié)鉸鏈聯(lián)軸節(jié)齒形聯(lián)軸節(jié)鏈條聯(lián)軸節(jié)木銷聯(lián)軸節(jié)輪胎聯(lián)軸節(jié)彈性套柱銷聯(lián)軸節(jié)爪形彈性聯(lián)軸節(jié)2021/5/9192021/5/920滑塊聯(lián)軸器聯(lián)軸器外形最大直徑（mm）兩軸心徑向位移（mm)兩軸線傾斜度端面間隙（mm)≤1900.05(0.1-0.2)0.3/10000.5～1(1.5)250～3300.11/10001～2現(xiàn)就所知的幾類聯(lián)軸器同軸度調(diào)整要求以下表列出2021/5/921滾子鏈聯(lián)軸器2021/5/922滾子鏈聯(lián)軸器聯(lián)軸器外形最大直徑（mm）兩軸心徑向位移（mm)兩軸線傾斜度端面間隙（mm)51.0657.080.040.5/10004.968.8876.910.056.794.46116.570.069.2127.780.0610.9154.33186.50.114.3213.020.1217.8231.490.1421.5270.080.1624.9340.8405.220.228.6466.250.2535.62021/5/9232021/5/924齒式聯(lián)軸器聯(lián)軸器外形最大直徑D（mm）兩軸心徑向位移（mm)兩軸線傾斜度端面間隙（mm)170～1850.30.5/10002～4220～2500.45290～4300.651.0/10005～7490～5900.9(1)1.5/1000680～7801.27～102021/5/9252021/5/926彈性套柱銷聯(lián)軸器聯(lián)軸器外形最大直徑D（mm）兩軸心徑向位移（mm)兩軸線傾斜度端面間隙（mm)710.040.02/10002～480951061300.053～51601902242504～63154004750.085～76000.10.14--0.22021/5/9272021/5/928彈性柱銷齒式聯(lián)軸器聯(lián)軸器外形最大尺寸（mm）兩軸心徑向位移（mm)兩軸線傾斜度端面間隙（mm)78～1180.080.5/10002.5158～2600.14～5300～5150.156～85560～7700.210860～11580.2513～151440～16400.318～202021/5/9292021/5/930彈性柱銷聯(lián)軸器聯(lián)軸器外形最大直徑（mm）兩軸心徑向位移（mm)兩軸線傾斜度端面間隙（mm)90～1600.05

0.2/10002～3195～2502.5～4280～3200.083～5360～4104～64800.15～75406～86302021/5/9312021/5/932蛇形彈簧聯(lián)軸器聯(lián)軸器外形最大直徑（mm）兩軸心徑向位移（mm)兩軸線傾斜度端面間隙（mm)≤2000.11/10001～4200～4000.21.5～6400～7000.31.5/10012～8700～13500.52.5～101350～25000.72/10023～122021/5/9332