旋转机械的联轴器

1、旋转机械的联轴器旋转机械的联轴器 旋转机械的联轴器找正旋转机械的联轴器找正 主讲人： 罗仁波 旋转机械的联轴器找正旋转机械的联轴器找正 联轴器的找正是机器安装的重要工作之一联轴器的找正是机器安装的重要工作之一. .找正找正 的目的是在机器在工作时使主动轴和从动轴两的目的是在机器在工作时使主动轴和从动轴两 轴中心线在同一直线上轴中心线在同一直线上. .找正的精度关系到机器找正的精度关系到机器 是否能正常运转是否能正常运转, ,对高速运转的机器尤其重要对高速运转的机器尤其重要. . 两轴绝对准确的对中是难以达到的,对 连续运转的机器要求始终保持准确的对中 就更困难. 1、各零部件的不均匀热膨胀。

2、2、轴的挠曲。 3、轴承的不均匀磨损。 4.机器产生的位移。 5、基础的不均匀下沉等。 都是造成不易保持轴对中的原因 在设计机器时规定两轴中心有一个允许 偏差值,这也是安装联轴器时所需要的.从装 配角度讲，只要能保证联轴器安全可靠地 传递扭矩，两轴中心允许的偏差值愈大， 安装时愈容易达到要求。 但是从安装质量角度讲，两轴中心线偏 差愈小，对中愈精确，机器的运转情况愈 好，使用寿命愈长。 所以，不能把联轴器安装时两轴对中的 允许偏差看成是安装者草率施工所留的余 量。 联轴器找正时两轴偏移情况的分析联轴器找正时两轴偏移情况的分析 机器安装时，联轴器在轴向和径向会出 现偏差或倾斜，可能出现四种情况，

3、如图1 所示。 图图1 1 联轴器找正时可能遇到的四种情况联轴器找正时可能遇到的四种情况 联轴器偏移的分析联轴器偏移的分析 . .测量方法测量方法 简单的测量方法简单的测量方法 如图如图2 2所示。用角所示。用角 尺和塞尺测量联轴器外圆各方位上的径尺和塞尺测量联轴器外圆各方位上的径 向偏差，用塞尺测量两半联轴器端面间向偏差，用塞尺测量两半联轴器端面间 的轴向间隙偏差，通过分析和调整，达的轴向间隙偏差，通过分析和调整，达 到两轴对中。这种方法操作简单，但精到两轴对中。这种方法操作简单，但精 度不高，对中误差较大。只适用于机器度不高，对中误差较大。只适用于机器 转速较低，对中要求不高的联轴器的安转

4、速较低，对中要求不高的联轴器的安 装测量。装测量。 图图2 2 角尺和塞尺的测量方法角尺和塞尺的测量方法 用中心卡及塞尺的测量方法用中心卡及塞尺的测量方法 找正用的中心卡（又称对轮卡）结构 形式有多种，根据联轴器的结构，尺寸 选择适用的中心卡，常见的结构图3 所 示。中心卡没有统一规格，考虑测量和 装卡的要求由钳工自行制作 图3 常见对轮卡型式 用钢带固定在联轴器上的可调节双测点对 轮卡 测量轴用的不可调节的双测点对轮卡 测量齿式联轴器的可调节双测点对轮卡 用螺钉直接固定在联轴器上的可调节双测 点对轮卡 有平滑圆柱表面联轴器用的可调节单测点 对轮卡 有平滑圆柱表面联轴器用的可调节双点对 轮卡

5、利用中心卡及塞尺可以同时测量联舟轴器的径向间隙及轴向间隙， 这种方法操作简单，测量精度较高 ，利用测量的间隙值可以通过计算求出调整量，故较为适用。 百分表测量法百分表测量法 把专用的夹具（对轮卡）或磁力表座装在 作基准的（常是装在主机转轴上的）半联轴器 上，用百分表测量联轴器的径向间隙和轴向间 隙的偏差值。此方法使联轴器找正的测量精度 大大提高，常用的百分表测量方法有四种。 双表测量法双表测量法( (又称一点测量法又称一点测量法) :) : 用两块百分表分别测量联轴器外圆和 端面同一方向上的偏差值,故又称一点测 量法,即在测量某个方位上的径向读数的 同时,测量出同一方位上的轴向读数.具体 做法

6、是:先用角尺对吊装就位准备调整的 机器上的联轴器做初步测量与调整。然 后在作基准的主机侧半联轴器上装上专 用夹具及百分表，使百分表的触头指向 原动机侧半联轴器的外圆及端面，如图 所示。 测量时，先测0方位的径向读数a1及轴向读数 s1。为了分析计算方便，常把a1和s1调整为零， 然后两半联轴器同时转动，每转90读一次表 中数值，并把读数值填到记录图中。圆外记录径 向读数a1，a2，a3，a4，圆内记录轴向读数 s1，s2，s3，s4，当百分表转回到零位时，必 须与原零位读数一致，否则需找出原因并排除之。 常见的原因是轴窜动或地脚螺栓松动，测量的读 数必须符合下列条件才属正确，即 a1+a3=a

7、2+a4 a1+a3=a2+a4 ；s1+s3=s2+s4s1+s3=s2+s4 通过对测量数值的分析计算，确定两轴在空间 的相对位置，然后按计算结果进行调整。 这种方法应用比较广泛，可满足一般机器的安 装精度要求。主要缺点是对有轴向窜动的联轴 器，在盘车时其端面的轴向度数会产生误差。 因此，这种测量方法适用于由滚动轴承支撑的 转轴，轴向窜动比较小的中，小型机器。 三表测量法（又称两点测量法）三表测量法（又称两点测量法） 三表测量法与两表测量法不同之出是在 与轴中心等距离处对称布置两块百分表， 在测量一个方位上径向读数和轴向读数的 同时，在相对的一个方位上测其轴向读数， 即同时测量相对两方位上

8、的轴向读数，可 以消除轴在盘车时窜动对轴向读数的影响， 其测量记录图如图所示，三表测量法示意 图如下： 根据测量结果，取和两 个测量方位上轴向读数的平均值，即 （）（） （）（） 取和两个测量方位 上轴向读数的平均值，即 （）（） （）（） ，四个平均值作为各方位计算用 的轴向读数，与，四个径向读数 记入同一个记录图中，按此图中的数据分析联轴器的偏 移情况，并进行计算和调整这种测量方法精度很高， 适用于需要精确对中的精密或高速运转的机器，如汽轮 机，离心式压缩机等相比之下，三表测量法比两表测 量法在操作与计算上稍繁杂一些 五表测量法（又称四点测量法）五表测量法（又称四点测量法） 在测量一个方位

9、上的径向读数的同时,测 出0,90,180,270四个方位上 的轴向读数,并取其同一方位上的四个轴 向读数的平均值作为分析与计算用的轴 向读数,与同一方位的径向读数合起来分 析联轴器的偏移情况,这种方法与三表法 应用特点相同. 单表法单表法 它是近年来国外应用日益广泛的一种联它是近年来国外应用日益广泛的一种联 轴器找正方法。这种方法只测定联轴器轴器找正方法。这种方法只测定联轴器 轮毂外圆的径向读数，不测量端面的轴轮毂外圆的径向读数，不测量端面的轴 向读数，测量操作时仅用一个百分表，向读数，测量操作时仅用一个百分表， 故称单表法。其安装，测量示意图如图故称单表法。其安装，测量示意图如图8 8 此

10、种方法用一块百分表就能判断两轴的相对此种方法用一块百分表就能判断两轴的相对 位置并可计算出轴向和径向的偏差值。也可以根位置并可计算出轴向和径向的偏差值。也可以根 据百分表上的读数用图解法求得调整量。用此方据百分表上的读数用图解法求得调整量。用此方 法测量时，需要特制一个找正用表架，其尺寸，法测量时，需要特制一个找正用表架，其尺寸， 结构由两半联轴器间的轴向距离及轮毂尺寸大小结构由两半联轴器间的轴向距离及轮毂尺寸大小 而定。表架自身质量要小，并有足够的刚度。表而定。表架自身质量要小，并有足够的刚度。表 架及百分表均要求固紧，不允许有松动现象。图架及百分表均要求固紧，不允许有松动现象。图 8 8便

11、是两轴端距离较大时找正用表架的结构示意便是两轴端距离较大时找正用表架的结构示意 图。图。 单表测量的操作方法是，在两个半联轴器的轮毂单表测量的操作方法是，在两个半联轴器的轮毂 外圆面上各作相隔外圆面上各作相隔9090的四等分标志点的四等分标志点1a1a，2a2a， 3a3a，4a4a与与1b1b，2b2b，3b3b，4b4b。先在。先在“B B”联轴联轴 器上架设百分表，使百分表的触头接触在器上架设百分表，使百分表的触头接触在“A A” 联轴器的外圆面上的联轴器的外圆面上的1a1a点处，然后将表盘对到点处，然后将表盘对到 “0 0”位，按轴运转方向盘动位，按轴运转方向盘动“B B”联轴器，分别

12、联轴器，分别 测得测得“A A”联轴器上的联轴器上的1a1a，2a2a，3a3a，4a4a的读数的读数 （其中（其中1a=01a=0），为准确可靠可复测几次。为了），为准确可靠可复测几次。为了 避免避免“A A”联轴器外圆面与轴不同心给测量带来联轴器外圆面与轴不同心给测量带来 误差，可同时盘动误差，可同时盘动“B B”与与“A A”联轴器。然后再联轴器。然后再 将百分表架设在将百分表架设在“A A”联轴器上，以同样方法测联轴器上，以同样方法测 得得“B B”联轴器上联轴器上1b1b，2b2b，3b3b，4b4b的读数（其的读数（其 中中1b=01b=0）。）。 测出偏差值后，利用上图所示的偏差

13、分析示意图测出偏差值后，利用上图所示的偏差分析示意图 分析方法，可得出分析方法，可得出“A A”与与“B B”两半联轴器在垂两半联轴器在垂 直方向和水平方向两轴空间相对位置的各种情况，直方向和水平方向两轴空间相对位置的各种情况， 如表如表2 2，表，表3 3所示。所示。 表表2 2 垂直方向两轴相对位置分析垂直方向两轴相对位置分析 表表3 3 水平方向两轴相对位置分水平方向两轴相对位置分 析析 图中假设图中假设“B B”轴向上平移，使轴向上平移，使ObOb与与OaOa相重合，相重合， 此时此时3b=03b=0，而，而3a3a的读数则变为的读数则变为3ac3ac，由于，由于 3ac=3a+3b3

14、ac=3a+3b（代数和），这时（代数和），这时OaOa与与OaOa的垂的垂 直距离也就是两轴在垂直方向的偏差值直距离也就是两轴在垂直方向的偏差值3ac/2 3ac/2 。 因此，只要测得因此，只要测得3a3a与与3b3b的数值，可以求得的数值，可以求得3ac3ac 的数值（要注意读数的正负号）。的数值（要注意读数的正负号）。 水平方向的偏差分析与垂直方向相同。水平方向的偏差分析与垂直方向相同。 调整方法调整方法 测量完联轴器的对中情况之后，根据记测量完联轴器的对中情况之后，根据记 录图上的读数值可分析出两轴空间相对录图上的读数值可分析出两轴空间相对 位置情况。按偏差值作适当的调整。为位置情况

15、。按偏差值作适当的调整。为 使调整工作迅速，准确进行，可通过计使调整工作迅速，准确进行，可通过计 算或作图求得各支点的调整量。测量方算或作图求得各支点的调整量。测量方 法不同，计算方法也不同。法不同，计算方法也不同。 两表测量法，三表测量法及五表测量法两表测量法，三表测量法及五表测量法 两表，三表及五表测量都可得出同一方位上的径向读数和轴向两表，三表及五表测量都可得出同一方位上的径向读数和轴向 读数，若测点位置及调整支点的位置如图读数，若测点位置及调整支点的位置如图1010所示（请注意测所示（请注意测 量轴向读数百分表的指向），可用下式进行计算：量轴向读数百分表的指向），可用下式进行计算： H

16、1=L1H1=L1* *（s1-s3s1-s3）/D + /D + （a1-a3a1-a3）/2 -/2 -（1 1 9 9） H2=H2=（L1+L2L1+L2）* *（ s1-s3s1-s3）/D + /D + （a1-a3a1-a3）/2 -/2 - （1 11010） 式中式中 H1 H1 ，H2-H2-支点支点1 1和支点和支点2 2的调整量，（正值时为的调整量，（正值时为 加垫负值时减垫），加垫负值时减垫），mmmm； s1s1，s3s3及及a1a1，a3-a3-分别为分别为0 0和和180180方位测得轴向和径方位测得轴向和径 向百分表读数，；向百分表读数，； D-D-联轴器的计

17、算直径联轴器的计算直径( (百分表触点百分表触点, ,即测点即测点 到联轴器中心点的距离到联轴器中心点的距离), ),； L1-L1-支点支点1 1到联轴器测量平面间的距离，到联轴器测量平面间的距离， mmmm； L2-L2-支点支点1 1与支点与支点2 2之间的距离，之间的距离，mmmm； 应用上式计算调整量时的几点说明：应用上式计算调整量时的几点说明： 式中式中s1s1，s3s3，a1a1，a3a3是用百分表测的读数，是用百分表测的读数， 应包含正负号一起代入计算公式。应包含正负号一起代入计算公式。 HH的计算值是由两项组成，前项的计算值是由两项组成，前项L L（s1s1s3s3） /D/

18、D中，中，L L与与D D不可能出现负值，所以此项的正不可能出现负值，所以此项的正 负决定于（负决定于（s1s1s3s3）。）。S1S1s3s30 0时，前项时，前项 为正值，此时联轴器的轴向间隙呈为正值，此时联轴器的轴向间隙呈 形状，形状， 称为称为“上张口上张口”；S1S1s3s30 0时，前项为负值，时，前项为负值， 联轴器的间隙呈联轴器的间隙呈 形状，称为形状，称为“下张口下张口”。 当当a1a1a3a30 0时，后项为正值，此时被测的半时，后项为正值，此时被测的半 联轴器中心（主动轴中心）比基准的半联轴器联轴器中心（主动轴中心）比基准的半联轴器 中心（从动轴中心）偏低，当中心（从动轴

19、中心）偏低，当a1a1a3a30 0时，时， 被测的半联轴器中心偏高，被测的半联轴器中心偏高， 机器安装时，通常以主机转轴（从动轴）做基机器安装时，通常以主机转轴（从动轴）做基 准，调整电机转轴（主动轴）。电机低座四个准，调整电机转轴（主动轴）。电机低座四个 支点于两侧对称布置，调整时，对称的两支点支点于两侧对称布置，调整时，对称的两支点 所加（或减）垫片厚度应相等。所加（或减）垫片厚度应相等。 若安装百分表的夹具（对轮卡）结构不同，测若安装百分表的夹具（对轮卡）结构不同，测 量轴向间隙的百分表触点指向原动机（触点与量轴向间隙的百分表触点指向原动机（触点与 被测半联轴器靠结合面一侧的端面接触）

20、时，被测半联轴器靠结合面一侧的端面接触）时， 百分表的读数值大小恰与联轴器间实际轴向间百分表的读数值大小恰与联轴器间实际轴向间 隙方向相反，所以隙方向相反，所以HH值的公式前项值的公式前项s1s1s3s3应改应改 为为s3s3s1s1，即，即s3s3s1s10 0时为时为“上张口上张口”， s3s3s1s10 0时为时为“下张口下张口”。 机器在运转工况下因热膨胀会引起轴中心位置变化，机器在运转工况下因热膨胀会引起轴中心位置变化， 联轴器找正的任务时把轴中心线调整到设计要求的冷联轴器找正的任务时把轴中心线调整到设计要求的冷 态（安装时的状态）轴中心位置，使机器在热态（运态（安装时的状态）轴中心

21、位置，使机器在热态（运 转工况下）达到两轴中心线一致（既同心，又平行）转工况下）达到两轴中心线一致（既同心，又平行） 的技术要求。安装机器时各支点温升的数据可以从制的技术要求。安装机器时各支点温升的数据可以从制 造厂的安装说明书中得到；有的直接给定机器冷态找造厂的安装说明书中得到；有的直接给定机器冷态找 正时的读数值；也有的给定各支点的温升数据，由图正时的读数值；也有的给定各支点的温升数据，由图 解法求出冷态找正时的读数值。在安装大型机组时，解法求出冷态找正时的读数值。在安装大型机组时， 有的给出各类机器在不同工况下的经验图表，通过查有的给出各类机器在不同工况下的经验图表，通过查 表或计算找出

22、冷态找正时的读数值。经验丰富的安装表或计算找出冷态找正时的读数值。经验丰富的安装 人员还可从实践中得出一些经验数据。总之，对于安人员还可从实践中得出一些经验数据。总之，对于安 装者来说，要考虑机器从冷态到热态支点处轴中心位装者来说，要考虑机器从冷态到热态支点处轴中心位 置的变化，在工作中保证机器能处于理想的对中状态。置的变化，在工作中保证机器能处于理想的对中状态。 在水平方向上调整联轴器的偏差时，不需在水平方向上调整联轴器的偏差时，不需 要加减垫片，通常也不计算。操作时利用要加减垫片，通常也不计算。操作时利用 顶丝和百分表，边测量，便调整，达到要顶丝和百分表，边测量，便调整，达到要 求的精度为

23、止。一些大型的，重要的机组求的精度为止。一些大型的，重要的机组 在调整水平偏差时，各支点的移动量可通在调整水平偏差时，各支点的移动量可通 过计算或作图求出。过计算或作图求出。 单表测量时计算调整量的方法单表测量时计算调整量的方法 计算前，后两支点的调整量如下图所示。计算前，后两支点的调整量如下图所示。 以以“B B”轴作基准轴，调整轴作基准轴，调整“A A”轴时应先轴时应先 测定测定X X，Y Y，Z Z之值（图（之值（图（a a），若以），若以 yy与与zz分别表示前后支点的调整量，从分别表示前后支点的调整量，从 图（图（b b）可推导出：）可推导出： OaOaOaOa”G G EOEO”F

24、 F 由于由于 GOGO”=X FO=X FO”=Y GO=Y GO=3ac/2 (=3ac/2 (忽略忽略 OaOa”ObOb) ) 所以所以 EF=Y/XEF=Y/X3ac/23ac/2 y=EF+3b/2=Y/X y=EF+3b/2=Y/X3ac/2+3b/2 -(1-3ac/2+3b/2 -(1- 11)11) 同理可得同理可得 HI=Z/XHI=Z/X3ac/23ac/2 z=HI+3b/2=Z/X z=HI+3b/2=Z/X3ac/2+3b/2 -(1-3ac/2+3b/2 -(1- 12)12) 几点说明几点说明: : yy及及zz为正值为正值, ,则要求增加垫片厚度则要求增加垫

25、片厚度; ;若为负值若为负值, ,则减少则减少 垫片厚度垫片厚度. . 上式为垂直方向调整的计算上式为垂直方向调整的计算. .若水平方向计算调整量可若水平方向计算调整量可 用同样原理用同样原理, ,只是调整量为支点的左右移动量只是调整量为支点的左右移动量, ,而不需增而不需增 减垫片厚减垫片厚. . 上述方法是将两轴中心线调成一条直线上述方法是将两轴中心线调成一条直线( (冷态联冷态联 轴器对中轴器对中), ),然后根据各转轴支点处的热膨胀量然后根据各转轴支点处的热膨胀量 大小撤去相应厚度的垫片大小撤去相应厚度的垫片, ,以达到冷态找正的要以达到冷态找正的要 求求. .为此为此, ,首先根据首

26、先根据3a,3b3a,3b及及3ac3ac的数值判断两的数值判断两 轴之间的空间位置轴之间的空间位置, ,再进行计算再进行计算. .调整工作必须调整工作必须 分成两步走分成两步走: :先将两转轴中心线调成一条直线先将两转轴中心线调成一条直线, , 再按热膨胀量大小在支点处撤去相应厚度的垫再按热膨胀量大小在支点处撤去相应厚度的垫 片。片。 单表测量法在实际操作中可以在两个半单表测量法在实际操作中可以在两个半 联轴器上同时装上百分表架和百分表，联轴器上同时装上百分表架和百分表， 一个百分表指在一个百分表指在“A A”联轴器上，另一个联轴器上，另一个 百表指在百表指在“B B”联轴器上，互相错开联轴

27、器上，互相错开 180180，两轴同步盘动，两轴同步盘动360360，两个百，两个百 分表同时记录读数。可以免去装拆卸百分表同时记录读数。可以免去装拆卸百 分表架的麻烦，减少发生误差的可能性，分表架的麻烦，减少发生误差的可能性， 加快调整速度。加快调整速度。 当水平面内两側读数都不是零时，为方便起见，当水平面内两側读数都不是零时，为方便起见， 可在两側读数中分别加上一个相等到的数（包括可在两側读数中分别加上一个相等到的数（包括 正或负），使其中一側变为零。这种数学变换对正或负），使其中一側变为零。这种数学变换对 实际偏差没有影响。应该注意的是支脚螺栓孔和实际偏差没有影响。应该注意的是支脚螺栓孔

28、和 螺栓之间的空隙要满足在水平方向上的调整量，螺栓之间的空隙要满足在水平方向上的调整量， 否则应调整基准轴，使其它轴的位置作相称应的否则应调整基准轴，使其它轴的位置作相称应的 调整。调整。 单表测量法在实际操作中可以在两个半联轴器上单表测量法在实际操作中可以在两个半联轴器上 同时装上百分表架和百分表，一个百分表指在同时装上百分表架和百分表，一个百分表指在 “A A”联轴器上，另一个百表指在联轴器上，另一个百表指在“B B”联轴器上，联轴器上， 互相错开互相错开180180，两轴同步盘动，两轴同步盘动360360，两个百，两个百 分表同时记录读数。可以免去装拆卸百分表架的分表同时记录读数。可以免去装拆卸百分表架的 麻烦，减少发生误差的可能性，加快调整速度。麻烦，减少发生误差的可能性，加快调整速度。 当水平面内两側读数都不是零时，为方便起见，可在两側读数中当水平面内两側读数都不是零时，为方便起见，可在两側读数中 分别加上一个相等到的数（包括正或负），使其中一側变为零。分别加上一个相等