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電機聯軸器找正的方法及標準

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更新時間：2017-06-11
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電機聯軸器找正的方法及標準一、聯軸器
1、什么是聯軸器：
聯軸器屬于機械通用零部件范疇，用來聯接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態性能的作用。聯軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯接。一般動力機大都借助于聯軸器與工作機相聯接，是機械產品軸系傳動最常用的聯接部件。20世紀后期國內外聯軸器產品發展很快，在產品設計時如何從品種甚多、性能各異的各種聯軸器中選用能滿足機器要求的聯軸器，對多數設計人員來講，始終是一個困擾的問題。常用聯軸器有膜片聯軸器鼓形齒式聯軸器，萬向聯軸器，安全聯軸器，彈性聯軸器及蛇形彈簧聯軸器。
2、聯軸器工作原理及用途
（1）聯軸器功能
用來把兩軸聯接在一起，機器運轉時兩軸不能分離，只有機器停車并將聯接拆開后，兩軸才能分離。
（2）聯軸器的類型
    聯軸器所聯接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響等，會引起兩軸相對位置的變化，往往不能保證嚴格的對中。根據聯軸器有無彈性元件、對各種相對位移有無補償能力，即能否在發生相對位移條件下保持聯接功能以及聯軸器的用途等，聯軸器可分為剛性聯軸器，撓性聯軸器和安全聯軸器。聯軸器的主要類型、特點及其在作用類別在傳動系統中的作用備注
    剛性聯軸器：只能傳遞運動和轉矩，不具備其他功能包括凸緣聯軸器、套筒聯軸器、夾殼聯軸器等。
    撓性聯軸器：無彈性元件的撓性聯軸器，不僅能傳遞運動和轉矩，而且具有不同程度的軸向、徑向、角向補償性能包括齒式聯軸器、萬向聯軸器、鏈條聯軸器、滑塊聯軸器等。有彈性元件的撓性聯軸器，能傳遞運動和轉矩；具有不同程度的軸向、徑向、角向補償性能；還具有不同程度的減振、緩沖作用，改善傳動系統的工作性能,包括各種非金屬彈性元件撓性聯軸器和金屬彈性元件撓性聯軸器，各種彈性聯軸器的結構不同，差異較大，在傳動系統中的作用亦不盡相同.
二、電機聯軸器找正方法
聯軸器的找正是電動機安裝的重要工作之一.找正的目的是在電動機工作時使主動軸和從動軸兩軸中心線在同一直線上.找正的精度關系到機器是否能正常運轉,對高速運轉的機器尤其重要。
兩軸絕對準確的對中是難以達到的,對連續運轉的機器要求始終保持準確的對中就更困難.各零部件的不均勻熱膨脹,軸的撓曲,軸承的不均勻磨損,機器產生的位移及基礎的不均勻下沉等,都是造成不易保持軸對中的原因.因此,在設計機器時規定兩軸中心有一個允許偏差值,這也是安裝聯軸器時所需要的.從裝配角度講，只要能保證聯軸器安全可靠地傳遞扭矩，兩軸中心允許的偏差值愈大，安裝時愈容易達到要求。但是從安裝質量角度講，兩軸中心線偏差愈小，對中愈精確，機器的運轉情況愈好，使用壽命愈長。所以，不能把聯軸器安裝時兩軸對中的允許偏差看成是安裝者草率施工所留的余量。
1．電機聯軸器找正時兩軸偏移情況的分析
　　電機安裝時，聯軸器在軸向和徑向會出現偏差或傾斜，可能出現四種情況，如圖1所示。
圖1電機聯軸器找正時可能遇到的四種情況

　　根據圖1所示對主動軸和從動軸相對位置的分析見表1。
表1電機聯軸器偏移的分析

　　2.測量方法
　　安裝電機時，一般是在電機中心位置固定并調整完水平之后，再進行聯軸器的找正。通過測量與計算，分析偏差情況，調整電動機軸中心位置以達到主動軸與從動軸既同心，又平行。
聯軸器找正的方法有多種，常用的方法如下：
（1）簡單的測量方法如圖2所示。用角尺和塞尺測量聯軸器外圓各方位上的徑向偏差，用塞尺測量兩半聯軸器端面間的軸向間隙偏差，通過分析和調整，達到兩軸對中。這種方法操作簡單，但精度不高，對中誤差較大。只適用于電機轉速較低，對中要求不高的聯軸器的安裝測量。
　　圖2 角尺和塞尺的測量方法
（2）用中心卡及塞尺的測量方法找正用的中心卡（又稱對輪卡）結構形式有多種，根據聯軸器的結構，尺寸選擇適用的中心卡，常見的結構圖3 所示。中心卡沒有統一規格，考慮測量和裝卡的要求由鉗工自行制作。
　　圖3常見對輪卡型式

（a）用鋼帶固定在聯軸器上的可調節雙測點對輪卡
（b）測量軸用的不可調節的雙測點對輪卡
（c）測量齒式聯軸器的可調節雙測點對輪卡
（d）用螺釘直接固定在聯軸器上的可調節雙測點對輪卡
（e）有平滑圓柱表面聯軸器用的可調節單測點對輪卡
（f）有平滑圓柱表面聯軸器用的可調節雙點對輪卡
利用中心卡及塞尺可以同時測量聯軸器的徑向間隙及軸向間隙，這種方法操作簡單，測量精度較高，利用測量的間隙值可以通過計算求出調整量，故較為適用。
（3）百分表測量法把專用的夾具（對輪卡）或磁力表座裝在作基準的（常是裝在電動機轉軸上的）半聯軸器上，用百分表測量聯軸器的徑向間隙和軸向間隙的偏差值。此方法使聯軸器找正的測量精度大大提高，常用的百分表測量方法有四種。
A雙表測量法(又稱一點測量法) :
用兩塊百分表分別測量聯軸器外圓和端面同一方向上的偏差值,故又稱一點測量法,即在測量某個方位上的徑向讀數的同時,測量出同一方位上的軸向讀數.具體做法是:先用角尺對吊裝就位準備調整的電機上的聯軸器做初步測量與調整。然后在作基準的主機側半聯軸器上裝上專用夾具及百分表，使百分表的觸頭指向電動機側半聯軸器的外圓及端面，如圖所示。

測量時，先測0°方位的徑向讀數a1及軸向讀數s1。為了分析計算方便，常把a1和s1調整為零，然后兩半聯軸器同時轉動，每轉90°讀一次表中數值，并把讀數值填到記錄圖中。圓外記錄徑向讀數a1，a2，a3，a4，圓內記錄軸向讀數s1，s2，s3，s4，當百分表轉回到零位時，必須與原零位讀數一致，否則需找出原因并排除之。常見的原因是軸竄動或地腳螺栓松動，測量的讀數必須符合下列條件才屬正確，即
a1+a3=a2+a4；s1+s3=s2+s4
通過對測量數值的分析計算，確定兩軸在空間的相對位置，然后按計算結果進行調整。
這種方法應用比較廣泛，可滿足一般機器的安裝精度要求。主要缺點是對有軸向竄動的聯軸器，在盤車時其端面的軸向度數會產生誤差。因此，這種測量方法適用于由滾動軸承支撐的轉軸，軸向竄動比較小的中，小型機器。
　　Ｂ．三表測量法（又稱兩點測量法）
三表測量法與兩表測量法不同之出是在與軸中心等距離處對稱布置兩塊百分表，在測量一個方位上徑向讀數和軸向讀數的同時，在相對的一個方位上測其軸向讀數，即同時測量相對兩方位上的軸向讀數，可以消除軸在盤車時竄動對軸向讀數的影響，其測量記錄圖如圖所示，三表測量法示意圖如下：

根據測量結果，取０°～１８０°和１８０°～０°兩個測量方位上軸向讀數的平均值，即
ｓ１＝（ｓ１＇＋ｓ１＇＇）／２　ｓ３＝（ｓ３＇＋ｓ３＇＇）／２
取９０°～２７０°和２７０°～９０°兩個測量方位上軸向讀數的平均值，即
ｓ２＝（ｓ２＇＋ｓ２＇＇）／２　ｓ４＝（ｓ４＇＋ｓ４＇＇）／２
ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４四個平均值作為各方位計算用的軸向讀數，與ａ１，ａ２，ａ３，ａ４四個徑向讀數記入同一個記錄圖中，按此圖中的數據分析聯軸器的偏移情況，并進行計算和調整．這種測量方法精度很高，適用于需要精確對中的精密或高速運轉的機器，如汽輪機，離心式壓縮機等．相比之下，三表測量法比兩表測量法在操作與計算上稍繁雜一些．

　C.單表法
　　它是近年來國外應用日益廣泛的一種聯軸器找正方法。這種方法只測定聯軸器輪轂外圓的徑向讀數，不測量端面的軸向讀數，測量操作時僅用一個百分表，故稱單表法。其安裝，測量示意圖如圖8

　　此種方法用一塊百分表就能判斷兩軸的相對位置并可計算出軸向和徑向的偏差值。也可以根據百分表上的讀數用圖解法求得調整量。用此方法測量時，需要特制一個找正用表架，其尺寸，結構由兩半聯軸器間的軸向距離及輪轂尺寸大小而定。表架自身質量要小，并有足夠的剛度。表架及百分表均要求固緊，不允許有松動現象。圖8便是兩軸端距離較大時找正用表架的結構示意圖。
　　單表測量的操作方法是，在兩個半聯軸器的輪轂外圓面上各作相隔90°的四等分標志點1a，2a，3a，4a與1b，2b，3b，4b。先在“B”聯軸器上架設百分表，使百分表的觸頭接觸在“A”聯軸器的外圓面上的1a點處，然后將表盤對到“0”位，按軸運轉方向盤動“B”聯軸器，分別測得“A”聯軸器上的1a，2a，3a，4a的讀數（其中1a=0），為準確可靠可復測幾次。為了避免“A”聯軸器外圓面與軸不同心給測量帶來誤差，可同時盤動“B”與“A”聯軸器。然后再將百分表架設在“A”聯軸器上，以同樣方法測得“B”聯軸器上1b，2b，3b，4b的讀數（其中1b=0）。

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

　　表3水平方向兩軸相對位置分析

　　圖中假設“B”軸向上平移，使Ob’與Oa’相重合，此時3b=0，而3a的讀數則變為3ac，由于3ac=3a+3b（代數和），這時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，只要測得3a與3b的數值，可以求得3ac的數值（要注意讀數的正負號）。水平方向的偏差分析與垂直方向相同。
2．調整方法
　　測量完聯軸器的對中情況之后，根據記錄圖上的讀數值可分析出兩軸空間相對位置情況。按偏差值作適當的調整。為使調整工作迅速，準確進行，可通過計算或作圖求得各支點的調整量。測量方法不同，計算方法也不同。
　　（1）兩表測量法，三表測量法及五表測量法
兩表，三表及五表測量都可得出同一方位上的徑向讀數和軸向讀數，若測點位置及調整支點的位置如圖10所示（請注意測量軸向讀數百分表的指向），可用下式進行計算：
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1和支點2的調整量，（正值時為加墊負值時減墊），mm；
s1，s3及a1，a3-------分別為0°和180°方位測得軸向和徑向百分表讀數，ｍｍ；
D---------------------------聯軸器的計算直徑(百分表觸點,即測點到聯軸器中心點的距離),ｍｍ；
L1--------------------------支點1到聯軸器測量平面間的距離，mm；
L2--------------------------支點1與支點2之間的距離，mm；
應用上式計算調整量時的幾點說明：
1）式中s1，s3，a1，a3是用百分表測的讀數，應包含正負號一起代入計算公式。
2）H的計算值是由兩項組成，前項L（s1－s3）/D中，L與D不可能出現負值，所以此項的正負決定于（s1－s3）。S1－s3＞0時，前項為正值，此時聯軸器的軸向間隙呈形狀，稱為“上張口”；S1－s3＜0時，前項為負值，聯軸器的間隙呈形狀，稱為“下張口”。當a1－a3＞0時，后項為正值，此時被測的半聯軸器中心（電動機軸中心）比基準的半聯軸器中心（從動軸中心）偏低，當a1－a3＜0時，被測的半聯軸器中心偏高，
3）電動機安裝時，通常以電動機轉軸（從動軸）做基準，調整電機轉軸（主動軸）。電機低座四個支點于兩側對稱布置，調整時，對稱的兩支點所加（或減）墊片厚度應相等。
4）若安裝百分表的夾具（對輪卡）結構不同，測量軸向間隙的百分表觸點指向原動機（觸點與被測半聯軸器靠結合面一側的端面接觸）時，百分表的讀數值大小恰與聯軸器間實際軸向間隙方向相反，所以H值的公式前項s1－s3應改為s3－s1，即s3－s1＞0時為“上張口”，s3－s1＜0時為“下張口”。
5）電機在運轉工況下因熱膨脹會引起軸中心位置變化，聯軸器找正的任務時把軸中心線調整到設計要求的冷態（安裝時的狀態）軸中心位置，使電機在熱態（運轉工況下）達到兩軸中心線一致（既同心，又平行）的技術要求。有的直接給定電機冷態找正時的讀數值；也有的給定各支點的溫升數據，由圖解法求出冷態找正時的讀數值。在安裝大型機組時，有的給出各類電機在不同工況下的經驗圖表，通過查表或計算找出冷態找正時的讀數值。經驗豐富的安裝人員還可從實踐中得出一些經驗數據。總之，對于安裝者來說，要考慮電動機從冷態到熱態支點處軸中心位置的變化，在工作中保證電機能處于理想的對中狀態。
6）在水平方向上調整聯軸器的偏差時，不需要加減墊片，通常也不計算。操作時利用頂絲和百分表，邊測量，便調整，達到要求的精度為止。一些大型的，重要的機組在調整水平偏差時，各支點的移動量可通過計算或作圖求出。
隨科技的發展，現在有了激光對中儀，也已經非常普及了。相對于其它的找正方式，它具有快捷，簡單，準確性高的優勢，由其對于大型機組，更為明顯。它由幾部分組成：激光發射器，激光接收器，控制液晶屏，這三者之間的連接數據線，專用的鏈條式（或磁力表坐）卡具（用來把激光發射和接收器固定在聯軸器上）。在把激光發射器和激光接收器固定在聯軸器上之后，再將連線和控制屏接到一起，選擇找正模式，按提示輸入相應的數據，一般有激光發射器的回轉直徑，激光發射器和激光接收器之間的距離，調整機各支腳到接收器的距離。一般只須盤車180°即可，之后各腳的加減墊片數據和水平方向移動調整數據將由控制液晶屏顯示出來。一般經過兩次調整即可完成。
無論用那種方法求調整量，復查測量時仍可能產生一定的誤差。聯軸器找正與調整需要反復進行多次，最終將誤差限制在允許的范圍內。
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