同轴度的测量与调整

1、同轴度的测量与调整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 l 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 l 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

2、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 l 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）

3、，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 l 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

4、 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 l 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。

5、 a1=0 a3=-0.36 b1=0 b3=-0.12 a4a2b4b2 l （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； l （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； l （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 l （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C

6、D=-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； l （5）连接CE，即得调整轴的实际位置； l （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。

7、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。 b3 a3 b1 a1 L1L2 e B A M s D (b1-b3)/2 l 水平方向的调整可通过观

8、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与校准方法 l 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，

9、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 l 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

10、底脚间的距离c=110mm。 l （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； l （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； l （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； l （4）根据径向百分表M

11、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。 l （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。 l （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。 l 具体可以上图参考。 三 、三表法测同轴度 l 三表法是用于当轴承为滑动轴承时，为了消除轴本身在

12、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：a1、a2、a3、a4； l 2表为：a1、a2、a3、a4 l 最后轴向读数则为： a1=(a1+a1)/2、 a2=(a2+a2)/2 、 a3=(a3+a3)/2 、 a1=(a4+a4)/2 l 最后其调整量的求法与前相同。 三者间的比较 l 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-

13、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 l 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) 190 0.05 (0.1-0.2)0.

14、3/10000.51 (1.5) 250330 0.11/100012 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) 51.06 57.080.04 0.5/1000 4.9 68.88 76.910.056.7 94.46 116.570.069.2 127.780.0610.9 154.33 186.50.114.3 213.020.1217.8 231.490.1421.5 270.080.1624.9 340.8 405.220.228.6 466.250.2535.6

15、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) 170185 0.3 0.5/100024 220250 0.45 290430 0.65 1.0/1000 57 490590 0.9 (1) 1.5/1000680780 1.2710 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) 71 0.04 0.02/1000 24 80 95 106 130 0.05 35160 190 224 250 46 315 400 4750.08 57 6000.1 0.14-0.2 弹性柱销

16、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) 78118 0.08 0.5/1000 2.5 158260 0.145 300515 0.1568 5560770 0.210 8601158 0.251315 14401640 0.31820 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) 90160 0.05 0.2/1000 23 195250 2.54 280320 0.08 35 360410 46 480 0.1 57 54068 630 蛇形弹簧联轴器 联轴器外形最大直 径 （mm）

17、两轴心径向位移（mm)两轴线倾斜度端面间隙（mm) 200 0.1 1/1000 14 200400 0.21.56 400700 0.3 1.5/1001 28 7001350 0.52.510 13502500 0.72/1002312 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) 50 0.1 1/1000 24 70105 0.15 125170 0.2 36 200230 0.3 260 0.368 300400 0.350.5/100079 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) 120 0.51/1000 8101013 1401013 1