同轴度的测量与调整

同轴度的测量与调整同轴度调整的原因在机械工程中，常常涉及到联轴器的安装。联轴节是联接轴与轴或轴与回转部件为一体，在传递运动和动力过程中一起回转而不脱开的装置。联轴节可以补偿两轴的相对位移，直到缓冲、减振和安全防护的作用。当同轴度误差超差后，轴的位置不正将造成轴承上受有附加力，从而严重地降低轴承的使用寿命，并加快轴承密封件的磨损，导致设备的泄漏现象出现。除此，同轴度超差还会造成机器振动，机器噪音增加，能量消耗增加，零件疲劳破坏等一系列不良影响。同轴度的测量误差分析用百分表测量，是将百分表固定在一个基准轴上，百分表测量杆指在调整轴的表面上，然后仅旋转基准轴而不旋转调整轴，由此根据表上读数进行调整。其实，这种测量已经包含了轴的跳动量，即端面跳动影响了轴在垂直与水平方向的角度位移误差，径向跳动影响了轴在垂直与水平方向的径向位移误差。解决的方法是在测量时同步旋转两轴，始终在调整轴的同一点处测量。但现场在检查测量同轴度时，常有主体机件的半联轴节转动困难，通常只转动另一半联轴节。所以，在此情况下就会存在以上说的测量误差百分表测量装置有误差，影响了同轴度的测量值如下图所示，M1为基准轴，M2为调整轴，两轴间有一垂直方向的径向偏移量度e（同轴度误差常是任意方向的，本例是同轴度误差的一种特殊情况），当两轴同步旋转时，百分表上即可得到读数。为了比较调整轴相对于基准轴的高低，将测量杆压入时的示值规定为负，反之为正。同轴度测量时的一个重要的有效原则:即水平方向示值之和应与垂直方向示值之和相等，误差为0.02mm之内。即：(a1+a3)-(a2+a4)≤0.02;(b1+b3)-(b2+b4)≤0.02;同轴度找正的方法一、轴-径向双表组合测量与校准方法轴-径向双表组合测量法的原理是基于两轴间的角度位移误差与径向偏移误差的测量。测量时，用百分表架将两个百分表安装在基准轴（S）上，以用于测量调整轴（M）的同轴度误差（如图4所示），其中，径向百分表的测量杆指向半联轴器（或轴）的外圆表面并垂直于轴线，用于测量调整轴的径向位移误差值；轴向百分表的测量杆垂直于半联轴器（或轴）的端面（平行于轴线），用于测量调整轴的角度位移误差值。测量时，分别在四个测量位置（0°、90°、180°、360°）进行测量。举例分析已知：一水泵与电机用联轴器进行联接。用轴-径向双表组合测量法进行同轴度校准，所测数据为：径向百分表从0度位置至180度位置的测量值为-0.36mm。轴向百分表从0度位置至180度位置的测量值为-0.12mm（可见下图）。联轴器直径a=100mm，百分表测量点至电动机上的前底脚的距离b=40mm，前后底脚的距离c=110mm。a1=0a3=-0.36b1=0b3=-0.12a4a2b4b2（1）画出一条代表基准轴（S）轴线的水平直线，并确定画图所用的比例；（2）按比例画出百分表测量点、电机前后底脚在基准轴线上的投影位置P点、Q点和R点，使PQ=b=40mm，QR=c=110mm；（3）根据径向百分表示值的半值（=-0.18mm），在过P点的垂直线上作点C，使PC=-0.18mm（正值在上，负值在下），此点表示调整轴相对于基准轴径向偏移后的轴线所通过的位置；0°180°（4）根据轴向百分表的示值(-0.12mm)，以C点为起点，在PC的延长线上作出D点，使CD=-0.12mm(正值向上，负值向下)。然后再过D点向右作一条平行于基准轴线且其值等于调整轴半联轴器端面测量处的直径（约等于联轴器直径）的直线DE，使DE=100mm。这样，C、D、E三点构成了一个三角形△CDE，∠CED反映了半联轴器（或调整轴）端面相对于垂直方向的倾斜程度，由于轴线与半联轴器（或调整轴）端面垂直，故调整轴的实际倾斜角度也等于∠CED，因此，CE表示了调整轴轴线在径向位移的基础上相对基准轴线角度位移后所在的位置；（5）连接CE，即得调整轴的实际位置；（6）由图4可知，调整轴轴线上与电机前、后底脚相对应的F点和G点分别偏离了基准轴轴线上的对应点Q和R点。为了使调整轴的轴线与基准轴在一条直线上，必须在两底脚处分别垫一个值等于QF和RG值的垫片。因此，通过此图可按比例测量得QF（=0.23mm）和RG(=0.36mm)值，以制作垫片进行调整。调整公式：由图可知：e=(a1-a3)/2;△A=(a1-a3)/2+(b1-b3)×L1/D（L1为前支点到百分表测量点的距离）；△B=(a1-a3)/2+(b1-b3)×(L1+L2)/D（L2为前、后支点的距离）此公式打端面时，为内侧，外侧端面时轴向需添负号。上面只是垂直方向的调整。θθb3a3b1a1L1L2e△B△AMsD(b1-b3)/2θ水平方向的调整可通过观察表来达到，力求其处于正中水平位。调整到位后上紧螺丝时，要时刻观察其表的变化（可将表转到水平位置来观察），注意上紧地脚时要按对角来进行,若表变化数值太大,则可换其对角方向拧紧。地脚拧紧的注意事项二、双径向百分表组合测量与校准方法双径向百分表组合测量法的原理是基于测量调整轴在两点处相对基准轴的径向偏移误差，从而用两点确定调整轴的实际位置。测量时，用百分表架将两个百分表沿径向分别安装在两个“半联轴器”上，注意两个表要彼此位置成180度，即一个（M）在0度，另一个（S）在180度（如图所示）。径向百分表S用于测量调整轴在O点处的径向偏移量，径向百分表M用于测量调整轴在P点处的径向偏移量。测量时，分别在四个测量位置进行测量（百分表M在0度处设置为0，而百分表S在180度处设置为0），并首先根据0度和180度的测量值运用图解法解出调整轴的前后安装底脚所需垫的垫片。举例分析已知：一水泵与电机用联轴器进行联接。用双径向百分表组合测量法进行同轴度校准，所测数据为：百分表M从0度位置（设置为0）至180度位置的测量值为+0.28mm；百分表S从180度位置（设置为0）至0度位置的测量值为+0.16mm；两个“半联轴器”间的距离a（OP）=140mm；从调整机器的“半联轴器”至电机前底脚的距离b=40mm；电机两个底脚间的距离c=110mm。（1）画出一条代表基准轴轴线的水平直线，并确定画图所用的比例；（2）按比例画出百分表测量点、电机前后底脚在基准轴线上的投影位置O点、P点、Q点和R点，使OP=a=130mm，PQ=b=40mm，QR=c=110mm；（3）根据径向百分表S在0度处示值的半值(=+0.08mm)，在过O点的垂直线上作点H，使OH=+0.08mm，如果此值为正，则应位于直线上方，反之，则应位于直线下方。正值的意义在于：待调整轴的轴线在此点已高于基准轴的轴线。因此，H点表示调整轴相对于基准轴在O度处径向位移后的轴线所通过的位置；（4）根据径向百分表M在6点处示值的半值（=+0.14mm），在过P点的垂直线上作点J，使PJ=+0.14mm。同理，J点表示调整轴相对于基准轴在P点处径向位移后的轴线所通过的位置。（5）通过H和J点，画出一条直线，此直线即表示调整轴轴线在垂直平面内相对基准轴的实际位置。（6）由图5可知，调整轴轴线上与电机前、后底脚相对应的J、M点分别高于基准轴的对应点Q、R点。为了使调整轴的轴线与基准轴在一条直线上，必须在两底脚处分别减一个值等于QM（=0.158mm）和RN(=0.209mm)值的垫片。具体可以上图参考。三、三表法测同轴度三表法是用于当轴承为滑动轴承时，为了消除轴本身在转动过程中的窜动而产生的大偏差，故在轴向位置上的相对180度上用个表来打其轴向值。读数则为两表在同一位置读数和的一半。如：1表为：a`1、a`2、a`3、a`4；2表为：a``1、a``2、a``3、a``4最后轴向读数则为：a1=(a`1+a``1)/2、a2=(a`2+a``2)/2、a3=(a`3+a``3)/2、a1=(a`4+a``4)/2最后其调整量的求法与前相同。三者间的比较对于轴-径向双表组合法来说，双径向表组合测量法的优点为：同轴度误差的评估变得较为简单；特别在两个“半联轴器”分离较远时，本方法更为精确；易于以图形来显现出调整轴轴线的位置，画图更为简单；测量过程不会象轴-径向双表法那样易受两个轴的轴向窜动的影响。但它们的缺点是：两根轴必须时同旋动；在两个“半联轴器”间距离很小时，精度稍差。三表打法则用于前述的有滑动轴承存在的窜动情况。联轴节测量的要求联轴节有多种类型，按装配形式、性能、使用条件不同可划分为下列几种形式联轴节固定式可移式套筒联轴节凸缘联轴节刚性联轴节弹性联轴节十字滑块联轴节挠性爪形联轴节铰链联轴节齿形联轴节链条联轴节木销联轴节轮胎联轴节弹性套柱销联轴节爪形弹性联轴节滑块联轴器联轴器外形最大直径（mm）两轴心径向位移（mm)两轴线倾斜度端面间隙（mm)≤1900.05(0.1-0.2)0.3/10000.5～1(1.5)250～3300.11/10001～2现就所知的几类联轴器同轴度调整要求以下表列出滚子链联轴器滚子链联轴器联轴器外形最大直径（mm）两轴心径向位移（mm)两轴线倾斜度端面间隙（mm)51.0657.080.040.5/10004.968.8876.910.056.794.46116.570.069.2127.780.0610.9154.33186.50.114.3213.020.1217.8231.490.1421.5270.080.1624.9340.8405.220.228.6466.250.2535.6齿式联轴器联轴器外形最大直径D（mm）两轴心径向位移（mm)两轴线倾斜度端面间隙（mm)170～1850.30.5/10002～4220～2500.45290～4300.651.0/10005～7490～5900.9(1)1.5/1000680～7801.27～10弹性套柱销联轴器联轴器外形最大直径D（mm）两轴心径向位移（mm)两轴线倾斜度端面间隙（mm)710.040.02/10002～480951061300.053～51601902242504～63154004750.085～76000.10.14--0.2弹性柱销齿式联轴器联轴器外形最大尺寸（mm）两轴心径向位移（mm)两轴线倾斜度端面间隙（mm)78～1180.080.5/10002.5158～2600.14～5300～5150.156～85560～7700.210860～11580.2513～151440～16400.318～20弹性柱销联轴器联轴器外形最大直径（mm）两轴心径向位移（mm)两轴线倾斜度端面间隙（mm)90～1600.050.2/10002～3195～2502.5～4280～3200.083～5360～4104～64800.15～75406～8630蛇形弹簧联轴器联轴器外形最大直径（mm）两轴心径向位移（mm)两轴线倾斜度端面间隙（mm)≤2000.11/10001～4200～4000.21.5～6400～7000.31.5/10012～8700～13500.52.5～101350～25000.72/10023～12梅花形弹性联轴器联轴器外形最大直径（mm）两轴心径向位移（mm)两轴线倾斜度端面间隙（mm)500.11/10002～470～1050.15125～1700.23～6200～2300.32600.36～8300～4000.350.5/10007～9轮胎式联轴器联轴器外形最大直径（mm）两轴心径向位移（mm)两轴线倾斜度端面间隙（mm)1200.51/10008～1010～1314010～1316013～1518015～1820011.5/100018～2222018～2225022～2628022～26320～36026～30十字万向联轴节凸缘联轴器凸缘联轴器装配时,两个半联轴器端面应紧密接触,两轴心的径向位移不应大于0.03mm同轴度的计算1.径向位移a的计算公式：所以：---a则为两轴线的实际径向位移231aaax242aaay22yxaaa2.斜度的计算公式：所以：---θ则