旋转机械联轴器的5种找正方法及找正经验数据

旋转机械联轴器的5种找正方法及找正经验数据

联轴器是机械工程中常用的部件，用于连接不同机构中的主动轴和从动轴，以传递运动和扭矩。在实际应用中，联轴器的正确安装和找正是确保机械设备正常运行的关键。本文将详细介绍5种常用的联轴器找正方法及其经验数据，帮助技术人员准确快速地完成联轴器的调整工作。

找正方法

1. 双表测量法

径向偏差计算：将百分表固定在一个半联轴器上，表头指向另一个半联轴器的外圆。旋转一周后，记录百分表在0°、90°、180°、270°四个位置（或更多位置）的读数，设为a1、a2、a3、a4等。径向偏差x的计算公式为x =[(a1-a3)+(a2-a4)]/4（以四个位置为例）。如果测量位置更多，可以采用类似的差值平均方法来计算。

轴向偏差计算：另一个百分表表头指向联轴器的端面，同样记录在上述位置的读数b1、b2、b3、b4等。轴向偏差y的计算公式为y={[(b1-b3)+(b2-b4)]/4}×L/D，其中L为两个百分表之间的轴向距离，联轴器直径D。

2. 三表测量法

径向偏差计算：同双表法

轴向偏差计算更精确：在180°方向增加一块轴向百分表后，设三块表在0°位置读数为b1、b2、b3，在180°位置读数为b1'、b2'、b3'。对于中间的轴向百分表b2和b2'，轴向偏差y计算公式为y = {(b2-b2')/2}×L/D，这种方法可以有效消除由于联轴器本身端面跳动等因素带来的误差。

3. 用刀形尺和塞尺测量（简单情况）

径向偏差计算：假设在联轴器圆周上均匀选取4个点测量径向间隙，设测量值为c1、c2、c3、c4。径向偏差近似计算为相邻两点差值的一半，例如在水平方向（假设c1和c3是水平方向两点测量值）径向偏差x=|c1-c3|/2。

轴向偏差计算：用塞尺测量联轴器端面间隙，设上下左右四个位置测量值为d1、d2、d3、d4。轴向偏差近似计算为上下（或左右）差值的一半，例如在垂直方向（假设d1和d3是垂直方向两点测量值）轴向偏差y =|d1-d4|/2。

4. 激光对中找正方法

原理和方法：激光对中仪主要由激光发射器和激光接收器组成。在找正过程中，将激光发射器安装在一个轴端，激光接收器安装在另一个轴端。仪器会发射激光束，并通过接收端的传感器测量激光束的位置变化，从而得出两轴之间的径向偏差和角向偏差。

计算过程：

径向偏差计算：仪器会直接显示在不同测量平面（如水平和垂直平面）上的径向偏差数值xh（水平方向）和xv（垂直方向），这些数值是基于激光束的位移测量和仪器内部的算法得出的，无需手动复杂计算。

角向偏差计算：同样，仪器也会直接给出在两个相互垂直平面上的角向偏差数值θh（水平方向）和θv（垂直方向）。角向偏差的计算是基于激光束在接收器平面上的角度变化测量，并且考虑了测量距离等因素，由仪器内部自动完成。例如，如果激光对中仪的测量距离（两个轴端之间的距离）为L，仪器显示的角向偏差θ，那么在联轴器端面边缘（假设半径为R处的轴向偏差近似为y =θ**×**R。

调整计算：激光对中仪还能根据测量结果计算出每个地脚螺栓处的调整量。假设设备有四个地脚螺栓，分别位于矩形的四个角，仪器会考虑设备的几何尺寸、地脚螺栓的分布以及测量的偏差，通过内置的静力学平衡模型计算每个地脚螺栓的垂直和水平方向调整量，以实现精确的轴对中。

5. 利用辅助工装及电涡流传感器找正方法（适用于高精度大型设备）

原理和方法：对于大型旋转设备，如大型汽轮发电机组，可以采用辅助工装（如特制的夹具和支架）来安装电涡流传感器。电涡流传感器能够精确测量轴表面与传感器之间的距离变化，通过在联轴器两侧的轴上安装多个传感器（至少三个用于确定空间位置），可以测量两轴之间的相对位置变化。

计算过程：

径向偏差计算：设三个电涡流传感器在一个平面（如垂直平面）上安装，测量得到与轴表面的距离分别为d1、d2、d3。通过建立平面几何关系（假设传感器安装在半径为r的圆周上），可以计算出轴中心在该平面上相对于参考位置的坐标(x,y)。例如，根据三角形几何关系，x =[(d2-d3)**×**r/(d2-d1)2+(d3-d1)2，y可以通过类似的方法计算。然后比较两轴的坐标差值，得到径向偏差。

角向偏差计算：通过在不同轴向位置安装传感器组，测量轴的倾斜角度。设相邻两个轴向位置传感器组测量得到的径向偏差为Δx1和Δx2（在同一方向上），轴向距离为L，则角向偏差θ=(Δx1-Δx2)/L。轴向偏差在联轴器端面边缘（假设半径为R处可以按照y =θ**×**R计算。这种方法需要对传感器的测量数据进行精确的分析和复杂的几何计算，并且要考虑传感器的精度、安装位置的准确性等因素。

找正标准

1.径向位移标准

一般设备：对于一般的泵、风机等通用机械设备，联轴器两轴的径向位移允许值通常在0.05~0.15mm之间。例如，普通离心水泵，在转速低于3000r/min时，联轴器径向位移允许值一般不超过0.1mm。

高精度设备：对于高精度的机床、高速涡轮机等设备，径向位移允许值要求更严格，可能控制在0.03mm以下。例如，高精度数控磨床的电机与砂轮轴之间的联轴器，径向位移允许值可能在0.02mm左右。

2.角向位移标准

一般设备：角向位移的允许值通常用角度或联轴器端面的轴向偏差来表示。对于大多数通用设备，角向位移允许值一般在0.1°~0.5°之间。换算成轴向偏差（假设联轴器直径为D，对于直径D = 100mm的联轴器，当角向位移为0.2°时，根据弧长公式l=αr，α是弧度制角度，r是半径，将角度换算为弧度α= 0.2°×π/180≈0.0035弧度，半径r = 50mm，则轴向偏差约为0.175mm。

高精度设备：对于高精度设备，角向位移允许值可能更小，如0.05°以下。例如，在一些精密光学设备的驱动轴与旋转部件之间的联轴器，角向位移允许值可能在0.03°左右，以确保设备的高精度运行。

3.端面间隙标准

弹性联轴器：弹性联轴器的端面间隙在3-8mm之间。这是因为弹性元件需要一定的空间来变形，以缓冲和补偿两轴之间的位移。例如，常见的弹性柱销联轴器，根据型号和规格不同，端面间隙一般在4-6mm之间。

刚性联轴器：刚性联轴器的端面间隙则相对较小，通常在1-3mm之间。这是因为刚性联轴器主要用于精确传递扭矩，两轴相对位置固定，不需要太多的端面间隙。如凸缘联轴器，其端面间隙一般在1-2mm之间。